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腫瘤生長依賴于血管生成的概念始于20世紀(jì)70年代初，但其重要意主并未受到重視。近十年，由于發(fā)現(xiàn)了血管生成因子對(duì)血管生成的作用，以及血管生成對(duì)腫瘤生長和侵入轉(zhuǎn)移、特別對(duì)腫瘤早期發(fā)生的重要影響，腫管生成成為近年來腫瘤研究的熱點(diǎn)之一，為腫瘤治療開辟了一個(gè)新的思路。 新血管生成是從原已存在的血管，如毛細(xì)血管和毛細(xì)血管后微靜脈生成新的血管的過程，受血管生成和抗血管生成因子的精確調(diào)節(jié)。正如健康成人的小血管生長在生理態(tài)下新血管生成完復(fù)、感染、月經(jīng)和胚胎發(fā)育的一種正常生理反應(yīng)，但在糖尿病性視網(wǎng)膜病變、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和實(shí)體瘤等某些狀態(tài)中一種病理性特征。 一、血管生成的分期及特征 新形成的毛細(xì)血管由內(nèi)皮細(xì)胞和外皮細(xì)胞組民，這兩種細(xì)胞有形成完整的毛細(xì)血管網(wǎng)的能力。在體內(nèi)，伴隨促分化的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，血管生成按內(nèi)皮細(xì)胞激活、增殖、遷徙和管腔形成過程進(jìn)行 。 如缺氧等影響腫瘤細(xì)甩的內(nèi)源性或外源性因素促發(fā)細(xì)胞因子的釋放。靜止的內(nèi)皮細(xì)胞受宿主或腫甩釋放的細(xì)胞因子激活（Ⅰ期），特定的細(xì)胞增殖（Ⅱ期），并沿血管生成刺激源的纖維網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)，形成排列細(xì)胞索（Ⅲ期），最后血管芽形成管腔樣結(jié)構(gòu)，細(xì)胞退出細(xì)胞周期后進(jìn)入靜止期。通過細(xì)胞間起粘附接觸作用的細(xì)胞內(nèi)小泡的交聯(lián)，最終形成明確的管腔（Ⅳ期）。 細(xì)胞外基質(zhì)的降角是新生血管浸潤的重要部分，主要是通過改變蛋白質(zhì)水解酶之間的平衡實(shí)現(xiàn)。細(xì)胞外基質(zhì)的蛋白質(zhì)水解和纖溶作用是外皮細(xì)胞的兩個(gè)功能。外皮細(xì)胞也被認(rèn)為與生長因子和抑制因子的產(chǎn)生有關(guān)。細(xì)胞粘附受體通過與細(xì)胞外基質(zhì)粘附蛋白如膠原和纖連蛋白的相互作用進(jìn)血管細(xì)胞移動(dòng)。細(xì)胞外基質(zhì)還可作為生長因子，特別是aFGF、bFGF的存貯池。 由于增殖的毛細(xì)血管基底膜不完整，腫瘤內(nèi)的亂細(xì)血管呈“滲漏”性。同時(shí)，血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growt factor）通過一系列管腔和管腔表面相互聯(lián)接的胞質(zhì)囊或泡的作用而增加血管通透性。在正常組織中，它可能在調(diào)節(jié)微血管基本通透性方面起作用，而對(duì)腫瘤的微血管，此特性則與惡生參液和腹水產(chǎn)生有關(guān)。 二、腫瘤生長與血管形成 早年Folkman曾假設(shè)：腫瘤一旦出現(xiàn)，在其體積增加之前必然伴隨會(huì)聚于該腫瘤的新生血管的增加。目前至少有以下證據(jù)支持這一假設(shè)：（1）鼠皮下透明室移植的腫瘤，在血管形成前腫瘤體積呈線性增加，而在血管形成后腫瘤生長加性，體積呈指數(shù)增加；（2）雞胚絨毛情囊膜(CAM)上生長的腫瘤，其生長在無血管期受限，但在血管形成后腫瘤快速生長；（3）鼠皮下注射腫瘤細(xì)甩，在腫瘤體積大約0.4mm3時(shí)即發(fā)現(xiàn)有篾這形成，隨著腫瘤直徑的進(jìn)一步增加，血管占腫瘤的比例增加，最終將占整個(gè)腫瘤體積的1.5％；（4）無血管的腫瘤球狀在體外培養(yǎng)時(shí)僅能達(dá)到2mm3，體內(nèi)也只能達(dá)到0.4mm3，只有在球狀體血管化后才發(fā)生進(jìn)一步生長和轉(zhuǎn)移；(5)乳腺癌中血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖比癌旁間質(zhì)內(nèi)皮細(xì)胞快45倍；（6）血管生成抑制劑TNP-470在體內(nèi)能抑制腫瘤生長，在體內(nèi)和體外均能抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖；（7）腹腔內(nèi)注射bFGF能夠增加腫瘤的血管密度，抗bFGF抗體對(duì)腫瘤的長生有明顯抑制作用；（8）血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）能促進(jìn)腫瘤血管形成，采用抗VEGF抗體或負(fù)調(diào)其受體Flk-1基因均能抑制移植性動(dòng)物腫瘤生長和轉(zhuǎn)移。所有這些產(chǎn)驗(yàn)證據(jù)不同程度地說明腫瘤生長依賴于血管形成。 三，腫瘤轉(zhuǎn)移的血管依賴性 就轉(zhuǎn)移而言，腫瘤細(xì)須成功地逾越一系列屏障，并對(duì)一些生長因子和細(xì)胞因子起反應(yīng)。在許多原發(fā)腫瘤中，僅有1×104個(gè)累胞具有這種能力。轉(zhuǎn)移時(shí)，腫瘤細(xì)胞需逃避免疫監(jiān)視，從驅(qū)動(dòng)灶進(jìn)入血管，在循環(huán)系統(tǒng)中存活，定位于靶器官的微血管并進(jìn)入靶器官，誘發(fā)轉(zhuǎn)移灶血管生成（圖7-1）。血管生成是轉(zhuǎn)移過程自始至終所必須的。在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物原發(fā)腫瘤血管化之前，循環(huán)中腫瘤細(xì)胞極少，僅在血管化后它才持續(xù)出現(xiàn)在循環(huán)中，從原發(fā)灶進(jìn)入的細(xì)胞數(shù)與腫瘤血管密度及所觀察到的肺轉(zhuǎn)移霧數(shù)目相關(guān)。大量的血管不僅增加了腫胞進(jìn)入循環(huán)的機(jī)會(huì)；同時(shí)，新生血管的基度膜呈碎片狀，易于滲漏，較成熟血管更易被腫瘤細(xì)胞穿透而發(fā)生轉(zhuǎn)移。  圖7-1 血管生成在轉(zhuǎn)移中的作用模式 此外，新生毛細(xì)管芽頂部的內(nèi)皮細(xì)胞分泌膠原酶和血漿纖溶酶原激活物，能促使內(nèi)皮細(xì)胞的趨化性，與腫瘤細(xì)胞脫落進(jìn)入血管、向鄰近纖維蛋白和結(jié)締組織基質(zhì)擴(kuò)散有關(guān)。研究也發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞還可侵入鄰近與毛細(xì)血管伴行的淋巴管，或通過淋巴靜脈連接，從血流進(jìn)入淋巴管而促進(jìn)其轉(zhuǎn)移。 四、腫瘤血管生成的啟動(dòng)與調(diào)控 Folkman等分別觀察了三種不同的轉(zhuǎn)基因小鼠模型在腫瘤形成過程中啟動(dòng)血管生成的模式和發(fā)生機(jī)制。如小鼠鱗狀細(xì)胞癌發(fā)生模型，增生期真皮下有少量血管生成，異型增生期血管生成明顯增多，豐富的毛細(xì)血管排列于基底膜下；至侵襲性鱗癌期，腫瘤細(xì)胞突破基底膜向深層侵襲，呈高度血管化。類似現(xiàn)象也見于胰島細(xì)胞癌和纖維肉瘤模型。Folkman等認(rèn)為，血管生成在腫瘤形成時(shí)就已啟動(dòng)，并與組織高度增生到腫瘤的轉(zhuǎn)移有關(guān)。最近，我們?cè)谟没瘜W(xué)物質(zhì)（MNNG）誘發(fā)的大鼠胃癌模型上同樣觀察到，胃黏膜腺體處于增生期時(shí)，血管生成很少；當(dāng)發(fā)展至異型增生階段，尤其是中、重度異型增生或黏膜內(nèi)癌時(shí)，血管生成明顯增多，血管增生明顯處可見血管穿透黏膜肌，腫瘤細(xì)胞沿血管浸潤，成為腫瘤組織向黏膜下浸潤的突破口；至浸潤性癌時(shí)，浸潤前緣周圍血管異常豐富。上述現(xiàn)象在人子宮頸癌、乳腺民管癌和胃癌活檢組織中也得到證實(shí)。綜上所述，有瘤血管生成在腫生早期即已啟動(dòng)，是腫瘤表型的一種獨(dú)特和必需的楊分，此階段的血管生成可影響實(shí)體腫瘤的發(fā)展速度；在終末期腫瘤中，廣泛和血管化及不斷的血管生成更為明顯。因此，血管生成自始至終伴隨腫瘤的生成和轉(zhuǎn)移。 然而，腫瘤血管生成是一個(gè)極其復(fù)雜的過程，包括選擇性降解血管基底膜和周圍的細(xì)胞外間質(zhì)、內(nèi)皮細(xì)胞分裂、游走和增殖，這些過程受血管生成誘導(dǎo)劑和抑制劑調(diào)節(jié)。影響血管生成的因子源于腫瘤細(xì)胞及巨嘵細(xì)胞和成纖維細(xì)胞等浸潤細(xì)胞，它們的分泌產(chǎn)物激活巨噬細(xì)胞，能影響各個(gè)階段的血管生成。巨噬細(xì)胞激活過程有些是缺氧所介導(dǎo)的。大量巨噬細(xì)胞出現(xiàn)一系列血管生成相關(guān)的病理狀態(tài)，如在腫瘤生長的初期會(huì)出現(xiàn)大量的巨噬細(xì)胞，腫瘤相關(guān)的巨噬細(xì)胞能引起腫瘤血管生成明顯增加，并與疾病的預(yù)后直接相關(guān)。 腫瘤細(xì)胞或其宿主間質(zhì)的免疫細(xì)胞，如巨噬細(xì)胞和成纖維細(xì)胞能產(chǎn)生多種腫瘤血管生成因（vumor angiogenesis factor,TAF,表7-1），其中血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）的作用最為重要。VEGF是已知最強(qiáng)烈的直接激活血管生成蛋白質(zhì)，是可溶性血管內(nèi)皮細(xì)胞促有絲分裂素和血管形成因子，并能增加血管通過透 表7-1 憶知的血管生成劑和血管生成抑制劑 血管生成劑血管生成抑制劑 血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）血小板反應(yīng)蛋白（TSP） 堿性成纖維細(xì)胞生長因子（bFGF）Angiostatin(血管抑制) 酸性成纖維細(xì)胞生長因子（αFGF）endostatin(內(nèi)皮抑制) 血小板起源生成長因（PDGF）蘇拉明 血小板活化因子（PAF）干擾素α（IFN-α） 轉(zhuǎn)化生長因子β1（TGF-β1）干擾素β（IFN-β） 轉(zhuǎn)化生長因子α（TGF-α）干擾素γ（IFN-γ） 胰島素樣生長因子（IGF）干擾素μ誘導(dǎo)的蛋白10 表皮生長因子（EGF）白細(xì)胞介素-12（IL-12） 白細(xì)胞介素-1（IL-1）三苯氧胺 白細(xì)胞介素-4（IL-4） 白細(xì)胞介素-6（IL-6）linomide 白細(xì)胞介素-8（IL-8）tNT-470/AGM-1470 白細(xì)胞介素-15（IL-15）captopril 血管生成素（angiogenin）血小板因子4 血管整合素αγβ3和αγ1β5VEGF抗體，VEGF受體抑制劑及反義VEGF RNA 纖連蛋白（fibronectin）轉(zhuǎn)化生長因子β1（TGF-β1） 纖維蛋白（fibrin）腫瘤壞死因子α（TNF-α）(體外) 腫瘤壞死因子α（TNF-α）（體內(nèi)）2-methoxyoestradiol 內(nèi)毒素（LPS脂多糖）金屬蛋白質(zhì)酶抑制物 金屬蛋白酶（MMP）殼質(zhì) 分散因子（肝細(xì)胞生長因子）B組鏈球菌毒素CM101 透明質(zhì)酸片段多硫戊聚糖 粒細(xì)胞一單核細(xì)胞集落刺激因子（GM-CSF）增殖蛋白相關(guān)蛋白質(zhì) 增殖蛋白（proliferin）薰草菌素A P物質(zhì) 乳酸 前列腺素E1，E2diclofenac(雙氯芬酸) 尿纖溶酶原激活物（uPA）indomethacin(吲哚美辛，即消炎痛) 一氧化氮（NO）korean misletoe extract 腱生蛋白（tenascin） 透性。它與內(nèi)此細(xì)胞上的酪氨酸激酶受體F1t和KDR結(jié)合起作用。腫瘤源性VEGF在血生成的旁分泌刺激中起重要作用，也對(duì)腫瘤源性VEGF在血管生成的旁分泌刺激中起重要作用。也對(duì)腫瘤細(xì)胞的自分泌刺激起作用，尤其是對(duì)缺氧發(fā)生反應(yīng)。缺氧通過上調(diào)VEGF的內(nèi)皮細(xì)受體KDR而刺激血管生成。VEGF的表達(dá)受ras基因和p53基因調(diào)節(jié)，ras基因上調(diào)VEGF的表達(dá) ，而野生型p53基因則減少VEGF的表達(dá)。過計(jì)的VEGF表達(dá)使血管生成急劇增加，導(dǎo)致腫瘤擴(kuò)展，其具有重要的腫瘤生物學(xué)意義。 內(nèi)源性血管生成劑，包括血小板反應(yīng)蛋白（throm-bospondin-1,TSP-1）、干擾素α/β、血小板因子-4（PF-4）、angiostatin(血管抑制素)及endostatin(內(nèi)皮抑制素)等數(shù)十種，其中新近發(fā)現(xiàn)的angiostatin、endostatin尤為值得關(guān)注。angiostatin是一個(gè)相對(duì)分子質(zhì)量38000的纖維蛋白溶酶原片段，能抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖、血管生成和腫瘤生長。angiostatin通過阻斷裂解纖溶酶原的酶催化位點(diǎn)，阻止調(diào)節(jié)血管生成的基質(zhì)重塑。選擇性阻斷內(nèi)皮細(xì)胞對(duì)血管生成刺激的反應(yīng)使微轉(zhuǎn)移蟄伏。在小鼠腫瘤模型中，全身注射angiostatin后能誘發(fā)乳腺、結(jié)腸和前列腺等腫瘤的退化。 Endostatin是膠原蛋白XⅧ的C末端片段，首先從鼠血管內(nèi)皮細(xì)胞瘤細(xì)胞株中分離獲得。它能阻斷膠原酶，阻礙基質(zhì)后果塑，尤其能抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖，其作用類似于Angiostatin。重組Endostatin能抑制血管生成、轉(zhuǎn)移的生長和原發(fā)腫瘤的發(fā)展。經(jīng)Endostatin處理的腫瘤與未經(jīng)處理者的增殖速率相似，但前者的程序性細(xì)胞死亡率較后者高7倍之多。 最近有學(xué)者提出假說：腫瘤血管生成抑制劑與誘導(dǎo)劑之間存在的精細(xì)平衡，決定著腫瘤血管生成的啟動(dòng)。缺乏血管生成誘導(dǎo)劑，或雖有血管生成誘導(dǎo)劑但如抑制水平更高時(shí)，血管生成處于關(guān)閉狀態(tài)；而抑制劑濃度下降如抑癌基因失活使TSP-1濃度下降，或誘導(dǎo)劑水平升高，如缺氧使VEGF上調(diào)等都可使血管生成啟動(dòng)，促進(jìn)新血管生成，腫以發(fā)展。利用外源血管抑制劑可以逆轉(zhuǎn)這一平衡，因而可以抑制腫瘤的發(fā)生與發(fā)展。 五、研究腫瘤血管生成的臨床意義 研究血管生成的臨床意義可以概括為三個(gè)方面：（1）通過注射血管生成肽刺激新血管生成，以加速傷口和消化性潰瘍的愈合；（2）通過對(duì)腫瘤血管化程度的定量和腫瘤患者血管生成肽的測(cè)定，進(jìn)行診斷和判細(xì)預(yù)后；（3）抑制血管形成而治療腫瘤。對(duì)于腫瘤患者，后兩方面更具有實(shí)用意義。 診斷和預(yù)后判斷中的應(yīng)用 有關(guān)腫瘤的血管化程度與轉(zhuǎn)移危險(xiǎn)性、治愈率及生成率關(guān)系的臨床研究日益增多。Weidner等證實(shí)，在淋巴結(jié)陰性的乳腺癌中，腫瘤內(nèi)MVC（平均血管計(jì)數(shù)）與治愈率及生豐收率相關(guān)；多因素分析發(fā)現(xiàn)，在乳腺癌眾多預(yù)后因素。Frank等對(duì)淋巴結(jié)服性的結(jié)腸癌研究后得出，血管數(shù)量（AS）與生存率和復(fù)發(fā)率之間存在以下關(guān)系：P（生成率）=e2.6290-0.0976.AS/e2.629.-0.0976.AS,P(復(fù)發(fā)率)=e-3.5527+0.08556.AS/e-3.5527+0.08556.AS。筆者在胃癌研究中發(fā)現(xiàn)，胃癌的生存率與血管數(shù)之間關(guān)系為:P（生存率）=e1.6231-0.1036.AS/1+e1.6231-0.1036.AS。相關(guān)研究幾乎涉及到所有的實(shí)體性腫瘤中高血管密度與轉(zhuǎn)移的發(fā)生及不良預(yù)后相關(guān)。因而在腫瘤確診時(shí)，明確腫瘤血管生成的程度可能有助于預(yù)期術(shù)后移和復(fù)發(fā)的危險(xiǎn)。 對(duì)腫瘤患者血和尿中血管生成肽的測(cè)定發(fā)現(xiàn)，多數(shù)患者的血管生成肽，如bFGF、VEGF及IL-2等均異常升高，而在腫瘤切除后降低了，至復(fù)發(fā)時(shí)又異常升高。因此，監(jiān)測(cè)血管生成肽水平的變化也可以用于指療和判繼療效。 抑制血管生成的治療 根據(jù)腫瘤血管生成時(shí)腫瘤細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞之間的關(guān)系，抗血管生成治療可直接抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖，或間接改變控制血管生成的細(xì)胞因子微環(huán)境。作為腫瘤兩部分的腫瘤細(xì)恩情和內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的生長因子，其相互之間有旁分泌作用，能報(bào)制血管內(nèi)皮細(xì)胞生長，減少腫瘤物質(zhì)的產(chǎn)生，抑制腫瘤的擴(kuò)展。腫瘤血管生成不足可致使腫瘤細(xì)胞程序性死良心，微轉(zhuǎn)移灶休眠即是程序性細(xì)胞死亡率和細(xì)胞增殖率相等的狀態(tài)，結(jié)果并無凈轉(zhuǎn)移生長出現(xiàn)?？寡苤委熗ㄟ^增加轉(zhuǎn)移灶內(nèi)的程序性細(xì)胞死亡率進(jìn)和保持永久性休眠?？赏ㄟ^以下四種途徑抑制腫瘤血管的生成：（1）抑制腫瘤血管生成因子的分泌；（2）封閉腫瘤血管生成因子的活性；（3）抑制腫瘤血管生成因子誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞有絲分裂；（4）阻止血管長入腫瘤組織。研究表明，無論通過上述何種機(jī)制均可抑制腫瘤的血管生成，同時(shí)達(dá)到抑制腫瘤生長的目的。 1988年抗血管生成治療始用于人，現(xiàn)已有十余種血管生成抑制劑用于Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ期臨床試驗(yàn)，其中9種用于腫瘤治療，包括血小板因子-4、干擾素-α、CAI、金屬蛋白質(zhì)酶抑制物BB94、硫酸肽多糖DS4152、CM101、Marimastat和TNP-470，確切療產(chǎn)尚待報(bào)告。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，抗血管生成劑與細(xì)胞毒藥物同時(shí)使用能收到更好的效果。如在實(shí)驗(yàn)性Lewis肺癌，細(xì)胞毒治療和抗血管生成治療相互結(jié)合，能使腫瘤得以治愈；此外，INP-470能明顯降低腫瘤床內(nèi)此細(xì)胞DNA的合成，而MMC和順鉑等細(xì)胞毒藥物則無此作用。因此，有必要在臨床試驗(yàn)中進(jìn)一步研究細(xì)胞毒藥物和抗血管生成劑的聯(lián)合應(yīng)用。 抗血管生成治療在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)掌握以下原則：在常規(guī)治療開始時(shí)，抗血管生成治療應(yīng)作為化療、放療或手術(shù)治療的輔助部分。常規(guī)治療完成后，抗血管生成治療應(yīng)持續(xù)數(shù)月至數(shù)年，以使思索移灶的腫瘤細(xì)胞處于蟄伏狀態(tài)。血管生成抑制劑通常能夠抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖和纖徙、下調(diào)新血管生成，并不具有對(duì)內(nèi)此細(xì)胞的細(xì)胞毒作用。因而，較之腫瘤細(xì)胞的死亡、血管的退化是一個(gè)更為緩慢的過程，這也正是需要長期抗血管生成治療的原因所在。 |
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