抗血管生成治疗胶质瘤的研究进展

1、抗血管牛成治疗胶质瘤的研究进展【中图分类号】r739【文献标识码】a【文章 编号】1672-3783(2011)12-0489-01【摘要】胶质瘤是头部最常见的原发性恶性肿瘤， 生长快，预后差，且其增值和侵润程度与血管增值程 度具有明显的一致性；实验动物和部分临床病例研究 已显示抗血管生成治疗胶质瘤可以明显抑制肿瘤的生 长，本文对目前抗血管生成治疗胶质瘤的进展作一综 述。【关键词】胶质瘤血管生成治疗胶质瘤约占脑内恶性肿瘤的50%左右，虽然综合 治疗也已取得了很大的进步，但胶质瘤患者的中位生 存期大约52周左右。从30年前，folkman首次提出 肿瘤的牛长和转移依赖新牛的肿瘤血管，并且干预血

2、管生成可以有效抑制肿瘤的生长以来,抗血管治疗肿 瘤的研究也逐步从概念和动物实验深入到临床应用研 究，结果显示这是一种很有潜力的毁灭肿瘤的措施。 胶质瘤是增值和侵润程度与血管增值程度具有明显的 一致性，实验动物和部分临床病例研究已显示抗血管 生成治疗恶性胶质瘤可以明显抑制肿瘤的生长，因此, 通过抑制肿瘤新生血管的生成可能就是令人振奋的胶 质瘤靶向治疗措施。1胶质瘤的血管生成肿瘤细胞与其正常细胞一样，需要血液系统提供 足够的氧气和养分以及有效的途径排出废物来维持代 谢与生存。肿瘤血管生成指在肿瘤细胞诱导下，从已 存在的血管出芽并形成肿瘤自身血管的复杂过程，对 肿瘤的生长、浸润和转移都有重大意义。这

3、一过程大 致可以分为以下6个连续步骤：（1）肿瘤细胞及其它相 关细胞如血管内皮细胞释放多种血管生成因子；（2）在 血管生成因子的作用下，血管内皮细胞发生形态改变, 包括细胞器数目的增多、大小的改变以及伪足的形成; （3）内皮细胞和肿瘤细胞释放多种蛋口溶酶以降解细 胞外基质和毛细血管基底膜，继而引起细胞外基质重 塑；（4）内皮细胞从毛细血管后微静脉迁移出来，形成 血管新芽；（5）血管内皮细胞增殖；（6）肿瘤血管结构重 建。由此可见，单独或多环节切断肿瘤血管形成过程 就可以达到抑制肿瘤发展的靶向治疗。2胶质瘤的抗血管治疗2.1针对血管生成因子及其受体肿瘤血管生成是 在血管生成因子影响下开始的，抑制

4、血管生成因子释 放、中和已经释放的血管生成因子及用抗体封闭其受 体，能有效抑制肿瘤血管生成和肿瘤生长。2.1.1血管内皮细胞生长因子(vegf) :vegf是目 前发现的一个最为高度特异的血管生成调节因子， vegf与vegf-r结合后，激活后者介导的酪氨酸激酶 信号传导通路，强烈促进血管内皮细胞增生，增加血 管通透性，并诱发血管牛成1。在脑胶质瘤中，存 在vegf和vegf-r的过度表达，口 vegf表达水平与 微血管密度显著相关，其表达水平与胶质瘤的恶性程 度和预后直接相关。肿瘤局部的vegf的高表达主要 是有缺氧诱导肿瘤细胞产生的，针对vegf和vegf-r 系统得抗血管治疗主要有以下方

5、式：通过vegf抗体 阻断vegf接触vegf-r抑制胶质瘤血管生成，如kim 等使用vegf特异单克隆抗体治疗接种人多形性胶质 母细胞瘤模型的裸鼠，可显著抑制肿瘤组织内的血管 生成，降低微血管密度，抑制肿瘤的生长;用反义vegf 阻断vegf和vegf-r的旁分泌通路能抑制胶质瘤生长; 利用核酶或反义寡核昔酸可有效地封闭vegf的作用 通路即可达到抗血管生成的目的；用病毒载体转染 vegf受体变异基因使vegf受体失活，可减少胶质瘤 血管生成，抑制肿瘤生长，延长荷瘤动物生存期；封 闭vegf的作用通路和tie-ang-1信号通路即可达到治 疗目的。vegf有选择地直接作用于血管内皮细胞膜 上

6、的两种iii型酪氨酸激酶受体.利用抗体封闭牛长因 子受体，可阻断受体/配体间信号传导.与抗vegf抗 体相比，抗vegfr的抗体能够特异性地靶向血管内皮 细胞上过表达的vegfr,而无需中和由肿瘤组织产生 的大量的vegfo prewett等人报道抗小鼠vegfr-2 的单克隆抗体mabdclol经腹腔内给药能够抑制藻 酸盐包裹肿瘤细胞的血管生成，并且对多种小鼠肿瘤 以及人肿瘤的裸鼠模型产生了抑制作用。另外，重组 的人原化抗vegf单克隆抗体bevacizumab已正式被 pda批准为抗血管生成治疗药物。2.1.2成纤维细胞生长因子(fgf) :fgfs是血管内 皮细胞增殖，移行，出芽和形成管

7、状血管的直接或间 接的作用因子6ofgf-l,fge-2及相应的受体fgfr-1, fger-2在胶质瘤细胞中高表达，特别是fge-2在血管 密集的胶质瘤组织表达更多：30 fgf通过作用于内皮细胞上的fgfr,上调尿激酶型纤维蛋白酶原激活剂(upa)和胶原酶的表达，导致基底膜的降解，促进血管生成；另外，fgf-2增加vegf在胶质瘤细胞的表达 及协调其作用。2.1.3血小板源生长因子(pdgf):在生理和病理情况下,pdgf可在血小板,血管内皮细胞，血管平滑肌 细胞，胶质和神经元细胞上表达，是间充质和神经外 胚层多种细胞的分裂原4。pdgfs和pdgfrqb在 胶质瘤中的表达，且随恶性程度增

8、加而增多，pdgf 不仅可以直接激活胶质瘤血管内皮细胞上pdgfr-b促 进其增殖，而且通过自分泌和旁分泌的方式刺激胶质 瘤细胞表达vegf和平滑肌细胞，从而促进血管生成。2.2血管生成抑制因子：血管生成抑制物可对抗 体内所有肿瘤性血管生成因素的作用，影响肿瘤血管 生成。内皮抑素和血管抑素是最重要的内源性血管生 成抑制物，二者均为体内无血管生成活性的较大循环 蛋白质的分解片段，它们可诱导内皮细胞凋亡，抑制 内皮细胞的增牛、移行和新牛血管形成。在脑肿瘤研 究中发现内皮抑素、血管抑素能显著抑制恶性胶质瘤 的生长，将内皮抑素、血管抑素基因经逆转录病毒或 腺病毒载体转导至脑肿瘤中可使肿瘤细胞生长和血管

9、 生成明显降低，运用内皮抑素、血管抑素可提高肿瘤 细胞对放疗、化疗的敏感性，并和放疗、化疗产牛协 同作用10。2.3诱导血管内皮细胞的凋亡：针对特异性的肿 瘤血管内皮细胞标记物，应用毒素或抗体诱导肿瘤血 管系统阻塞，使肿瘤缺血、坏死，抑制肿瘤生长。内 皮细胞的存活受到凋亡相关基因、内环境等各种因素 的共同作用，可以通过基因靶向治疗将相关凋亡基因 转染内皮细胞，或改变其存活的内环境促进其凋亡4。 整合素在增生血管内皮细胞中特异性表达，而在正常 血管内皮细胞中无表达，它与细胞表面的受体结合， 通过一系列信号传导机制影响内皮细胞增生、分裂和 生长；它还介导内皮细胞与ecm的粘附，使内皮细胞 向周围移

10、行、生长。2.4针对血管平滑肌和细胞外基膜:血管平滑肌细 胞在肿瘤分泌的体液刺激因子作用下向肿瘤实质内移 行是肿瘤血管生成的重要特征。血管形成素 -l(angiopoietin 1)与其受体tie2结合后可调节血管平 滑肌细胞和外膜细胞的补充，有利于形成新的血管支 架，而血管形成素-2(angiopoietin 一 2)与tie2结合可阻止血管平滑肌细胞的补充。正常脑组织中无 angiopoietin i 和 angiopoietin-2 的表达，在胶质瘤细 胞和肿瘤血管中可见tie2和angiopoietin-2的高表达, 二者与胶质瘤血管生成有关基底膜和ecm的破坏、 溶解是肿瘤细胞浸润的

11、重要条件，对肿瘤血管形成和 内皮细胞的移行也是必要的。参与ecm溶解的关键酶 包括基质金属蛋白酶(mmp)、组织纤溶酶原激活因子(tpa)、尿激酶型纤溶酶原激活因子(upa)o mmp和upa在胶质瘤细胞和血管内皮细胞中均有表达，二者通过 溶解破坏ecm,在肿瘤边界为新生血管芽的形成提供 条件。研究发现在胶质瘤中存在mmp与其抑制物基 质金属蛋白酶组织抑制剂(timp)之间表达的不平衡， 运用timp可能抑制胶质瘤的生长和浸润基质金属蛋 白酶(mmp)抑制细胞外基质和基底膜的降解。如： 利用腺相关病毒载体介导的timp-i基因转染肿瘤细胞, 瘤细胞产生的timp-i抑制了 mmp-2、mmp-

12、9的活性， 使内皮细胞的迁移受到抑制12,用rna干扰技术 干扰肿瘤细胞内的组织蛋口酶b和upar的转录使胶 质瘤的血管生成明显减少。2.5抑制内皮细胞特异性粘附分子的作用:粘附分 子分为整合素、钙粘素、免疫球蛋白粘附分子及选择 素。粘附分子通过影响内皮细胞间的相互作用，产生 适合内皮细胞存活、增殖和分化的内环境，其中整合 素p3可与含其配体rgd肽的细胞外基质成分相连接， 促进内皮细胞的迁移和肿瘤毛细血管的生成，因此可 以将p3作为基因治疗的靶点。血管内皮细胞之间通过 类似于上皮细胞之间的紧密连接形成一个整体。血管 内皮细胞钙粘素(ve-cadherin)是一种内皮细胞特异的 跨膜蛋白，在血

13、管生成过程中对血管形态构成发挥重 要作用5。血管内皮细胞钙粘素单克隆抗体 mab-bv13 以及 mab-bv14 均可阻断 ve-cadherin 的 黏附特性，抑制血管生成和肿瘤生长.但mab-bv：l3 在抑制血管生成的同时，体内肺脏以及心脏组织的血 管通透性显著升高，而mab-bv14则对血管通透性没 有明显影响。整合素抑制剂，血管的生成依赖原有的 血管牙扩展，内皮细胞必须相互粘附并与ecm粘附以 形成新生微血管，参与内皮细胞的迁移和毛细血管道 形成。3疗效检测影像学有关微血管结构的分子影像学的发展正在改变着 肿瘤的诊断和治疗。抗血管生成治疗可使肿瘤长期处 于一种稳定状态，因而需要一种

14、无创的、价格便宜的 方法来监测其疗效。目前迫切需要一种对肿瘤组织的 微血管结构敏感并且易于分析的成像序列来评价病变 的治疗效果。肿瘤微血管的血流动力学与正常脑血管 的不同点有:微血管的流动特征和血容积、微血管的渗 透性、血管外液。mr或ct灌注成像操作起来不仅方 便，而且更能长期随访肿瘤的血流状态，评价肿瘤的 治疗效果。功能参数血流量、血容量、平均通过时间 可定量反映肿瘤的血供状态，从而进一步评价组织的 灌注。渗透值可同时评价血管的成熟程度，并能够观 察与血管渗透因子vegf表达的关系，如肿瘤周围部 位、肿瘤实性成分。未来的血管牛成影像学研究将关 注于特异性的与新生血管结合的小分子标记物，如顺

15、 磁性小体，它可携带抗血管生成药物，这样便可达到 同时观察并治疗肿瘤的目的。4抗血管治疗的给药途径抗血管治疗可通过全身系统给药和肿瘤局部给药 两种途径进行。载体是装载有关基因的运输工具，治 疗基因多数要通过载体才能进入靶点发挥作用，因此 载体的选择和应用直接影响基因治疗效果，它有如下 功能:保护基因不被降解,输送基因到靶细胞细胞核， 并使转基因发生转录。目前常用的载体包括：病毒 载体，包括逆转录病毒、腺病毒和腺相关病毒，优点 是转导率高，但可能对人体有一定的毒性反应；（2）非 病毒载体，包括质粒、脂质体等，优点是易合成，可 长期转基因表达，无免疫反应，不会使宿主基因突变。 还有报告使用微胶囊细

16、胞作为基因药物控制输送工具, 还有人为提高基因治疗时载体的靶向性，将经基因修 饰的腺病毒衣壳和蛋白桥结合形成载体-配体靶向复 合物，这适于组织特异性基因治疗。5展望抗血管治疗为胶质瘤的治疗提供了一种全新的思 路，它可使肿瘤长期处于休眠状态不出现临床症状； 运用它控制肿瘤发展，减少肿瘤血供，并将其缩小至 数毫米大小，就能为手术全切甚至立体定向、y-刀等 手段微侵袭切除病灶创造条件；在手术后运用可防止 肿瘤复发。虽然抗血管治疗的前景令人兴奋，但由于 其治疗必须是长期和持续的，遇到创伤修复、心脑缺 血性疾病和妊娠时可能需要停止治疗，因此，与其它 治疗方法相结合和寻找不干扰创伤修复和妊娠过程的 血管抑

17、制剂的工作仍须进一步研究。参考文献1 wen h, lu n, yao h, buch s. morphine induces expression of platelet-derivedgrowth?factorinhumanbrainmicrovascularendothelialcells: implica廿on forvascularpermeability 2011; 6(6):e217072 gupta k, radotra bd, banerjee ak, nijhawan r.quantitation of angiogenesis and its correlation wi

18、thvascular endothelial growth factorexpression in astrocytic tumors.anal quant cytol histol. 2004 aug;26(4):223-93 shibuya m. differential roles of vascularendothelial growth factor receptor-1 and receptor-2 in angiogenesis j biochem mol biol. 2006 sep30;39 :469-784 rusnati m, presta m. fibroblast growth factors/fibroblast growth factor receptors as targets for the development of anti-angiogenesis st