腫瘤抗血管生成治療 >>腫瘤血管生成的調(diào)節(jié)機制

來源：新特藥房藥訊作者：百濟動態(tài) 瀏覽：發(fā)布時間：2007/11/20 14:51:00

腫瘤抗血管生成治療——基礎(chǔ)理論

腫瘤血管生成的調(diào)節(jié)機制

腫瘤血管的生成是腫瘤細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞通過旁分泌和自分泌的不同形式、誘發(fā)體內(nèi)多種細(xì)胞因子介導(dǎo)產(chǎn)生的瀑布式反應(yīng)，這種反應(yīng)能否發(fā)生取決于血管生成促進(jìn)因子和血管生成抑制因子間的平衡狀態(tài)（即Hanahen等提出的調(diào)控血管平衡的開關(guān)系統(tǒng)）。人體內(nèi)存在多種促血管生成因子，如VEGF、堿性成纖維細(xì)胞生長因子（bVEGF）、內(nèi)皮抑素（endostatin）等，當(dāng)二者間的平衡狀態(tài)被打破，血管生成促進(jìn)因子表達(dá)或產(chǎn)生高于血管生成抑制因子時，腫瘤血管開始形成。

1. 內(nèi)源性促血管生成物質(zhì)

體內(nèi)存在諸多促血管生成物質(zhì)，按其生化生理特點大致可以分為肝素結(jié)合生長因子、如VEGF、FGF，非肝素結(jié)合生長因子、如轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）、表皮細(xì)胞生長因子（EGF），炎性介導(dǎo)因子等（詳見表I）。其中尤以VEGF、FGF、PDGF等肝素結(jié)合類生長因子與腫瘤血管生成的關(guān)系最為密切。

表I 內(nèi)源性促血管生成物質(zhì)

肝素結(jié)合生長因子	VEGF、PIGF、FGF-1、FGF-2、pleiotrophin、HIV-tat、PDGF、HGF/SF
非肝素結(jié)合生長因子	TGF-a、TGF-b、EGF、IGF-I
炎性介導(dǎo)因子	TNF-a、IL-8、IL-3、prostaglandin E1、E2
酶分子	PD-ECGF/TP、COX-2、Angiogenin
激素分子	Oestrogens、proliferin
寡糖分子	Hyaluronan、Gangliosides
促血細(xì)胞生成因子	EPO、G-CSF、GM-CSF
細(xì)胞粘附分子	VCAM-1、E-selectin
其它	Nitric、Oxide、Ang-1

（1） VEGF與VEGF受體

VEGF是促血管生成活性最強的生長因子，在小鼠胚胎發(fā)育期，如將VEGF基因或VEGF受體（VEGFR）基因剔除，都將因血管生成障礙而導(dǎo)致胚胎死亡。VEGF在腫瘤血管生成中起重要作用，許多腫瘤細(xì)胞都有VEGF的高表達(dá)。大量研究報道認(rèn)為，外周血中VEGF的水平與腫瘤預(yù)后直接相關(guān)。VEGF主要通過相應(yīng)的受體KDR和Flt-1發(fā)揮作用，KDR和Flt-1均為酪氨酸激酶受體（RTK），VEGF與KDR結(jié)合后主要通過MAPK信號通路促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖及血管生成。Flt-1的功能較為復(fù)雜，VEGF與其結(jié)合除能促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞遷移外，還能活化基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs），同時還能通過與VEGF的結(jié)合而對KDR活性起調(diào)節(jié)作用。

腫瘤細(xì)胞VEGF表達(dá)升高同腫瘤組織缺氧產(chǎn)生缺氧誘導(dǎo)因子有關(guān)，后者能上調(diào)VEGF的表達(dá)。內(nèi)皮細(xì)胞增殖時VEGF受體表達(dá)增加。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為VEGF受體的表達(dá)是內(nèi)皮細(xì)胞特異性的，但近來越來越多的研究表明，腫瘤細(xì)胞在表達(dá)分泌VEGF的同時，也可表達(dá)VEGF受體，由此產(chǎn)生的后果是腫瘤細(xì)胞分泌的VEGF可通過旁分泌（作用于內(nèi)皮細(xì)胞）及自分泌（作用于腫瘤細(xì)胞自身的VEGF受體）途徑而促進(jìn)血管的生成及腫瘤細(xì)胞的增殖。

（2）堿性成纖維細(xì)胞生長因子（bFGF）

bFGF可通過上調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)和分泌膠原酶、uPA及其受體等，誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞的的增殖和遷移。bFGF與VEGF對促血管生成具協(xié)同效應(yīng)，后者可使內(nèi)皮細(xì)胞bFGF生成增多，VEGF體外促血管生成的作用及誘導(dǎo)纖溶酶原激活物（PA）的能力也有賴于內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的bFGF。臨床研究表明，許多腫瘤組織中bFGF表達(dá)升高。在腫瘤患者的尿液及血清中也可檢測到較高水平的bFGF。有人認(rèn)為體液中bFGF水平是判斷腫瘤預(yù)后及是否復(fù)發(fā)的潛在指標(biāo)。

（3）其它促腫瘤血管生成因子

如表I中所列，除上述的VEGF、bFGF外，體內(nèi)還有數(shù)十種內(nèi)源性血管生成因子或物質(zhì)不同程度地參與了促血管生成過程，如血小板衍化生長因子（PDGF）和腫瘤壞死因子（TNF-a），它們均源自單核巨噬細(xì)胞，前者能促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖趨化、參與血管外周細(xì)胞的聚集和微血管系統(tǒng)的發(fā)育，后者在低劑量時可作為生長因子誘發(fā)血管的生成。

最近對軸突導(dǎo)向分子（Axon guidance molecules）在血管再生發(fā)生發(fā)展過程中的作用日益受到重視。軸突導(dǎo)向的受體和配體主要可分為四個家族：神經(jīng)素（Neuropilins，NRP）/semaphorins、ephrins、eobo/Slit和netrin/Unc5。如NRP可作為VEGF異構(gòu)體的受體，可通過VEGF165加強對VEGF受體KDR的激活作用，可作為VEGF信號傳導(dǎo)通路的正性調(diào)控因子參與血管的生成，又如ephrin B2和它的受體Eph B4在動靜脈血管分化中起重要作用。最近有研究認(rèn)為，Eph/ephrin的相互作用在惡性腫瘤的進(jìn)展及血管再生中發(fā)揮了重要作用，可溶性Eph B4可抑制實驗動物的腫瘤生長，有可能作為新的抗血管生成靶點。

2. 內(nèi)源性抑制血管生成物質(zhì)

為調(diào)節(jié)血管生成的平衡，人體內(nèi)除存在許多促血管生成物質(zhì)外，同時也存在多種抑制血管生成的物質(zhì)，其中有相當(dāng)部分來自一些蛋白質(zhì)的水解片斷，如來自XVIII膠原蛋白的羧基末端片斷endostatin，纖溶酶原降解片斷Angiostatin等（見表II），它們大都表現(xiàn)出較強的抑制血管生成活性，有的已進(jìn)入臨床試驗。

表II 內(nèi)源性抑制血管生成物質(zhì)

蛋白片段	可溶性介質(zhì)分子
Angiostatin：纖溶酶元降解片段 38KD 含Kringle區(qū)域	TSP-1（血小板反應(yīng)蛋白-1）、Troponin I（肌原蛋白I）、IFN
Endostatin： XVIII膠原蛋白的鋅結(jié)合區(qū)片段 20KD	PEDF（色素上皮因子）、IP-10（胸腺嘧啶磷酸酶10）、IL-12、IL-4、
AaAT：抗凝血酶3（antithrombin 3）的片段	VEGI（VEGF抑制因子）、TIMP-1、 TIMP-2，
Vasostatin：鈣網(wǎng)蛋白（calreticulin）的N-端片段 10KD	PAI-1（纖溶酶元活化抑制因子-1）、 Retinoic acid、Ang、 2-Methoxyoestradiol
Protactin：催乳素的16KD片段
PF4：血小板因子4的N-端片段
Alphastatin: 源自纖維蛋白原的24各氨基酸小肽片斷
Tumstatin： IV型膠原a3鏈的一個多肽片斷，分子量為28KD
Canstatin： IV型膠原蛋白a2鏈的一個多肽片斷，分子量為24KD
Arresten： IV型膠原蛋白a1鏈的一個多肽片斷，分子量為26KD
PEX： Mmp2的羥基端水解片斷，分子量為20KD

因篇幅所限，下面僅對具代表性的內(nèi)源性抗血管生成抑制物予以簡單介紹，更多和更詳細(xì)資料可參考相關(guān)文獻(xiàn)。

（1）Angiostatin（血管抑素）

Angiostatin由O’Reilly等于1994年從移植了Lewis肺癌小鼠的血清和尿樣中分離獲得，是纖維蛋白溶酶原的一個裂解片段，由腫瘤產(chǎn)生或活化某些蛋白酶，使纖溶酶原分解而成。在荷瘤小鼠模型中能有效抑制不同腫瘤的生長。Angiostatin抑制血管生成的機制可能主要與其下調(diào)VEGF表達(dá)、能通過與內(nèi)皮細(xì)胞表面ATP合成酶a亞單位結(jié)合使內(nèi)皮細(xì)胞增殖抑制、可以降低由bFGF和VEGF誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)的蛋白激酶erk-1和erk-2的活性等。Angiostatin常用皮下注射，有效安全劑量范圍較大且尚未發(fā)現(xiàn)毒副作用，未表現(xiàn)出抗原性和細(xì)胞毒性，也無耐藥性。

（2）Endostatin（內(nèi)皮抑素）

Endostatin是O’Reilly等于1997年首次在患內(nèi)皮細(xì)胞瘤的小鼠血清中分離獲得的，是大分子膠原蛋白XVIII的羧基末端非膠原區(qū)片段，由183個氨基酸殘基組成，相對分子質(zhì)量為20kD。其抗腫瘤血管生成作用強于angiostatin。endostatin能特異地抑制內(nèi)皮細(xì)胞增生并明顯抑制腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移。用endostatin處理牛肺動脈內(nèi)皮細(xì)胞可致細(xì)胞凋亡，且可明顯減少抗凋亡蛋白bcl-2和bcl-xl的產(chǎn)生，但在其它非內(nèi)皮細(xì)胞中則未觀察到這種作用，提示endostatin可能選擇性地引起內(nèi)皮細(xì)胞凋亡。近來研究發(fā)現(xiàn)，endostatin也可通過與纖維母細(xì)胞生長因子競爭及通過阻止G0/G1期向S期轉(zhuǎn)變等不同途徑抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖。endostatin除單純使用具有抗腫瘤活性外，作為一類新型抗腫瘤藥物還可以與傳統(tǒng)的化療、放療聯(lián)合應(yīng)用，具有明顯的協(xié)同作用。目前endostatin 已在不同腫瘤中進(jìn)入臨床試驗期，并在肺癌、乳腺癌中顯示出較好的療效。我國SFDA已批準(zhǔn)重組的endostatin作為實驗性藥物上市。

（3）Alphastatin

Alphastatin是Carolyn等于2004年在對纖維蛋白原（fibrinogen）不同片斷對血管生成活性影響的分析后發(fā)現(xiàn)的具抑制血管生成功能的內(nèi)源性物質(zhì)，由24個氨基酸組成，是現(xiàn)階段發(fā)現(xiàn)的最小內(nèi)源性肽段血管生成抑制物質(zhì)。Alphastatin主要通過抑制內(nèi)皮細(xì)胞的遷移和管狀化而發(fā)揮抑制血管生成作用，但具體的作用機制尚不清楚。Alphastatin抑制血管生成活性強，在動物實驗中，使用較低劑量即能獲得很好抗腫瘤活性（0.025mg/kg/d），有較好的潛在臨床應(yīng)用前景。

（4）干擾素類（IFNg）

IFN是具較顯著抑制血管生成的細(xì)胞因子，可以下調(diào)多種腫瘤細(xì)胞的bFGF和VEGF的表達(dá)，從而抑制血管生成。IFNa和IFNg均可直接抑制人表皮微血管內(nèi)皮細(xì)胞和人毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移。此外，IFNa和IFNg還能抑制由腫瘤細(xì)胞和淋巴細(xì)胞誘導(dǎo)的新生血管的形成。研究發(fā)現(xiàn)，IFNa和IFNb對bFGF表達(dá)的抑制作用具有細(xì)胞密度依賴性，而IFN的抗增殖活性作用是非細(xì)胞密度依賴性的。IFNa作為抗血管生成的抗腫瘤藥物已進(jìn)入III期臨床試驗。