血管內皮生長因子與非小細胞肺癌研究現狀

吳德野

肺癌是一種高發病率的腫瘤，并且已成為癌癥死亡的主要原因，其中，超過75%的是非小細胞肺癌，非小細胞肺癌的發生、發展、浸潤及轉移不僅依靠腫瘤細胞自身的生物學增殖特性，更依賴于從宿主環境中汲取營養，當腫瘤達1～2mm后，其依靠新生血管為其提供營養物質和代謝廢物排出[1]，因此，新生血管是腫瘤生長的必要條件，同時也為腫瘤浸潤提供途徑。血管內皮生長因子是目前所知作用最強的促血管內皮生長的刺激因子，具有增加血管通透性，促進腫瘤血管形成等生物學功能，對腫瘤血管內皮細胞的增殖和遷移等發揮著重要作用。現就VEGF組織表達與非小細胞肺癌的相關研究報道如下。

1 VEGF結構及生物學功能

1989年Connolly[2]等，由正常垂體濾泡細胞中分離出了一種能選擇性促進血管內皮細胞形成的蛋白質，稱之為血管內皮生長因子(VEGF)。其基因定位于人類6號染色體p12～p21區，全長約28kb，由8個外顯子及7個內含子組成，編碼產物VEGF是一種同源二聚體糖蛋白，其結構具高度保守性，分子量為34～45kD。糖蛋白單體以二硫鍵形式結合。基因轉錄mRNA以不同的剪接方式形成6種亞型,其相應的堿基數為121、145、148、165、189、206。VEGF的作用通過其受體介導，目前已知受體至少有4種：flk1(KDR)、flt1、flt4及Neuropilin-1，前三種同屬酪氨酸激酶受體的第3亞型，這些受體結構相似，各含有1個單鏈跨膜區、7個細胞外免疫球蛋白區和細胞內的激酶區。

生物學功能主要有：(1)促進血管形成的功能：作為特異內皮細胞分裂素，能直接促進內皮細胞分裂、增殖，體外促進細胞生長，并可誘導血管生成，目前研究表明，VEGF通過活化磷脂酶C和刺激第二信使形成直接促進血管內皮細胞的有絲分裂；誘導纖維蛋白溶解酶原的降解，參與細胞外蛋白水解和基底膜的降解，利于血管內皮細胞的遷移和增生。(2)增加血管通透性：VEGF作為最強的血管通透因子，迅速增加血管通透性，作用短暫而強大，使血漿蛋白包括纖維蛋白外滲，形成纖維素網絡，為毛細血管延伸生長提供良好基質。(3)增加組織因子的產生：VEGF可直接改變內皮細胞基因表達，誘導內皮細胞表達血漿纖溶酶原激活劑(PA)及血漿纖溶酶原激活物抑制劑1(PAI-1)，該體系既調控蛋白水解，又參與細胞間的粘附，可促進細胞浸潤，有利于血管形成。

2 VEGF與肺癌

2.1 VEGF在肺癌組織中的表達

研究發現，VEGF在NSCLC中異常表達顯著高于良性及正常的肺組織，Sheng[3]等用免疫組化法檢測98例肺癌的表達情況，陽性率達到51.0%，而在腺癌的表達又高于鱗癌。Fontanini[4]等發現，從正常粘膜到增生鱗狀化生、不典型增生、原位癌，平均微血管數逐漸增加, 正常粘膜、增生及鱗狀化生的平均微血管數明顯低于不典型增生及原位癌。周圍組織中僅23.8%(8/34)呈陽性表達。

2.2 肺癌患者血清VEGF含量變化

Trape[5]等采用ELISA法定量研究，顯示肺癌患者血清VEGF水平顯著高于良性疾病及健康人(P＜0.001)，以450ng/L為限，VEGF診斷的敏感性為62%，特異性為95%，從而認為血清VEGF水平對肺癌具有診斷價值。而Kopczynska E[6]等用相同方法研究，發現血清VEGF水平隨臨床分期上升有很明顯升高(P＜0.0001)，提示血清VEGF水平可用于推測病情進展情況。

2.3 VEGF與肺癌臨床分期的關系

目前大多數研究表明VEGF表達與臨床分期有關，是一個能反映肺癌惡性程度的生物學指標，血清VEGF水平在肺癌Ⅰ～Ⅳ期中呈逐漸升高，尤其是Ⅳ期呈明顯升高。Matsuyama[7]等以ELISA法檢測49例不同類型的肺癌患者血清VEGF，發現進展期肺癌(Ⅲb～Ⅳ)患者血清VEGF水平明顯高于早期肺癌患者，分別為(670.61±145.61，254.01±184.37)。也有文獻報道血漿VEGF水平與腫瘤分期無關。

3 VEGF參與NSCLC浸潤與轉移的可能機制

腫瘤的增殖和轉移依賴于血管生成，早期階段腫瘤直徑小于1mm以前, 腫瘤生長緩慢，腫瘤細胞只發生局部浸潤和有限生長，并不發生轉移。血管形成是NSCLC發展、轉移的一個基本特征。動物實驗結果也提示新生血管的結構和功能異常有利于腫瘤細胞“逃逸”而導致發生轉移。1992年Macchiarini[8]等對87例NSCLC病人的研究發現MVD和MC高的病人發生轉移的機會高于MVD和MC低的病人。Cong B[9]等研究報道，VEGF表達與NSCLC內MVD呈正相關，VEGF表達者MVD顯著高于不表達者。Giatromanolaki A[10]等亦報道，MVD與腫瘤復發有顯著相關性(P=0.0001)。另外，VEGF還能誘導bcl-2等抗凋亡因子表達，抑制血管內皮凋亡。

VEGF不僅能促進血管形成，而且通過旁分泌、自分泌機制促進腫瘤細胞增殖與轉移。Padera[11]等將VEGF-C高表達的肺癌細胞系種植裸鼠后，局部浸潤和淋巴結轉移有明顯增加(P＜0.001)，提示VEGF-C可作為淋巴管內皮細胞存活因子，并可誘導腫瘤邊緣有功能的淋巴管表面積增大，使癌細胞有更多機會經淋巴管轉移。

另外，VEGF可能抑制機體的免疫反應，促進惡性腫瘤的浸潤與轉移。研究發現非小細胞肺癌患者血漿VEGF濃度與外周血樹突狀細胞(DC)含量呈負相關(P＜0.0001)[12]。實驗證實，核因子κB的亞基relB是DC發育成熟所必須，而VEGF通過flt-1受κ體抑制核因子κB的活性，影響了DC的成熟，導致功能缺陷性DC及無法誘導有效的抗腫瘤免疫反應。

4 VEGF與NSCLC的靶向治療

VEGF過量表達在多種腫瘤生長和轉移過程中起重要作用，可能機制為特異性作用于血管內皮細胞，引起內皮細胞分裂增殖并在體內誘導血管形成。因此，可通過阻斷或干擾VEGF信號傳導通路控制腫瘤生長，VEGF被認為是最有前途的抗腫瘤血管生成靶點[13]。Fontanini[16]等對73名NSCLC患者術后標本研究顯示P53基因與NSCLC患者微血管計數相關，野生型P53基因下調VEGF表達，抑制血管生成而發揮抑癌作用。VEGF抗體可阻止NSCLC的發展，阻斷VEGF受體Flt-1的活性可抑制腫瘤的血管形成和發展。目前已構建多種受體抑制劑(如PTK787、SU5416)等，多種VEGF抗體(如MV101、MV103及MV833)等。Klement[15]等動物實驗研究顯示VEGF受體(Flt-1)抗體聯合低劑量化療，能夠直接抑制血管生成，使腫瘤的血管化程度減少，生長受抑制，且不增加毒副作用，也不產生耐藥。Hasumi[14]等構建表達可溶形式的VEGF受體、Flt-1受體DNA腺病毒，并在體內外實驗中證實該表達受體能夠特異性與VEGF結合，阻斷VEGF促內皮細胞增殖及血管生成作用，治療腫瘤鼠后發現腫瘤生成受抑，細胞調亡增加。Margolin[17]等在體外動物模型中用重組人單克隆抗體(rhuMabVEGF)抑制VEGF引起的腫瘤血管形成加輔助化療比單純化療法更有效的抑制實體性腫瘤。

已被FDA批準，用于晚期直腸癌聯合治療藥物貝伐單抗(bevacizumab)，商品名阿瓦斯丁(Avastin)，是一種基因重組的人源性單克隆抗體，是通過和VEGF結合形成復合體，從而使VEGF不能和受體結合，抑制腫瘤血管的生成來達到治療腫瘤的目的。血管內皮抑制素Endostatin的體外實驗證明，其對接種Lewis肺癌小鼠有明顯的抑瘤作用。免疫組化表明內皮抑素能阻斷血管生成，并通過抑制血管生成使腫瘤處于休眠狀態，從而起到抗腫瘤作用[18]。血管生成抑制劑有較好的特異性，劑量小，療效高，不良反應少，不易發生耐藥，目前已有近30種血管生成抑制劑分別進入Ⅰ～Ⅲ期臨床試驗。

5 VEGF表達與NSCLC預后

Ⅰ期、Ⅱ期非小細胞肺癌(NSCLS)根治手術后患者5年生存率為30%～70%，遠處轉移是影響生存率的主要因素，傳統的TNM分期不能完全準確預測NSCLC患者的預后，尋找新的生物學指標刻不容緩。研究發現腫瘤新生血管的形成與腫瘤患者的預后密切相關。Yano[19]等對55例Ⅰ～Ⅲb期NSCLC患者腫瘤組織進MVD與淋巴結轉移的關系研究中發現，MVD高水平表達與晚期病人淋巴結轉移和早期復發有關。而且在腺癌類型中較高表達MVD者，其浸潤性更強。Volm[20]等采用免疫組織化學方法對154例NSCLC檢測VEGF表達，顯示102例為弱表達。陽性患者中生存期較陰性者短，在多因素分析中，VEGF亦是一項獨立的預后判斷指標。

6 結語

VEGF與其受體特異性地結合能促進血管內皮細胞分化和生長，在NSCLC新生血管的發生、發展中起著重要的作用，與NSCLC的分期、轉移和預后及治療密切相關，因而，近年來，以VEGF為靶點的抗血管治療已成為研究的熱點，因此，深入研究VEGF在NSCLC發生、發展及轉移中的作用及其機制，將為NSCLC治療提供新的實驗依據和思路。

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