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血管内皮生长因子在胃癌诊疗中的研究进展

2023-01-03杨媛王岚

分子诊断与治疗杂志 2022年11期
关键词:激酶生长因子内皮细胞

杨媛 王岚

胃癌是一种比较常见的恶性肿瘤,主要有直接浸润、血管转移、淋巴管转移、腹腔内种植等途径进行转移。调查显示,2020 年新发胃癌患者约108 万人,胃癌死亡人数约76 万人。同年,中国胃癌新发病例约47 万人(占全世界胃癌病例的43.9%),死亡病例约37 万人(占全世界胃癌病例的48.6%),中国胃癌发病率、死亡率在各类恶性肿瘤中排名第三,高于世界平均值[1]。虽然近年来胃癌的筛查、诊断和治疗效果逐年提升,但患者接受外科手术后的5 年生存率仍低于30%[2],预后不佳[3]。胃癌发生发展过程中,血管承担运送营养物质、代谢废物以及血液与组织之间信息交换的功能,这使肿瘤可以快速发展且有条件向远处转移。有研究表明,血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)是促进血管生成、血管内皮细胞增殖和迁移的主要因素,且VEGF 在晚期胃癌患者中呈现过表达状态[4],同时,有研究证明VEGF 高表达与胃癌淋巴结转移关系密切,且与其侵袭程度显著相关[5]。本文就VEGF 的生物学功能、VEGF 参与肿瘤血管生成、VEGF 在胃癌细胞中的表达及影响因素以及VEGF 抑制剂的临床研究做一综述。

1 VEGF 的生物学功能

VEGF 最初被称为血管通透性因子,是Leung等人利用多克隆杂交序列,从牛的垂体瘤细胞cDNA 文库中克隆出的40 千道顿的二硫键二聚糖蛋白,它在血管系统的形成、功能和维护中起着重要的作用[6]。VEGF 家族包括VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E、VEGF-F、胎盘生长因子以及内分泌腺源性VEGF[7],各家族成员可在人体多种细胞内表达,并关键作用于诱导新血管形成以及调节血管发育等方面[8]。鉴于VEGF 家族中最强的促进血管生成的细胞因子为VEGF-A,遂本文用VEGF 指代VEGF-A。

VEGF 的细胞内信号通过2 个酪蛋白激酶受体(VEGFR-1,VEGFR-2)传递[9]。VEGFR-1 和VEGFR-2 在人体不同细胞中的表达并不完全相同,VEGFR-1 高表达于巨噬细胞、单核细胞和造血干细胞等细胞类型,VEGFR-2 则在内皮细胞、巨核细胞和造血干细胞等细胞类型中有较高的表达[10],VEGF 与VEGFR-1、VEGFR-2 结 合 时,VEGF 对VEGFR-1 的亲和性明显高于VEGFR-2,但其与VEGFR-2 在反应时的酪氨酸激酶活性远远高于VEGFR-1[11]。VEGFR-2 在内皮细胞中的表达具有重要意义,它与VEGF 结合,从而引发细胞内酪氨酸激酶区域的二聚化和转磷酸化,进而激活多种细胞信号通路[12],例如:丝裂原活化蛋白激酶和蛋白酪氨酸激酶Src 家族等,它们在细胞增殖、存活、迁移和通透性方面发挥着重要作用[13]。

2 VEGF 参与肿瘤血管生成

血管生成在胚胎发生过程中剧烈发生,但在成年期受到限制。在成人中,血管生成和淋巴管生成仅限于伤口愈合部位和炎症。但大多数肿瘤中,血管异常可被作为肿瘤发生的重要提示标志[14],研究表明,肿瘤无新生血管时,其体积往往小于3 mm,氧气、营养物质及各种信息递质从肿瘤组织旁的血管通过渗透的方式到达肿瘤组织内,当肿瘤体积大于3 mm 时,实体肿瘤的氧气、营养物质供应出现不足[15]。缺氧环境诱导缺氧因子的表达,从而进一步促进VEGF 表达来实现胃癌的增殖,迁移和侵袭[16]。一旦肿瘤组织内有新生血管生成,肿瘤组织获取氧气和营养的方式就由周围组织弥散变为血液直接灌注,其生长发育所产生的代谢废物也能通过新生血管被及时彻底清除,肿瘤得以迅速生长。

血管形成包括以下四个阶段:①将基膜糖蛋白及其它组织经蛋白水解酶降解;②血管内皮细胞的激活与转移;③血管内皮细胞的增殖;④内皮细胞向管状结构和毛细管的转变,并形成新的基底膜[17]。VEGF 同样通过以上步骤在血管生成中扮演重要的角色:第一,VEGF 促进血管内皮钙黏蛋白内在化,导致内皮细胞间连接不稳定,利于纤维蛋白原及其他相关血浆蛋白外渗,为形成新的肿瘤血管网络奠定了基础[18-19]。第二,VEGF能活化内皮细胞,并诱导包括基质金属蛋白酶(Matrix metalloproteinase,MMP)在内的多种蛋白水解酶的表达,从而导致血管周围的细胞外基质发生降解,促进细胞外基质中细胞因子和生长因子的释放[20]。第三,VEGF 通过激活MAPK 信号途径,促使内皮细胞增殖和变形,并激活P38-MAPK 所致的肌动蛋白的重组,促使内皮细胞的迁移,从而形成新血管的雏形[21-23]。第四,VEGF能够促进新的血管生成,从而建立起一个复杂的新的血管网络,进而通过招募平滑肌细胞来稳定血管。这些成熟的血管,为肿瘤生长提供重要的养分,并维持和促进肿瘤的生长,且为肿瘤的进一步转移提供了便捷的途径[23-24]。肿瘤新生血管生成情况可用微血管密度(Microvessel density,MVD)来描述。1991 年Weidner 率先开发了一种使用免疫组织化学计数标记测定来评估血管热点中MVD 的方法,该研究也首先报告了MVD 与乳腺癌转移、复发及预后的高度相关性[25]。

3 VEGF 在胃癌细胞中的表达及影响因素

近年来,许多研究显示,VEGF 在胃癌患者组织以及血清中的表达都可以作为胃癌进展的一个重要指标[26]。Lei 等[27]用免疫组织化学方法检测90 例胃癌病人组织中的VEGF,发现VEGF 在胃癌中的表达比例高于正常组织,VEGF 的阳性表达比例为48.89%,说明VEGF 可能是早期胃癌的一种检测手段。Pang 等[28]采用免疫组化方法检测120 例胃癌患者组织中VEGF 蛋白表达,结果表明VEGF 在T4 期胃癌中的表达量约为Tis 期癌的10倍,证明肿瘤细胞浸润深度越大,VEGF 相对应的的表达水平就越高。此外,该研究还证实了VEGF的高表达与胃癌淋巴结远处转移有关[28]。不仅如此,胃癌患者和正常人的血清VEGF 值也存在显著差异[29]。Tkacz 等[30]证明,在胃癌的早期阶段,VEGF 的浓度在患者的血清中特别升高。Zhao等[5]证明胃癌组和癌前病变组血清VEGF-A 水平高于正常人组,且胃癌组高于癌前病变组。提示VEGF 的表达随胃癌侵袭深度的增加而升高,二者之间存在显著的相关性。同时,VEGF 的表达会促进胃癌组织血管的生成,在胃癌进一步生长以及血管转移转移中起关键作用[23]。Yan 等[31]的研究显示,VEGF、p53 表达水平愈高,其微血管密度计数愈高,二者呈正相关。且随着VEGF 表达的增加,患者的存活率降低[32-33]。

VEGF 的表达与缺氧、表皮生长因子、肿瘤坏死因子等细胞因子以及某些miRNA 选择性剪接有关[34]。在低氧胃癌细胞中,缺氧诱导因子-1α 等因子的过度表达可以直接促进VEGF 的表达[16]。同时,肿瘤的微环境中的成纤维细胞以及肿瘤相关的巨噬细胞也分泌大量的VEGF,促进了肿瘤的生长[35]。此外,表皮生长因子、肿瘤坏死因子还能促进肿瘤细胞VEGF 的转录和分泌,其机制可能与激活的转录因子3 信号途径有关。

4 VEGF 抑制剂的临床研究

目前,VEGF 通路的抑制途径有两种,一种是针对VEGF(如贝伐珠单抗)或VEGFR(如雷莫芦单抗)的单克隆抗体,另一种是酪氨酸激酶抑制剂(如阿帕替尼、舒尼替尼、盐酸安罗替尼等)。单克隆抗体通过靶向VEGF-A 并阻止其与VEGFR 结合以发挥其抗血管生成作用;酪氨酸激酶抑制剂通过抑制多种促进血管形成和增殖的信号途径,从而阻断酪氨酸激酶的活性[36]。2004 年美国食品药品监督管理局首次批准了贝伐珠单抗作为转移性大肠癌的联合化疗药物。近年来,贝伐珠单抗对胃癌的临床应用也引起了广泛的重视,贝伐珠单抗与卡培他滨、顺铂联合用于晚期胃癌的Ⅲ期临床试验表明,顺铂-卡培他滨与贝伐珠单抗并未提高疗效[37]。另外,ST03 和贝伐珠单抗联合化疗的临床试验也没有显著提高病人的疗效[38]。另有对VEGF-A、VEGF-B 和胎盘生长因子具有高亲和力的一种重组融合蛋白,即阿柏西普。在VELOUR 3期试验中表明,二线伊立替康、亚叶酸钙和5-氟尿嘧啶的基础上加用阿柏西普可延长既往接受过治疗的转移性结直肠癌患者的生存期。但一项随机的2 期试验证明,阿柏西普并不能提高一线mFOLFOX6(奥沙利铂、亚叶酸钙和推注加输注5-氟尿嘧啶)在转移性食管胃癌患者中的疗效[39]。

雷莫芦单抗是抗人VEGFR-2 的单克隆抗体。一项雷莫西单抗联合顺铂和氟嘧啶的Ⅲ期试验表明,在联合用药时患者生存期的一级分析有统计学意义,但敏感性未得到证实,且总生存期未改善,不建议将雷莫西单抗联合顺铂和氟嘧啶化疗作为转移性胃癌患者的一线治疗[40]。但雷莫芦单抗在REGARD 试验[41]和RAINBOW 试验[42]这2 项随机Ⅲ期试验中显示出生存优势,研究表明,雷莫芦单抗组的生存率较高。且RAINBOW 试验的结果支持在以晚期胃癌或胃食管交界腺癌为主的中国人群中使用雷莫西单抗加紫杉醇作为二线治疗[43]。

阿帕替尼是首个在晚期胃癌中被证明是安全和有效的小分子靶向药物,并且阿帕替尼能明显提高接受过化学治疗病人的生存率[43]。目前,美国食品药品监督管理局只批准了雷莫芦单抗单独或联合紫杉醇用于晚期胃癌的二线治疗,此外,阿帕替尼也被2021 年中国临床肿瘤协会列为第三线或以上的晚期胃癌治疗方案[44]。

5 总结与展望

血管生成是胃癌发生过程中的重要因素。与正常细胞相比,肿瘤细胞对营养物质的需求更高,细胞分裂、转移和侵袭需要更多的能量,所以,肿瘤诱导血管生成增加。VEGF 是目前临床上研究最多的一种促血管生成因子。VEGF-VEGFR 是近年来肿瘤血管形成的主要靶点,其靶向药物在胃癌中得到了广泛的研究。临床上,目前抗血管生成药物耐药性问题明显。可能是因为有许多途径参与肿瘤血管生成,使得任何一种或几种的抑制都可能被其他途径补偿。因此,抗血管生成治疗通常与其他胃癌治疗方法相结合,以获得更好的临床疗效。相信未来抗血管生成疗法将成为胃癌治疗的关键方法。

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