肿瘤血管生成tumorangiogenesis

1、肿瘤血管生成及抗血管形成疗法 亚泰制药纲要 理论基础 血管生成的概念 血管生成机制 血管生成信号传导系统 肿瘤新生血管的特点 肿瘤新生血管的作用 抗血管形成疗法第一部分理论基础佛克曼（JudahFolkman）是一位十分少见的兼具外科艺术才能和天才科学研究能力的外科医生。作出了包括发明植入式心脏起博器在内的很多成就。1968年， 35岁的Folkman在刚刚结束住院医师培训后就被哈佛大学波士顿儿童医院任命为小儿外科主任。肿瘤血管生成理论提出的过程 若把黑色素瘤细胞种到在体外培养，当长到约1毫米大小时，所有肿瘤细胞竟都停止了分裂。 Becker发挥他的专长，将离体培养的肿瘤和害了小鼠性命的大肿瘤

2、切成薄片，放在显微镜下仔细观察和比对。 Folkman形成了自己的假说：癌细胞产生了某种物质，它导致了新血管的形成，新血管为肿瘤的进一步生长提供必不可少的营养供应。一个不涉及抗原抗体反应并不导致通常创伤引发的炎症反应的动物模型J. Folkmanangiogenesis 血管新生angiogenesis,这词由两个希腊字angelon和genesis组合而成，前者意指“血管”，后者的本意是“起源、形成”。第二部分血管生成的概念血管形成是指从预先存在的小血管上形成新血管的过程第三部分血管生成的机理、血管的构造 毛细血管壁由单层内皮细胞构成，外面有基膜包围，总的厚度约0.5m，在细胞核的部分稍厚。

3、内皮细胞之间相互连接处存在着细微的裂隙，成为沟通毛细血管内外的孔道内皮细胞Endothelial cells血管内皮细胞是血管生成的关键一环，一般情况下这些细胞很少分裂，如分裂平均每3年有一次。二、正常的血管生成胎儿的血管生成妇女经期的血管生成创伤愈合的血管生成三、肿瘤的血管生成 肿瘤细胞释放出多种血管生成因子； 血管内皮细胞（EC）因血管生成因子的作用而出现形态改变，包括各种细胞器数目和大小的增加以及伪足的出现； EC和肿瘤细胞释放蛋白酶以降解毛细血管基底膜和周围的细胞外基质，继而引起细胞外基质重塑； EC从毛细血管后微静脉迁徙出来形成血管新芽； EC增殖； 肿瘤微血管分化和成型。 种植瘤细

4、胞绿色种植瘤细胞绿色荧光蛋白显像荧光蛋白显像上右：存活的三上右：存活的三个原位癌细胞开个原位癌细胞开始复制，并趋向始复制，并趋向于邻近血管生长于邻近血管生长下左：瘤细胞已下左：瘤细胞已到达邻近血管到达邻近血管下右：当瘤细胞下右：当瘤细胞增殖，仅只达到增殖，仅只达到100-300100-300的数量的数量时，肿瘤已建立时，肿瘤已建立了新的功能完善了新的功能完善的血管系统的血管系统第四部分血管生成的信号传导系统血管生成的信号传导系统肿瘤及成纤维细胞 合成并分泌VEGF/或bFGF与血管内皮细胞表面的相应受体结合 基因活化 分泌基质金属蛋白酶降解血管基底膜，形成肿瘤新生血管一、肿瘤血管生成因子Tum

5、or angiogenic factors(TAFs)VEGF, bFGF第一节细胞因子 机体的免疫细胞和非免疫细胞能合成和分泌小分子的多肽类因子，它们调节多种细胞生理功能，这些因子统称为细胞因子（cytokines）。 目前已知白细胞介素（interleukin,IL），干扰素（interferon,IFN）、集落刺激因子（colony stimulating factor,CSF）、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor,TNF）、转化生长因子（transforming growth foctor,TGF-）等均是免疫细胞产生的细胞因子，它们在免疫系统中起着非常重要的调控

6、作用，在异常情况下也会导致病理反应。细胞因子都是通过与靶细胞表面高亲合力的特异性受体结合后才能发挥其生物学效应的。细胞因子具有非常广泛的生物学活性，包括促进靶细胞的增殖和分化，增强抗感染和细胞杀伤效应，促进或抑制其它细胞因子和膜表面分子的表达，促进炎症过程，影响细胞代谢等。血管内皮生长因子 Vascular Endothelial Growth Factor,VEGF 由肿瘤细胞、巨噬细胞等分泌，作用于内皮细胞； 肿瘤细胞产生的VEGF刺激血管生成（旁分泌） 刺激肿瘤细胞自身的生长（自分泌） 缺氧可使血管内皮细胞 上的VEGF受体表达增加VEGF的作用VEGF临床意义 抗血管生成药物作用靶点

7、诊断价值 选择具有高复发危险的病人做疗前辅助治疗 监测抗肿瘤治疗的反应 肿瘤复发的监测器 预后指标VEGF优势 多种肿瘤表达，包括恶性血液系统疾病 表达水平与MVD相关 可用ELISA的方法定量测定 血清中样本采集简便、无创、可重复，与瘤组织中的表达程度正相关碱性成纤维细胞生长因子（bFGF） 由内皮细胞分泌，刺激内皮细胞的增殖自分泌方式 可刺激内皮细胞和血管平滑肌细胞的增殖。第二节细胞活化过程中信号转导 所谓信号转导是指外部的信号通过细胞膜上的受体蛋白传到细胞内部，并激发出诸如离子通透性、细胞形状或其它细胞功能改变的应答过程。信号转导的最终结果是活化了某些蛋白分子，活化后的蛋白发生构型变化，

8、具有了转录因子的功能，它们作用于靶基因，使一些基因打开或使一些基因关闭，从而引起细胞功能的改变。第三节基质金属蛋白酶Matrixmetalloproteinase,MMPsMatrixmetalloproteinase,MMPs 含Zn的蛋白水解酶 可分解细胞外基质（由蛋白质及多糖组成） 由活化的血管内皮细胞及肿瘤细胞分泌产生Matrix metalloproteases Group I Matrilysin MMP-7 Nonfibrillar collagen, gelatin, LM, FN, PGs, proMMP-1,9 Group II Collagenases, Stromely

9、sin 1-3, Metalloelastase MMP-1,8,13,3,10-12,19,20 Fibrillar collagens, non-fibrillar, LM, FNn pro-MMPs Group III Gelatinase A,B, MMP-2,9 Gelatin, collagens Group IV MT1-4-MMP, MMP-14-17: proMMP-2与癌转移相关的主要基质金属蛋白酶 1 胶原酶A（MMP-2) 2 胶原酶B (MMP-9)第五部分 肿瘤新生血管的特点 结构紊乱、内皮不完整、血管扭曲、盲端和动静脉吻合。 通透性高，缺乏引流多余液体的淋巴网络，

10、造成间质高压，该高压是抗癌药物通过的障碍，但有利于肿瘤细胞的扩散和转移。第六部分肿瘤新生血管的作用肿瘤生长和转移的基础一、肿瘤的生长、血管前期 肿瘤的大小：肿瘤直径肿瘤的大小：肿瘤直径11mmmm时无血管。时无血管。如果没有血管生成，肿瘤生长直径不会如果没有血管生成，肿瘤生长直径不会超过超过2 2mmmm缓慢生长。缓慢生长。 营养供应：弥散供氧营养供应：弥散供氧、血管期 肿瘤的大小：肿瘤直径超过肿瘤的大小：肿瘤直径超过2 2mmmm快速快速生长。生长。 营养供应：新生的肿瘤血管营养供应：新生的肿瘤血管二、肿瘤的转移肿瘤血管是肿瘤转移的直接途径肿瘤通过肿瘤血管从宿主获取肿瘤通过肿瘤血管从宿主获取

11、营养和氧气营养和氧气 营养代谢通营养代谢通路路；原发原发肿瘤通过血管源源不断地肿瘤通过血管源源不断地向宿主输送转移细胞，并在机向宿主输送转移细胞，并在机体的其他部位继续生长和诱导体的其他部位继续生长和诱导血管形成，导致肿瘤转移血管形成，导致肿瘤转移转移的直捷途径转移的直捷途径。肿瘤生长和转移过程第七部分抗血管形成疗法一、概念 抗血管形成疗法：是指以肿瘤血管为靶点的治疗方法，我们称为抗血管形成疗法。抑制肿瘤的生长防止肿瘤的转移TAI作用的5个不同环节 阻止肿瘤细胞分泌TAFs。 阻断TAFs的效应，即通过抗TAFs抗体或抗TAFs受体的抗体来中和或阻断其生物学效应； 干扰内皮细胞与细胞外基质（E

12、MC）的相互作用，阻止血管网的相成； 抗内皮细胞增殖及迁徙； 抑制血管平滑肌细胞的生长TAI的优势 肿瘤发生时，血管形成程序已被启动，故具有良好的； 肿瘤血管内皮细胞是药物经静脉途径首先到达的部位，内皮细胞暴露于血流中，药物能直接发挥作用，故； 内皮细胞基因表达相对稳定。：肿瘤血管内皮细胞的有限损害就可以造成大量肿瘤细胞的生长抑制。 具有一定的。特异性和安全性 正 常 细 胞 是 非 血 管 新 生 性 的(nonangiogenic)。无论是在癌前期还是癌变转化期,都必须发生从非血管新生性到血管新生性的表型转换，肿瘤才能得以生长。 内皮细胞的增殖在肿瘤组织中比正常组织中快50倍。TAI的分类

13、目前已有20余种TA抑制剂分别进至3期临床试验： 直接抑制血管内皮细胞的药物 阻断基质分解的药物 阻断血管生成活性物的药物 其它直接抑制血管内皮细胞的药物直接抑制血管内皮细胞的药物：反应停（反应停（Thalidomide) Thalidomide) 期临床期临床（多发性骨髓瘤）（多发性骨髓瘤） 角鲨烯胺（角鲨烯胺（SqualamineSqualamine） 期期/期临床期临床 （NSCLCNSCLC） Endostatin Endostatin 期临床期临床 （实体瘤）（实体瘤）阻断基质分解的药物Marimastat 抑制金属蛋白酶（MMPs) 期临床 （SCLC）COL-3 抑制金属蛋白酶（

14、MMPs) 期/期临床 （ 脑瘤）Neovastat 抑制金属蛋白酶（MMPs) 期临床 （NSCLC）BMS-275291 抑制金属蛋白酶（MMPs) 期/期临床 （NSCLC）阻断血管生成活化物的药物Su5416 阻断VEGF受体 I期临床 Su6688 阻断VEGF，FGF及PDGF受体I期临床 干扰素 抑制VEGF及bFGF产生 II/III期临床 抗VEGF抗体 VEGF的单抗 I期临床其它 EMD Integrin阻断物 I期临床 CAI 抑制Ca2+流入细胞 I/II期临床 IL-12 上调干拢素 I/II期临床 (Kaposi肉瘤) IM862 作用不明 I期临床抑制肿瘤血管生成的国产药物 人参皂甙RG3 阻止肿瘤细胞分泌TAFs 阻断TAFs的效应 拮抗内皮细胞增殖及迁徙 薏苡仁提取物 动物实验抑制肿瘤新生血管数量,机理未报道。 鲨鱼软骨粉：体外试验 三氧化二砷抗血管生成疗法联合抗血管生成疗法联合IFLIFL方案大幅度延长转移性肠癌患方案大幅度延长转移性肠癌患者的生存期者的生存期Duke大学三期临床试验数据揭示联合疗法较单用化疗更为有效 项目 IFL/安慰剂IFL/BVP值