肿瘤治疗的新思路：抗血管生成与肿瘤血管正常化

肿瘤血管功能正常化
乏氧细胞比例降低（PIMO）
Cancer Cell 19, 31–44, January 18, 2011
肿瘤血管结构正常化
肿瘤血管功能正常化
改善了肿瘤的乏氧
增加了放疗、化疗的敏感性
抗血管治疗促进血管正常化机理
合理使用抗血管生成药物重新恢复促血管生成因子和血
管生成抑制因子间的平衡就可使肿瘤的血管系统趋于正常。 如果血管抑制因子占优势会使血管退化乃至肿瘤消退。这 种动态变化机理尚未阐明。
肿瘤治疗的新思路：
抗血管生成与肿瘤血管正常化
抗肿瘤血管生成治疗的发展史
肿瘤的生长依赖邻近毛细血管（ 1907，Goldman） 肿瘤生长和转移是血管依赖性的，阻断肿瘤血管生成能遏 止肿瘤生长 （1971，Folkman） 分离出第一个血管生成因子（FGF） 贝伐单抗（Avastin）获美国FDA批准上市（2004） 重组人血管内皮抑素（恩度）获SFDA批准（2005） 抗血管生成治疗与放、化疗联合治疗产生协同作用，提出 肿瘤血管正常化的理论（ Jain ）
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恩度能明显增加Lewis肺癌组织微血管被膜的胶原蛋白
Guichun Huang ,J Cancer Res Clin Oncol DOI 10.1007/s00432-010-0770-6
恩度：血管结构和基底膜正常化
恩度：血管周细胞覆盖正常化
恩度：降低肿瘤血管通透性
LLC：evans blue extraction test.
使用恩度前Fra Baidu bibliotek部病灶
病例介绍1 -评价
该病人经过多程方案化疗均无效，病情逐渐进展，肿瘤细胞基因 的高度不稳定性，使肿瘤细胞在治疗中获得耐药，给进一步的治 疗带来了极大的困难。 这一病例化疗联合应用恩度后取得了良好的效果，说明恩度在治 疗过程中起了重要作用，因恩度是一种血管内皮细胞抑制素，内 皮细胞具有非常稳定的基因，变异率极低，针对血管内皮细胞比 直接针对肿瘤细胞更有效。 结果证实：应用恩度2周期，病灶缩小，可有效抑制肿瘤生长， 同时其毒性作用降低，安全性好，具有较好的临床应用前景。
3、血管通透性增加以及较差的淋巴回流导致肿瘤组织 间流体静力压升高，进一步有损于肿瘤的血流灌注。
肿瘤血管正常化
• 肿瘤的血管分布存在异质性，肿瘤细胞的供血必 然不均匀，部分肿瘤细胞处于缺氧状态，对化疗 药物敏感性下降，这一特点限制了抗肿瘤化疗药 物的疗效 • 最有效的抗肿瘤化疗要使得每一个肿瘤细胞都能 充分接触细胞毒性药物并且产生最大的细胞毒效 应。 • 肿瘤血管正常化，可以改善肿瘤血管壁的结构及 其外周细胞的功能，有能力抵御肿瘤细胞的侵袭 • 肿瘤微环境趋向正常化后，肿瘤间质压力下降， 驱使肿瘤细胞淋巴转移的动力因素解除
D1,5,10-CT灌注成像BF和PS曲线
恩度应用：病例介绍1
2004-0202 姜某某，男性，62岁，在中国医学科学院肿瘤医 辅助化 院行“胃癌根治术”，术后曾先后给予奥沙利铂+ 疗 亚叶酸钙+5-氟尿嘧啶+足叶乙甙化疗二周期，奥 沙利铂+亚叶酸钙+ 5-氟尿嘧啶化疗四周期 腹膜后淋巴结转移 在山东省肿瘤医院放疗 复查发现肝肺转移，行多西紫杉醇＋卡培他滨化 疗三周期；改用紫杉醇+顺铂方案化疗二周期 好转 PD 骨髓抑 制
抑制VEGF信号传导通路? Ang-1的上调和基质金属蛋白酶的激活 跨血管NO梯度的产生？ 抑制G蛋白信号转导调控因子5（Rgs5）
Winkler F, et al . Cancer Cell, 2004,6(6): 553-563 Kashiwagi S, et al . Nat Med, 2008, 14(3): 255-257. Hamzah J, et al . Nature, 2008, 453(7193):410-414.
广谱的抑瘤活性 （SPC-A4肺腺癌、Hela宫颈癌、SGC7901 胃癌、SMMC-7721和Be17402肝癌 ）
体内研究：
恩度能够明显减少Lewis肺癌的微血管密度
Guichun Huang • Longbang Chen,J Cancer Res Clin
恩度：血管密度和直径正常化
control
开始依立替康+卡培它滨方案化疗，因副作用太大，改为依 立替康+5氟尿嘧啶+亚叶酸钙方案，治疗2个周期 SD
2007年2月
3月2日
左锁骨上可触及一肿大淋巴结约1.5x1.0cm；肺CT示双叶 散在分布大小不等结节影,最大直径1.4cm。
恩度+草酸铂，共四周期
PD
PR
4月12日
5月10日
二周期后复查CT，双肺结节较前缩小，最大直径为1.0cm
Carmeliet P.. Nature,2000, 407(6801): 249-257
.
血管微环境改变 的病理作用
• 无序、迂曲、膨胀、粗细不匀，分支过多 • 血管内皮细胞形态异常、重叠生长、突入管腔，细胞间隙 增宽, 有很多开口 • 血管泄漏增加，打破血管渗出与淋巴回流之间的平衡，组 织间流体静力压升高 • 导致血流紊乱、酸性物质堆积，损害血流灌注，阻碍药物 输送和扩散
病例介绍2
2004-11-22 2004-12-03 2004-12-27 患者女性，54岁，住院号184136 ，门诊经电子结肠镜检查 及病理诊断为直肠癌 外科行直肠癌根治术+全子宫摘除术+腹腔淋巴结清扫术 开始行全身化疗，患者坚持定期复查
2006年11月
2006-11-8
查体发现左侧锁骨上淋巴结肿大，肺CT示双肺多发转移结节 PD
三周期后于再次复查CT，结节大小同前，但最大1.0cm的结 节中有小空洞形成
PR
PR
病例介绍2
使用恩度前后CT片对比
病例介绍2-评价
• 患者之前也经过多个方案的治疗，都因副作用太大或病情 进展而作罢 • 恩度临床的副反应很小而且无耐药性，方案改为：草酸铂 150mg(d 1 天 )+ 恩度 15mg/ 天 (d1-14 天 ) ， 21 天为一周期， 治疗2周期后，于4月12日复查肺CT示：双肺结节较前缩小 ，最大直径为 1.0cm 。继续按此方案治疗， 3 周期后于 5 月 10 日再次复查肺 CT 示：结节大小同前，但最大 1.0cm 的结 节中有小空洞形成。 • 这说明恩度联合化疗有较好的抑瘤效果，具有较好的临床 应用前景。 • 病灶的小空洞的形成证明恩度联合化疗后减少了肿瘤负荷 ，出现了与其它靶向药物（索拉非尼、格列卫、 AVASTIN ）相类似的临床征象
肿瘤血管生成
肿瘤无新生血管时，直径很少超过2 mm-3 mm，其生长处于休眠 状态。 当肿瘤原发灶或转移灶长大到一定程度，氧及营养供应和代谢产 物的排出就出现不足。 一旦血管长入肿瘤，供给肿瘤组织营养和氧的方式由周边弥散变 为血液灌注，其代谢产物也能被及时彻底清除。 肿瘤血管不仅为肿瘤提供营养和氧，运走代谢产物，还决定肿瘤 的病理生理、生长、侵袭、转移和对各种治疗的反应。
肿瘤血管结构正常化
----------Winkler F ，Cancer Cell [J].2004;6: 553-563.
肿瘤血管结构正常化
血管周细胞覆盖率增加（α-SMA)
Cancer Cell 19, 31–44, January 18, 2011
肿瘤血管功能正常化
Jain R K ， Science, 2005, 307 (5706) : 58-62
Willett研究
• 局部晚期的直肠癌患者进行术前新辅助放化疗 • 治疗方案-贝伐单抗（5 mg/kg，每2周一次）1周期后，再 联合5-FU方案与放疗治疗3个周期，7-9周后进行手术 • 评价疗效-PET，血循环中的内皮祖/干细胞和内皮细胞、 血浆VEGF，组织IFP
研究结果
• 肿瘤明显缩小，肉眼未见肿瘤 • 第12天肿瘤血容量、血管密度下降，周细胞覆盖血管的比 率增加，IFP降低了 • 评价-贝伐单抗能够修剪肿瘤血管，使残留的肿瘤血管在 结构和功能上出现正常化
肿瘤“血管正常化”的检测标准
氧分压上升
组织间质压下降
血管通透性降低 血管基底膜增厚 血管周细胞覆盖率增加 乏氧细胞比例降低
J Clin Oncol, 2005, 23 (31) : 8136-8139
贝伐单抗（Avastin）
抗VEGF的人源化抗体（IgG1） Avastin 联合5-氟尿嘧啶为基础的化疗用于一线治疗晚期 结直肠癌患者，明显延长患者生存期 （2004，美国FDA ） Avastin 联合靶向 EGFR 的单克隆抗体西妥昔单抗（ Cetuximab ）可以安全有效地治疗化疗失败的晚期转移性 结直肠癌（2009，ASCO 会议 ） Avastin单抗除了能直接抗血管生成，也能使肿瘤血管正 常化
恩度能够明显改善Lewis肺癌的乏氧 （pimonidazole哌莫硝唑 乏氧检测法）
Guichun Huang ,J Cancer Res Clin Oncol DOI 10.1007/s00432-010-0770-6
恩度：降低乏氧细胞比例
恩度：提高细胞内PO2
恩度：肿瘤乏氧的动态变化
LLC: 100×.
肿瘤血管的特点
1、肿瘤血管表现为 高度无序、迂曲、 膨胀、粗细不匀, 分 支过多等。这种分 布状态可导致血流 紊乱、缺氧及酸性 物质堆积区形成。 恶性循环 恶性循环 2、管壁细胞间隙 增宽, 内皮细胞表 现为形态异常、重 叠生长、突入管腔 等, 这些改变导致 肿瘤血管泄漏增加 ，IFP增大。 恶性循环
肿瘤血管生成五种方式
血管生成（angiogenesis）即肿瘤组织在原有微血管网的基础上通过“ 芽生”方式形成新血管； 血管发生（vasculogenesis）即血液或骨髓来源的内皮祖细胞形成新血 管； 血管套叠（intussusception）即间质组织掺入到已有的血管参与肿瘤 血管的构成； 马赛克血管（mosaic vessel）即内皮细胞和分散的肿瘤细胞本身相间 排列组成血管； 血管生成拟态（vasculogenic mimicry）即肿瘤细胞模拟并取代内皮细 胞形成管腔样结构。
重组人内皮抑素-恩度不是单纯的 Endostatin，在 ES 母 体上添加了9个氨基酸的新型 Endostatin，不仅使ES 稳 定性提高，半衰期延长，而且生物活性增加。与国外
Endostatin 样品相比，恩度的纯度明显增加。
恩度-实验研究
动物试验上的研究证实，恩度抑瘤效果至少是 Endostatin 的两倍（2006，Folkman）
内皮抑素（恩度）
内源性血管生成抑制因子，胶原ⅩⅧ的剪切片段； 内皮抑素以内皮细胞为靶细胞，不会导致骨髓抑制和胃肠道反 应，对正常组织副作用极小； 内皮抑素能够阻断多种血管生长因子诱导的血管生成； 肿瘤血管内皮细胞的基因型稳定，不易产生耐药性；
Huang GC, Chen LB. Cancer Biother Radiopharm, 2008, 23(5):661-668
2005-09 2005-12 2006-04
2006-0911
2006-11
表阿霉素＋羟基喜树碱介入治疗二次
开始使用恩度联合足叶乙甙+表阿霉素+顺铂化疗 方案共四周期，复查双肺转移灶明显减少，肝转 移灶明显缩小
SD
PR
病例介绍1
使用恩度后肺内转移灶
使用恩度前肺内转移灶
病例介绍1
使用恩度后肝部病灶
恩度促进肿瘤血管正常化
Sensitive to chemotherapy or radiotherapy
Huang G, Chen L. J Cancer Res and Clin Oncol. 2010;136(8):1201-11. Jain RK. Science. 2005, 307,58-62.
恩度对化疗的增敏作用
Lewis lung carcinoma, 初始体积~100mm3.
恩度对化疗具有增敏作用
恩度血流和血管表面通透性实验
D1,5,10 -CT灌注成像各参数比较
恩度血流和血管表面通透性实验
恩度治疗d1，5，10CT灌注成像BF 曲线图(ml/100g/min)
恩度治疗d1，5，10CT灌注成像PS曲 线图(ml/100g/min)