血管内皮因子综述

血管内皮生长因子与肿瘤治疗的研究进展

【摘要】肿瘤生长和转移依赖于血管生成,肿瘤血管生成是受多种细胞因子、生长因子及其受体调控,其中血管内皮生长因子(VEGF)及其受体(VEGFR)被认为是最关键的调控因子, 以VEGF及其受体作用途径中的任一环节为靶点,阻断VEGF对肿瘤血管的作用,都可以达到遏制肿瘤生长和转移的目的。VEGF靶向抗肿瘤血管生成成为抗肿瘤的新策略。

【关键词】VEGF 肿瘤靶向治疗

血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF),也叫做血管通透因子(vascular permeability factor,VPF),在正常胚胎发育时有广泛的表达,但正常成年者的组织中呈低水平表达,在肿瘤等病理情况下其表达异常升高。VEGF是一种高度特异性的血管内皮细胞有丝分裂因子,通过与其特异性受体(VEGFR)结合,引起一系列的信号转导,释放多种细胞因子与生长因子,刺激血管内皮细胞增殖和迁移,促进新生血管生成,在肿瘤的生长和转移中起重要作用。

1．VEGF生物学功能

VEGF的功能包括:①诱导内皮细胞钙浓度短暂升高、形态改变、分裂及运动,影响内皮细胞基因表达,加快基底膜降解,从而发挥促血管生成功能。②增加血管通透性,使血浆蛋白外渗,形成血管化纤维蛋白基质,为内皮细胞迁移形成网架。血管内物质外漏也为肿瘤转移提供基质,这对于肿瘤发展和转移可能比促内皮细胞增生更重要。另外,肿瘤细胞分泌的VEGF弥散作用于肿瘤周围组织的毛细血管,使其通透性增加造成瘤周水肿。③改变内皮细胞基因表达,诱导其合成大量蛋白水解酶,加速血管构建。④抑制宿主抗原呈递细胞成熟,使肿瘤细胞得以逃避免疫监视。⑤诱导血管内皮细胞bcl-2基因表达,提高诸如放射损伤细胞、血管内皮细胞抗凋亡的能力。

2．VEGF促进肿瘤生长、侵袭、转移的机制

肿瘤的侵袭、转移涉及到多个步骤:包括在局部生长到一定大小后瘤细胞从原发灶脱落,细胞外基质和基底膜的降解,瘤细胞进入血循环后逃脱宿主的免疫监控而存活下来, 瘤细胞达远处组织器官后粘附, 继而新生血管形成, 最后继发成瘤。VEGF几乎参与了此过程中的各个步骤，而不仅仅只作为促血管生成因子和血管通透性因子。

2．1 VEGF通过对内皮细胞的增殖、迁移、粘附的调节而促进新生血管的形成。

2．2 肿瘤细胞分泌的VEGF通过自分泌机制与瘤细胞上的VEGFR-2(KDR)结合，调控下游基因的表达而促进瘤细胞的生长、侵袭、转移。

2．3 VEGF通过抑制树突细胞的分化、成熟，减少树突细胞的生成从而降低宿主免疫功能。3．VEGF肿瘤治疗中的应用

3．1 基因治疗

3．1．1 反义寡核苷酸

反义寡核苷酸可抑制VEGF基因水平的分泌,也可特异性降低细胞中VEGFR mRNA水平。高渝等利用超声微泡介导VEGF反义寡核苷酸转染作用于人膀胱癌裸鼠移植瘤模型，

能够有效下调人膀胱癌裸鼠移植瘤组织VEGF的表达，减少肿瘤组织新生血管的生成，继而导致肿瘤细胞凋亡增加而增殖减少，最终达到抑制肿瘤生长的效应【1】。王颖等的实验表明,VEGF反义寡核昔酸局部注射能够抑制小鼠肺癌的生长。小鼠接种完lewis肺癌细胞后，用VEGF反义寡核昔酸(ASODN) VEGF正义寡核昔酸(SODN)皮下注射进行治疗并对比，结果显示VEGF反义寡核昔酸是VEGF正义寡核昔酸抑制肺癌组织生长作用的8倍【2】。3．1．2 RNA干扰

以VEGF基因为靶向的短发夹RNA(short hairpin RNA, shRNA)真核表达质粒,通过RNA干扰技术沉默血管内皮细胞中VEGF基因的表达，费春梅等采用DNA重组技术根据大鼠VEGFmRNA序列设计并合成3条shRNA寡核苷酸片段,构建表达质粒并通过脂质体介导转染大鼠主动脉血管内皮细胞ECs,采用RT-PCR,Western Blot方法分别检测VEGF mRNA 及蛋白质的表达。3条VEGF shRNA质粒均可下调VEGFmRNA和蛋白的表达【3】。

3．2 阻止VEGF与其受体的结合

3．2．1 抗VEGF和VEGFR抗体

利用VEGF或VEGFR的单克隆抗体与VEGF或VEGFR结合,阻断VEGF与受体的结合,达到抑制其促进血管生长的作用,发挥抗肿瘤的效应。

对于已表达的VEGFR可以利用抗VEGFR单克隆抗体与其结合,阻断信号传导通路,达到抑制血管生成的目的。目前针对VEGFR-1研究较多的是其单克隆抗体DC101。

抗VEGF抗体贝伐单抗(Bevacizumab)为一种重组人源化IgG1型单克隆抗体。轻链可变区由鼠源部分组成,能与VEGF结合,重链固定区和大部分轻链区为人源部分。Bevacizumab 与VEGF-A结合抑制VEGF-A与其受体的结合而发挥作用,但其不结合PIGF、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D。曹梦苒等的关于IFL(irinote-can, fluorouracil和leucovorin)联合贝伐单抗(5mg/kg)方案用于晚期结直肠癌一线治疗的临床试验,显示该联合方案增加了肿瘤细胞对化疗药物的敏感性,有效延长了患者的生存期。贝伐单抗与IFL方案联合应用,较单用IFL方案化疗可以明显提高治疗的有效率(44·8%vs34·8% ),延长TTP(10·4个月vs7·1个月)、无进展生存期(PFS, 10·6个月vs6·2个月)和中位生存期(OS,20·3个月vs15·6个月)【4】。美国FDA已经把它与氟尿嘧啶和伊立替康联合化疗作为治疗转移性直结肠癌的一线药物，而其在转移性乳腺癌、肾癌、非小细胞肺癌等肿瘤的临床试验中也显示了较好的治疗效果。此外还有VEGF的单克隆抗体3E7、GV39M、2C3等都是抑制肿瘤血管生成的候选药物。3．2．2 VEGF受体的抑制剂

VEGF受体阻断剂可与VEGF受体结合,进而阻止其与VEGF作用,也起到抑制VEGF的作用。此类药物包括: SU5416、SU6668、ZD4190、ZD6474、ZK222584、CD547、632、SU11248等。ZK222584又称为PTK787,是Novartis公司研发的一种有效的选择性针对VEGF-2受体KDR和Flt- 1激酶的抑制剂。它可以抑制VEGF诱导的VEGFR-2(KDR)自磷酸化作用,从而抑制血管内皮细h胞的增殖、迁移,肿瘤内部微血管的形成,达到抑制肿瘤生长和转移的目的。SU5416是一种VEGFR-2(Flk-1/KDR)酪氨酸激酶的抑制物,在肿瘤异种移植模型中,SU5416