血管内皮生长因子与肺癌的关系

血管内皮生长因子与肺癌的关系

许多研究表明，新枝条的形成对于产生肿瘤原体细胞的传播和生长非常重要，也是肿瘤入侵和转移的必要前提。同时,肿瘤的淋巴转移也是影响许多实体肿瘤发生、进展的一个重要因素。近年来的许多研究证实,血管内皮生长因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)与肺癌新生血管和淋巴管的生长以及生物学行为密切相关。现就VEGF的结构功能特点与肺癌之间的关系分析报告如下。一、vegf基因表达与血管内皮生长量的关系VEGF最初是Ferrara等在牛垂体滤泡星状细胞体外培养液中首先纯化出来的,而后发现它同先前克隆的血管通透因子(vascularpermeabilityfactor,VPF)的氨基酸序列一致,故目前将它们合并使用(VEGF/VPF)。VEGF家族属血小板源生长因子超家族,目前主要包括VEGF(即VEGF-A)、胎盘生长因子、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D和VEGF-E,VEGF是其中最重要的成员。VEGF是相对分子质量为46000的高度糖基化的碱性蛋白,由两个相对分子质量均为23000的不同亚基以二硫键连接所组成的同源二聚体。VEGF基因外显子的选择性剪切使其产生了5种VEGF变异体,即VEGF121、VEGF165、VEGF189、VEGF206和VEGF145。目前,对其中VEGF165和VEGF121的研究最多。VEGF受体有KDR/Flt-1/VEGFR-2、Flt-2/VEGFR-1、Flt-4/VEGF3和神经纤毛因子-1(NP-1)。VEGFR-2主要表达于血管内皮,VEGF-A和VEGF-E可通过蛋白激酶C(PKC)或ras信号转导通路激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)系统,并与VEGFR-2结合,以诱导肿瘤内血管生成。VEGFR-3在胚胎发育初期表达于所有血管,在成年组织中,其表达主要局限于淋巴管内皮。目前的研究显示,VEGFR-2信号通道介导肿瘤血管生成;VEGFR-3信号通道主要介导肿瘤淋巴管生成,但VEGFR-3亦可表达于部分肿瘤血管内皮,从而介导肿瘤血管生成。有研究表明,在某种特定条件下,VEGF也可能通过VEGFR-2介导淋巴管生成,但有待进一步证实。在动物模型研究中,VEGF-C和VEGF-D的表达与肿瘤内淋巴管生成与转移的关系已经被确定。VEGF是迄今所发现的、最重要的促血管生成因子,参与正常胚胎发育、卵泡成熟及肾脏等生理性调节,在组织血管增生时表达增强;在处于胚胎发育的组织和分化状态下的细胞中,VEGF表达高于成年和分化完全的细胞。VEGF在体内调节血管的通透性,为血管形成过程中的多种细胞提供一个纤维网络;在体外能促进基质的降解以及内皮细胞的增殖、迁移、运动和血管腔样结构的形成,并可动员骨髓来源的内皮祖细胞。VEGF对促进血管新生起关键作用,因此与肿瘤的复发和转移有着密切关系。VEGF在正常成人和动物中表达水平较低,但在一些代谢旺盛、血供丰富的组织中表达水平略高;在胚胎组织、胎盘、增殖期的子宫内膜和黄体中,由于生长发育和血管生成的需要,VEGF的表达往往呈较高水平。在一些病理情况下,VEGF可以出现过量表达。二、vegf在肺癌患者中的表达情况VEGF一方面以旁分泌的方式作用于血管内皮细胞,与血管内皮细胞上的受体结合,引发一系列信号转导,刺激内皮细胞分化和血管生成。VEGF与受体的结合可导致细胞内钙离子浓度急剧升高,达4倍以上,这也是目前检测VEGF活性最为敏感的方法之一。另一方面,VEGF主要是通过实体瘤KDR受体而表达,提示其与肿瘤细胞上的KDR受体结合可刺激肿瘤细胞的增殖与迁移。肺癌作为一种高度恶性肿瘤,其新生血管的生成为肿瘤细胞的生长提供了必需的氧与营养,增加了肿瘤的侵袭与转移。临床研究表明,VEGF与肺癌的新生血管具有一定相关性。在研究不同来源肿瘤组织中KDR的表达后,发现KDR在大多数肿瘤组织的血管和血管内皮细胞中呈不同浓度的阳性反应,其中肺癌的KDR阳性率为77%。在正常肺组织中,VEGF的表达率仅为6.7%;而在肺癌组织中,VEGF的总阳性率为70.2%。VEGF表达阳性者的微血管计数和肿瘤内微血管密度(IMVD),均高于VEGF阴性者。Stefanoup等研究了88例非小细胞肺癌,其中鳞癌48例,腺癌30例,大细胞癌10例。在77.3%的患者中,均可见到VEGF高表达,且血管分布与VEGF高表达有相关性。Lissoni等曾对59例非小细胞肺癌患者血清VEGF含量与治疗效果、预后的相关性进行了研究,结果显示,治疗效果好的患者血清VEGF降低至正常水平,而转移复发患者的VEGF含量仍维持高水平。国内部分学者的研究结果显示,非小细胞肺癌患者的VEGF含量明显高于健康人和肺部良性疾病患者。在血循环癌细胞阳性的患者中,VEGF与癌细胞含量之间存在相关性,VEGF含量增高,患者外周血中癌细胞数量亦明显增加;而在癌细胞阴性患者中,VEGF含量对血行转移并无影响。由此我们可以得知,VEGF对促进肺癌中具有转移潜能的癌细胞进入血循环系统有一定作用。另外亦有研究表明,有淋巴结转移的肺癌组VEGF阳性率明显高于无淋巴结转移组。有动物实验模型研究表明,VEGF-C可同时激活其受体VEGFR-2和VEGFR-3,进而分别诱导血管和淋巴管生成反应。Li等用抗VEGF-C和VEGFR-3抗体,研究了76例非小细胞肺癌患者癌旁组织中淋巴管和血管的密度,结果显示,肿瘤细胞内的VEGF-C与淋巴管内皮细胞上的VEGFR-3之间有明显相关性。VEGF-C阳性患者癌旁组织的淋巴管和微血管数目,明显高于VEGF-C阴性者。VEGF-C通过VEGFR-3促进肿瘤内淋巴管生成,并且促进肿瘤细胞进入淋巴管。因此,VEGF-C的高表达可以作为肺癌预后差的指标之一。三、vegf家族在肺癌患者预后中的功能肺癌的病理分期与预后有着直接关系,而VEGF在肺癌中的表达及其与肿瘤临床生物学行为和预后的关系也正是我们所关注的。众多研究结果表明,VEGF在中晚期肺癌(Ⅲ、Ⅳ期)的阳性表达率明显高于早期肺癌(Ⅰ、Ⅱ期),低分化癌的VEGF阳性率也明显高于高分化癌,而VEGF的表达与肺癌的病理分型无关。这就提示,在各种病理类型的肺癌组织中,VEGF可诱导新生血管生成,促进肿瘤细胞局部侵袭和远处转移。而一项针对VEGF亚型与肺癌病理分型关系的研究表明,肿瘤内VEGF-A的表达,可以作为影响腺癌患者预后的一个重要因素;而肿瘤内VEGF-C的表达则可作为影响鳞癌患者预后的因素之一。因此有学者认为,VEGF家族的不同功能可以反映非小细胞肺癌的临床行为。Mineo等的研究显示,在可手术的ⅠB~ⅡA期非小细胞肺癌患者中,VEGF超表达患者的总体生存期较短。Arinaga等分析非小细胞肺癌患者的VEGF-C和VEGFR-3表达水平,发现VEGF-C和VEGFR-3表达阳性者的生存期低于表达阴性者,并且VEGFR-3可以作为独立的影响肺癌预后的指标。Hasegawa等通过ELISA法检测治疗前的小细胞肺癌患者血清VEGF水平,并与良性病变及健康人对比,结果显示,VEGF高表达患者的无病生存期和总生存时间明显低于VEGF正常表达者。车国卫等检测114例肺癌组织中的VEGF表达水平,发现肺癌组织中VEGF高表达患者的5年生存率(18.18%)明显低于低表达者(61.19%)。这说明VEGF可作为评估肺癌生物学行为和预测肺癌患者预后的一项指标。近些年来,有学者将VEGF作为肺癌的血清肿瘤标记物进行了相关研究。结果表明,血浆中VEGF(VEGFp)作为诊断非小细胞肺癌的价值与CEA是相近的,而在Ⅰ期腺癌患者的分析中,VEGFp的诊断价值要略优于CEA,VEGFp与CEA联合诊断的敏感性是75%,优于单独CEA对早期腺癌的诊断。四、抗血管内皮生物固定抑制剂当今,针对血管生成调节靶点的治疗研究,特别是针对VEGF的靶向治疗,已成为抗肿瘤治疗研究的一个热点。竞争性抑制VEGF与VEGFR结合是抗血管生成的重要原则之一,其主要的方法有反义VEGF、抗VEGF抗体、抗VEGFR抗体以及抗体介导的免疫毒素。目前已开发出血管生成因子及其受体的中和抗体、血管生成抑制因子及抗血管生成的化学药物等。在目前已鉴定和克隆的几种VEGF受体中,VEGFR2/Flt-1/KDR与VEGF具有较高亲和力,且仅存在于血管内皮细胞和一些肿瘤细胞中。因此,VEGF与其受体Flt-1/KDR的相互作用是调控肿瘤血管形成的关键,已成为抗肿瘤血管治疗最直接的靶点,其中包括抗KDR的单克隆抗体、酪氨酸激酶的小分子抑制剂、KDR的小肽抑制剂、KDR的核酸抑制剂和KDR为靶的导向制剂等。现已证实,可溶性VEGFR仅具有与配体结合的能力,而无信号转导功能,因此可竞争VEGF的功能受体,阻止肿瘤血管的形成。国内寇伯君等应用RT-PCR技术,对可溶性VEGFR-2片断阻断VEGF与相应受体结合和抑制血管形成的作用进行了体内外实验研究。结果显示,可溶性受体蛋白能有效抑制内皮细胞的生长和增殖。因此,可溶性VEGFR-2片段是一种有效的抑制血管形成的生物工程产品,有望成为抗血管形成基因治疗的靶点。Ueda等发现了一种新的低分子量VEGF抗体VGA1102,它可抑制VEGF与其受体的结合,从而抑制肿瘤血管的形成。实验还显示,VGA1102可抑制种植到裸鼠体内的人类肿瘤细胞的生长。武婕等在噬菌体肽库中筛选出能特异结合KDR的小肽P5,它能阻断VEGF诱导的内皮增殖,抑制鸡胚血管形成和裸鼠体内的肿瘤生长。因此,小肽P5有希望成为导向药物的先导小分子,并将与其结合的药物或毒素带到靶向位点,实现低毒、高效治疗肿瘤的目的,具有潜在的应用前景。近年来,一系列治疗肺癌的抗VEGF以及受体药物正处于早期的临床试验,如rhuMAbVEGF、SU5416、SU6668、CP-547,632、ZD4190和ZD6474等。其中口服型ZD6474已进入Ⅰ期临床试验,它能明显抑制人体肺癌动物模型,这使抗肺癌血管生成治疗成为可能。目前,VEGF-C和VEGF-D亦称淋巴管生成因子,可通过激活其位于淋巴管内皮细胞上的受体VEGFR-3,促进肿瘤内淋巴管生成,进而增加淋巴管转移率。实验证明,阻断VEGFR-3信号通道可抑制肿瘤淋巴管生成及淋巴转移的形成。He等将表达VEGFR-3-Ig的重组腺病毒(AdR3-Ig),静脉注射到带有肺癌细胞株LNM35异位种植的、严重联合免疫缺陷