血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子與肺癌的關(guān)系

血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子與肺癌的關(guān)系

許多研究表明，新枝條的形成對(duì)于產(chǎn)生腫瘤原體細(xì)胞的傳播和生長(zhǎng)非常重要，也是腫瘤入侵和轉(zhuǎn)移的必要前提。同時(shí),腫瘤的淋巴轉(zhuǎn)移也是影響許多實(shí)體腫瘤發(fā)生、進(jìn)展的一個(gè)重要因素。近年來的許多研究證實(shí),血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)與肺癌新生血管和淋巴管的生長(zhǎng)以及生物學(xué)行為密切相關(guān)。現(xiàn)就VEGF的結(jié)構(gòu)功能特點(diǎn)與肺癌之間的關(guān)系分析報(bào)告如下。一、vegf基因表達(dá)與血管內(nèi)皮生長(zhǎng)量的關(guān)系VEGF最初是Ferrara等在牛垂體濾泡星狀細(xì)胞體外培養(yǎng)液中首先純化出來的,而后發(fā)現(xiàn)它同先前克隆的血管通透因子(vascularpermeabilityfactor,VPF)的氨基酸序列一致,故目前將它們合并使用(VEGF/VPF)。VEGF家族屬血小板源生長(zhǎng)因子超家族,目前主要包括VEGF(即VEGF-A)、胎盤生長(zhǎng)因子、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D和VEGF-E,VEGF是其中最重要的成員。VEGF是相對(duì)分子質(zhì)量為46000的高度糖基化的堿性蛋白,由兩個(gè)相對(duì)分子質(zhì)量均為23000的不同亞基以二硫鍵連接所組成的同源二聚體。VEGF基因外顯子的選擇性剪切使其產(chǎn)生了5種VEGF變異體,即VEGF121、VEGF165、VEGF189、VEGF206和VEGF145。目前,對(duì)其中VEGF165和VEGF121的研究最多。VEGF受體有KDR/Flt-1/VEGFR-2、Flt-2/VEGFR-1、Flt-4/VEGF3和神經(jīng)纖毛因子-1(NP-1)。VEGFR-2主要表達(dá)于血管內(nèi)皮,VEGF-A和VEGF-E可通過蛋白激酶C(PKC)或ras信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路激活絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)系統(tǒng),并與VEGFR-2結(jié)合,以誘導(dǎo)腫瘤內(nèi)血管生成。VEGFR-3在胚胎發(fā)育初期表達(dá)于所有血管,在成年組織中,其表達(dá)主要局限于淋巴管內(nèi)皮。目前的研究顯示,VEGFR-2信號(hào)通道介導(dǎo)腫瘤血管生成;VEGFR-3信號(hào)通道主要介導(dǎo)腫瘤淋巴管生成,但VEGFR-3亦可表達(dá)于部分腫瘤血管內(nèi)皮,從而介導(dǎo)腫瘤血管生成。有研究表明,在某種特定條件下,VEGF也可能通過VEGFR-2介導(dǎo)淋巴管生成,但有待進(jìn)一步證實(shí)。在動(dòng)物模型研究中,VEGF-C和VEGF-D的表達(dá)與腫瘤內(nèi)淋巴管生成與轉(zhuǎn)移的關(guān)系已經(jīng)被確定。VEGF是迄今所發(fā)現(xiàn)的、最重要的促血管生成因子,參與正常胚胎發(fā)育、卵泡成熟及腎臟等生理性調(diào)節(jié),在組織血管增生時(shí)表達(dá)增強(qiáng);在處于胚胎發(fā)育的組織和分化狀態(tài)下的細(xì)胞中,VEGF表達(dá)高于成年和分化完全的細(xì)胞。VEGF在體內(nèi)調(diào)節(jié)血管的通透性,為血管形成過程中的多種細(xì)胞提供一個(gè)纖維網(wǎng)絡(luò);在體外能促進(jìn)基質(zhì)的降解以及內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移、運(yùn)動(dòng)和血管腔樣結(jié)構(gòu)的形成,并可動(dòng)員骨髓來源的內(nèi)皮祖細(xì)胞。VEGF對(duì)促進(jìn)血管新生起關(guān)鍵作用,因此與腫瘤的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移有著密切關(guān)系。VEGF在正常成人和動(dòng)物中表達(dá)水平較低,但在一些代謝旺盛、血供豐富的組織中表達(dá)水平略高;在胚胎組織、胎盤、增殖期的子宮內(nèi)膜和黃體中,由于生長(zhǎng)發(fā)育和血管生成的需要,VEGF的表達(dá)往往呈較高水平。在一些病理情況下,VEGF可以出現(xiàn)過量表達(dá)。二、vegf在肺癌患者中的表達(dá)情況VEGF一方面以旁分泌的方式作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞,與血管內(nèi)皮細(xì)胞上的受體結(jié)合,引發(fā)一系列信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),刺激內(nèi)皮細(xì)胞分化和血管生成。VEGF與受體的結(jié)合可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度急劇升高,達(dá)4倍以上,這也是目前檢測(cè)VEGF活性最為敏感的方法之一。另一方面,VEGF主要是通過實(shí)體瘤KDR受體而表達(dá),提示其與腫瘤細(xì)胞上的KDR受體結(jié)合可刺激腫瘤細(xì)胞的增殖與遷移。肺癌作為一種高度惡性腫瘤,其新生血管的生成為腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)提供了必需的氧與營(yíng)養(yǎng),增加了腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移。臨床研究表明,VEGF與肺癌的新生血管具有一定相關(guān)性。在研究不同來源腫瘤組織中KDR的表達(dá)后,發(fā)現(xiàn)KDR在大多數(shù)腫瘤組織的血管和血管內(nèi)皮細(xì)胞中呈不同濃度的陽性反應(yīng),其中肺癌的KDR陽性率為77%。在正常肺組織中,VEGF的表達(dá)率僅為6.7%;而在肺癌組織中,VEGF的總陽性率為70.2%。VEGF表達(dá)陽性者的微血管計(jì)數(shù)和腫瘤內(nèi)微血管密度(IMVD),均高于VEGF陰性者。Stefanoup等研究了88例非小細(xì)胞肺癌,其中鱗癌48例,腺癌30例,大細(xì)胞癌10例。在77.3%的患者中,均可見到VEGF高表達(dá),且血管分布與VEGF高表達(dá)有相關(guān)性。Lissoni等曾對(duì)59例非小細(xì)胞肺癌患者血清VEGF含量與治療效果、預(yù)后的相關(guān)性進(jìn)行了研究,結(jié)果顯示,治療效果好的患者血清VEGF降低至正常水平,而轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)患者的VEGF含量仍維持高水平。國內(nèi)部分學(xué)者的研究結(jié)果顯示,非小細(xì)胞肺癌患者的VEGF含量明顯高于健康人和肺部良性疾病患者。在血循環(huán)癌細(xì)胞陽性的患者中,VEGF與癌細(xì)胞含量之間存在相關(guān)性,VEGF含量增高,患者外周血中癌細(xì)胞數(shù)量亦明顯增加;而在癌細(xì)胞陰性患者中,VEGF含量對(duì)血行轉(zhuǎn)移并無影響。由此我們可以得知,VEGF對(duì)促進(jìn)肺癌中具有轉(zhuǎn)移潛能的癌細(xì)胞進(jìn)入血循環(huán)系統(tǒng)有一定作用。另外亦有研究表明,有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的肺癌組VEGF陽性率明顯高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組。有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ脱芯勘砻?VEGF-C可同時(shí)激活其受體VEGFR-2和VEGFR-3,進(jìn)而分別誘導(dǎo)血管和淋巴管生成反應(yīng)。Li等用抗VEGF-C和VEGFR-3抗體,研究了76例非小細(xì)胞肺癌患者癌旁組織中淋巴管和血管的密度,結(jié)果顯示,腫瘤細(xì)胞內(nèi)的VEGF-C與淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞上的VEGFR-3之間有明顯相關(guān)性。VEGF-C陽性患者癌旁組織的淋巴管和微血管數(shù)目,明顯高于VEGF-C陰性者。VEGF-C通過VEGFR-3促進(jìn)腫瘤內(nèi)淋巴管生成,并且促進(jìn)腫瘤細(xì)胞進(jìn)入淋巴管。因此,VEGF-C的高表達(dá)可以作為肺癌預(yù)后差的指標(biāo)之一。三、vegf家族在肺癌患者預(yù)后中的功能肺癌的病理分期與預(yù)后有著直接關(guān)系,而VEGF在肺癌中的表達(dá)及其與腫瘤臨床生物學(xué)行為和預(yù)后的關(guān)系也正是我們所關(guān)注的。眾多研究結(jié)果表明,VEGF在中晚期肺癌(Ⅲ、Ⅳ期)的陽性表達(dá)率明顯高于早期肺癌(Ⅰ、Ⅱ期),低分化癌的VEGF陽性率也明顯高于高分化癌,而VEGF的表達(dá)與肺癌的病理分型無關(guān)。這就提示,在各種病理類型的肺癌組織中,VEGF可誘導(dǎo)新生血管生成,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞局部侵襲和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。而一項(xiàng)針對(duì)VEGF亞型與肺癌病理分型關(guān)系的研究表明,腫瘤內(nèi)VEGF-A的表達(dá),可以作為影響腺癌患者預(yù)后的一個(gè)重要因素;而腫瘤內(nèi)VEGF-C的表達(dá)則可作為影響鱗癌患者預(yù)后的因素之一。因此有學(xué)者認(rèn)為,VEGF家族的不同功能可以反映非小細(xì)胞肺癌的臨床行為。Mineo等的研究顯示,在可手術(shù)的ⅠB~ⅡA期非小細(xì)胞肺癌患者中,VEGF超表達(dá)患者的總體生存期較短。Arinaga等分析非小細(xì)胞肺癌患者的VEGF-C和VEGFR-3表達(dá)水平,發(fā)現(xiàn)VEGF-C和VEGFR-3表達(dá)陽性者的生存期低于表達(dá)陰性者,并且VEGFR-3可以作為獨(dú)立的影響肺癌預(yù)后的指標(biāo)。Hasegawa等通過ELISA法檢測(cè)治療前的小細(xì)胞肺癌患者血清VEGF水平,并與良性病變及健康人對(duì)比,結(jié)果顯示,VEGF高表達(dá)患者的無病生存期和總生存時(shí)間明顯低于VEGF正常表達(dá)者。車國衛(wèi)等檢測(cè)114例肺癌組織中的VEGF表達(dá)水平,發(fā)現(xiàn)肺癌組織中VEGF高表達(dá)患者的5年生存率(18.18%)明顯低于低表達(dá)者(61.19%)。這說明VEGF可作為評(píng)估肺癌生物學(xué)行為和預(yù)測(cè)肺癌患者預(yù)后的一項(xiàng)指標(biāo)。近些年來,有學(xué)者將VEGF作為肺癌的血清腫瘤標(biāo)記物進(jìn)行了相關(guān)研究。結(jié)果表明,血漿中VEGF(VEGFp)作為診斷非小細(xì)胞肺癌的價(jià)值與CEA是相近的,而在Ⅰ期腺癌患者的分析中,VEGFp的診斷價(jià)值要略優(yōu)于CEA,VEGFp與CEA聯(lián)合診斷的敏感性是75%,優(yōu)于單獨(dú)CEA對(duì)早期腺癌的診斷。四、抗血管內(nèi)皮生物固定抑制劑當(dāng)今,針對(duì)血管生成調(diào)節(jié)靶點(diǎn)的治療研究,特別是針對(duì)VEGF的靶向治療,已成為抗腫瘤治療研究的一個(gè)熱點(diǎn)。競(jìng)爭(zhēng)性抑制VEGF與VEGFR結(jié)合是抗血管生成的重要原則之一,其主要的方法有反義VEGF、抗VEGF抗體、抗VEGFR抗體以及抗體介導(dǎo)的免疫毒素。目前已開發(fā)出血管生成因子及其受體的中和抗體、血管生成抑制因子及抗血管生成的化學(xué)藥物等。在目前已鑒定和克隆的幾種VEGF受體中,VEGFR2/Flt-1/KDR與VEGF具有較高親和力,且僅存在于血管內(nèi)皮細(xì)胞和一些腫瘤細(xì)胞中。因此,VEGF與其受體Flt-1/KDR的相互作用是調(diào)控腫瘤血管形成的關(guān)鍵,已成為抗腫瘤血管治療最直接的靶點(diǎn),其中包括抗KDR的單克隆抗體、酪氨酸激酶的小分子抑制劑、KDR的小肽抑制劑、KDR的核酸抑制劑和KDR為靶的導(dǎo)向制劑等。現(xiàn)已證實(shí),可溶性VEGFR僅具有與配體結(jié)合的能力,而無信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能,因此可競(jìng)爭(zhēng)VEGF的功能受體,阻止腫瘤血管的形成。國內(nèi)寇伯君等應(yīng)用RT-PCR技術(shù),對(duì)可溶性VEGFR-2片斷阻斷VEGF與相應(yīng)受體結(jié)合和抑制血管形成的作用進(jìn)行了體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果顯示,可溶性受體蛋白能有效抑制內(nèi)皮細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖。因此,可溶性VEGFR-2片段是一種有效的抑制血管形成的生物工程產(chǎn)品,有望成為抗血管形成基因治療的靶點(diǎn)。Ueda等發(fā)現(xiàn)了一種新的低分子量VEGF抗體VGA1102,它可抑制VEGF與其受體的結(jié)合,從而抑制腫瘤血管的形成。實(shí)驗(yàn)還顯示,VGA1102可抑制種植到裸鼠體內(nèi)的人類腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。武婕等在噬菌體肽庫中篩選出能特異結(jié)合KDR的小肽P5,它能阻斷VEGF誘導(dǎo)的內(nèi)皮增殖,抑制雞胚血管形成和裸鼠體內(nèi)的腫瘤生長(zhǎng)。因此,小肽P5有希望成為導(dǎo)向藥物的先導(dǎo)小分子,并將與其結(jié)合的藥物或毒素帶到靶向位點(diǎn),實(shí)現(xiàn)低毒、高效治療腫瘤的目的,具有潛在的應(yīng)用前景。近年來,一系列治療肺癌的抗VEGF以及受體藥物正處于早期的臨床試驗(yàn),如rhuMAbVEGF、SU5416、SU6668、CP-547,632、ZD4190和ZD6474等。其中口服型ZD6474已進(jìn)入Ⅰ期臨床試驗(yàn),它能明顯抑制人體肺癌動(dòng)物模型,這使抗肺癌血管生成治療成為可能。目前,VEGF-C和VEGF-D亦稱淋巴管生成因子,可通過激活其位于淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞上的受體VEGFR-3,促進(jìn)腫瘤內(nèi)淋巴管生成,進(jìn)而增加淋巴管轉(zhuǎn)移率。實(shí)驗(yàn)證明,阻斷VEGFR-3信號(hào)通道可抑制腫瘤淋巴管生成及淋巴轉(zhuǎn)移的形成。He等將表達(dá)VEGFR-3-Ig的重組腺病毒(AdR3-Ig),靜脈注射到帶有肺癌細(xì)胞株LNM35異位種植的、嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷