血管內皮生長因子研究進展及其與胰腺癌的相關研究

楊小秋，談順

(中南大學湘雅醫學院附屬海口醫院病理科，海南 海口 570208)

·綜述·

血管內皮生長因子研究進展及其與胰腺癌的相關研究

楊小秋，談順

(中南大學湘雅醫學院附屬海口醫院病理科，海南 海口 570208)

在胰腺癌的生長和轉移中新生血管形成（Angiogenesis）是其從小結節進展成為具有侵襲能力重要的一步。血管內皮生長因子是腫瘤血管新生過程中最重要的驅動因子，血管新生的主要調節者。隨著VEGF途徑作用機制研究的日益深入，VEGF與胰腺癌的關系也受到越來越多的關注。本文從VEGF的結構和功能、調控因素及相關調控機制，VEGF在胰腺癌中表達的臨床意義，以及抗VEGF治療在胰腺癌中的相關研究進展方面，對VEGF在胰腺癌中的研究現狀做一介紹。

血管內皮生長因子；胰腺癌；抗VEGF治療

胰腺癌是常見的消化系統惡性腫瘤，由于其解剖位置特殊和分化程度低且進展迅速[1]，導致早期診斷困難，就診時已多屬中晚期。近年來隨著醫療技術的進步，雖然早期診斷率及手術切除率有所提高，但5年生存率卻未明顯改善[2]，80%以上患者就診時已失去根治機會[3]，是預后最差的一種消化系統腫瘤。胰腺癌的發生和發展是一個多階段、多步驟，受多基因調控的復雜基因改變的過程，腫瘤內血管新生是支持其生長和轉移的基礎事件。實體腫瘤的生長和轉移有賴于血管生成(Angiogenesis)，血管內皮生長因子(Vascular endothelial growth factor，VEGF)被認為是腫瘤血管新生過程中重要的始動因素。隨著分子生物學研究日益深入，發現胰腺癌的發生、發展與多種信號傳導通路異常有關，這為靶向治療提供了可能的靶點選擇。VEGF信號通路與胰腺癌的相關研究也受到越來越多的關注。現將VEGF在胰腺癌中的研究現狀進行闡述。

1 VEGF結構、功能及其受體

1.1 VEGF結構、功能VEGF由Dvorak等于1979年首次發現，1989年Ferrara等[4]首次在體外培養液中分離純化，是特異性的肝素結合生長因子，是第一個被確定性狀的血管特異生長因子。VEGF是分子量為32～34 kD的一種多功能糖分泌性蛋白，由分子量為17～22 kD的同源二聚體構成，其位置在第6對染色體長臂上(6p21.3)，由8個外顯子及7個內含子構成，其序列高度保守。目前已知的VEGF家族包括VEGF-A、胎盤生長因子(PLGF)、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E和VEGF-F。VEGF為內皮細胞的特異性有絲分裂原，與其特異性受體的VEGFR結合后激活細胞內信號轉導從而產生一系列的生物學功能。其主要生理功能[8]包括：①上調纖溶酶原激活物抑制劑-1(PAI-1)、尿激酶型纖溶酶原激活物(uPA)及組織型纖溶酶原激活物(tPA)的表達，誘導內皮細胞表達蛋白水解酶、間質膠原酶和組織因子，改變細胞外基質，誘導血管形成；②通過調節腫瘤細胞和淋巴內皮細胞之間的互分泌關系，選擇性地促進淋巴管增生、增強淋巴管通透性、參與淋巴管內皮細胞分裂繁殖，從而調控淋巴內皮細胞的生長，為腫瘤細胞的侵襲提供了便利條件。

1.2 VEGF受體(VEGFR)VEGFR是VEGF發揮生物學效應的受體，迄今已知主要有4個：VEGFR-1(Flt-1)、VEGFR-2(FIk-1)和VEGFR-3(Flt-4)及神經纖毛蛋白質(neuropilins，NRP)。它們主要分布在血管內皮細胞表面，且都具有酪氨酸酶活性。VEGFR的表達各有差異：Flt-1、FIk-1主要在內皮細胞和腫瘤細胞中表達，而Flt-4主要在淋巴管組織中表達。VEGFR的功能有所差異：VEGFR-2具有強烈的酪氨酸激酶活性，主要調節內皮生長、分化、滲透性的作用，而VEGFR-1可通過VEGFR-2抑制信號的傳導，發揮調節內皮細胞移動、聚集相關的作用。VEGFR-3主要表達于淋巴管組織，與血管發育相關，可能對淋巴系統生成有重要作用[5]。NRP是選擇性結合VEGF的輔助受體[6]，與VEGFR-2共表達于細胞內進而協同增強VEGF與受體結合的能力。此外，硫酸乙酰肝素(Heparin sulfate，HS)、整合素等[7]也發揮類似的輔助受體作用。

2 VEGF調控因素及相關調控機制

2.1 缺氧誘導因子(Hypoxia inducible factor，HIF)在低氧環境下，VEGF主要被HIF調控。HIF由HIF-α(HIF-lα和HIF-2α)及HIF-β組成。HIF-1和HIF-2具有高度的氨基酸同源性，并且都能轉錄VEGF。低氧狀態，HIF-α可招募p300/CBP轉錄共活化物及芳烴受體核轉位分子(Aryl hydrocarbon receptor nuclear trans-locator，ARNT)，并且結合到低氧反應元件(Hypoxia-response element，HRE)的增強子或啟動子上[9]，進而促進VEGF基因的轉錄，最終促進血管生成。

2.2 微小RNA210(microRNA210)研究表明，miR-210是缺氧誘導表達的miRNA，在缺氧條件下，miR-210在內皮細胞的表達上調，并促進毛細血管樣結構形成及細胞遷移[10-11]。缺氧狀態和細胞遷移狀態下，若通過轉染抗miRNA封鎖miR-210，可抑制VEGF信號通路刺激形成的血管。此外，還發現在常氧或缺氧狀態下，miR-210誘導缺氧表達的直接靶點是Ephrin-A3，敲除miR-210可抑制細胞生長和誘導細胞凋亡。

2.3 刺激蛋白(Stimulatory protein1，SP-1) SP-1蛋白N端有兩個谷氨酸富集的活化區，C端存在3個Cys2His2鋅指結構，其主要特征是高度保守的DNA結合區，可識別和結合于下游靶基因的GC盒結構(GGCGGG)，VEGF的GC盒位于基因啟動子-131～+54區。由SP-1、GC盒結構與RNA聚合酶等共同構成的轉錄復合物可調控VEGF的轉錄。

2.4 轉錄激活子3(Stat3)Stat3是一種與酪氨酸磷酸化信號通道耦聯的重要轉錄因子，即JAK-STAT信號途徑。可直接作用于靶基因，VEGF的特異結合位點為啟動子-849到-842位置上，促進VEGF的轉錄和翻譯。此外，缺氧條件可活化Stat3，而促進HIF-1α的表達，通過HIF-1α的表達可促進VEGF的表達，促進腫瘤血管的增殖[12]。

2.5 激活蛋白-1(Activator protein 1，AP-1)AP-1是細胞核內重要的轉錄調控因子，由亮氨酸拉鏈類蛋白Jun/Jun或jun/fos組成的同源/異源二聚體。研究[13]表明VEGF基因的啟動子有4個AP-1的候選結合位點，通過磷酸化級聯反應激活AP-1，MAPK-ERK途徑生成AP-1，啟動VEGF的轉錄和翻譯，參與腫瘤細胞的侵襲。

2.6 基質細胞衍生因子(Stromal cell-derived factor-1，SDF-1)SDF-1特異性結合受體CXCR4后可激活磷酸肌醇-3激酶(Phosphoinositide-3 kinase，PI-3K)-AKT途徑，活化的AKT定位于細胞膜上實現細胞的移行，通過PI-3K/AKT/PKB通路作用的下游轉錄因子NF-κB從而促進VEGF的表達。研究表明，SDF-1與VEGF協同促使新生血管形成性疾病的發生，還可促進單核細胞、血管內皮細胞等分泌VEGF[14]。

2.7 癌胚抗原相關的細胞黏附分子(Carcinoembryonicantigen-relatedcelladhesionmolecule1，CEACAM1)CEACAM1為癌胚抗原家族成員之一，屬于免疫超家族。Kilic等[15]發現CEACAM1的表達在胰腺癌細胞及其周邊微血管、微淋巴管內皮細胞中增多；將人皮膚毛細血管內皮細胞轉染CEACAM1后VEGF-C、D及它們的受體Flt-4的表達在蛋白和mRNA水平上均有上調，認為CEACAM1可促進血管內皮增殖和淋巴管生長，參與腫瘤細胞的侵襲。

2.8 其他因素某些細胞因子可上調VEGF基因轉錄和翻譯或誘導其釋放，如轉化生長因子α (Transforming growth factor-α，TGF-α)、轉化生長因子β(TGFβ)[16]、表皮生長因子(Epidermal growth factor，EGF)、白細胞介素IL-1、IL-6[17]等；雌激素腺苷酸環化酶激活劑、蛋白激酶C也可誘導產生VEGF；ras、raf、scr的突變或擴增可啟動VEGF基因轉錄，上調其表達，最終促進新生血管生成。

3 VEGF在胰腺癌中的相關表達及臨床意義

3.1 VEGF在胰腺癌中的表達和預后判斷1993年Brown等[18]首次發現了VEGF-A的表達，VEGF-A是目前已知最強的促血管生長因子，內皮細胞專一性分裂素，血管新生的主要調節者。李文濱等[19]認為色素上皮衍生因子PEDF/VEGF比值可較好反映胰腺癌中的血管增生；它與胰腺癌患者的臨床分期、淋巴結轉移及遠處轉移相關，是胰腺癌重要的預后因子之一。李凱等[20]報道，胰腺癌患者血清KPS評分、VEGF-C值及CAl9-9值依次入選為無法切除的進展期胰腺癌患者預后影響因素。VEGF-C≤1 280 ng/L和VEGF-C>1 280 ng/L兩組的平均生存時間分別為11.26個月與6.29個月，1年累積生存率分別為50.0%與5.9%。認為VEGF-C含量可判斷無法切除進展期胰腺癌的預后。目前大多研究認為：VEGF水平對于胰腺癌生長轉移及預后有重要影響，而MVD則是反映腫瘤血管生長程度的良好指標[21]；PEDF/VEGF比值、VEGF-C值均被認為是胰腺癌重要的預后影響因素。

3.2 VEGF在胰腺癌療效評價中的意義目前，吉西他濱(Gemcitabine，GEM)作為臨床上治療胰腺癌的一線用藥，為觀察胰腺癌患者經GEM化療后其血清VEGF水平的變化情況。王福生等[22]對22例胰腺癌患者采用GEM化療，并采用ELISA法檢測患者治療前、后VEGF的表達水平，與健康體檢者進行對照。分析化療6個療程后療效與VEGF表達水平的關系。認為檢測胰腺癌患者血清VEGF水平有助于對胰腺癌的診斷和GEM化療效果的評價。王偉藝等[23]通過測定47例胰腺癌根治術切除標本中胰腺癌組織和自身胰腺正常組織中VEGF-C的表達，結果發現其在胰腺癌組織中表達明顯增高，其表達與淋巴結轉移有顯著的相關性，因此認為VEGF-C可作為根治術后患者無病生存期的獨立指標。此外，伽瑪刀(立體定向放射治療)是治療胰腺癌一種新的手段，總有效率可達83.8%[24]。周國中等[25]研究了30例胰腺癌患者伽瑪刀治療前和治療1個月后VEGF水平，認為伽瑪刀治療后胰腺癌患者血清VEGF水平下降，其下降幅度可作為評價療效的指標。目前大多數研究認為：檢測胰腺癌患者血清VEGF水平有助于GEM化療效果的評價；VEGF-C可作為根治術后患者無病生存期的獨立指標；VEGF下降幅度可作為評價伽瑪刀治療療效的指標。

4 抗VEGF治療在胰腺癌中的研究

目前已上市和處于臨床試驗階段的VEGF及其受體抑制劑主要分為兩類：(1)直接靶向作用VEGFR，如抗體及受體酪氨酸激酶抑制劑(Receptor tyrosine kinase inhibitors，RTKI)。(2)結合VEGF以阻斷其與受體的相互作用，在蛋白質或核酸水平結合VEGF發揮抗血管生成作用。其中有已獲得美國FDA批準用于臨床抗腫瘤治療的5種藥物，包括貝伐單抗及4種小分子VEGFR-TKI(索拉非尼、舒尼替尼、帕唑帕尼和凡地他尼)。此外，核酸類藥物和谷氨酸衍生物沙利度胺(Thalidomide)在胰腺癌的治療中均具有良好的研發前景。

4.1 抗VEGF/VEGFR單克隆抗體Genentech開發的Bevacizumab(Avastin)是目前唯一可獲得的抗VEGF單克隆抗體，能與VEGF-A特異性結合，通過抑制VEGF活性，抑制新生血管的形成，減少腫瘤的血供、氧供和其他營養物質的供給而抑制腫瘤的生長[26]。目前，Bevacizumab在胰腺癌治療上的研究仍處于試驗或研究試驗階段，還需要進一步的臨床前藥理研究。在晚期癌癥的治療中，抗人VEGFRl的單克隆抗體IMC-18F1，表現出良好的療效和安全性，此外還有抗VEGFR2的Ramucirumab，二者目前均處于Ⅱ、Ⅲ期臨床階段[27-28]。

4.2 VEGF受體酪氨酸激酶抑制劑(RTKI)胰腺癌的生長、發展是復雜的多信號通路途徑，單一靶點的藥物療效甚微，低選擇性的激酶抑制劑逐漸顯現出其研究價值。RTKI作為VEGFR-1、VEGFR-2以及VEGFR-3的共同抑制劑，通過阻斷受體胞內酪氨酸激酶磷酸化，從而抑制VEGFR信號轉導通路，具有較好的抗腫瘤活性，目前均處于Ⅱ和Ⅲ期臨床試驗階段[29]。如索拉非尼、舒尼替尼、帕唑帕尼和凡地他尼等，此外，還有其他一些具有相似活性的RTKI：如阿西替尼、Cabozantinib等。

4.3 核酸類藥物小干擾RNA(Small interference RNA，siRNA)為內源性非編碼雙鏈RNA片段，其長度為21～25 nt，通過多部分核酸酶(Multicomponent nuclease，RISC)降解和它同源的靶mRNA，抑制該基因在細胞內的翻譯和表達。研究[30]證實了siRNA能有效抑制胰腺癌細胞VEGF的表達，并能在體外抑制人胰腺癌細胞株PANC-l細胞的生長。近來，Song等[31]通過將siRNA-VEGF和siRNA-survivin轉染人胰腺癌細胞株PANC-1(Human pancreatic cancer cell，PANC-1)構建轉染細胞系(Panc-1/survivin-shRNA and Panc-1/ VEGF-shRNA)。觀察發現轉染細胞系的VEGF與survivin表達明顯下調，PANC-1細胞和人臍靜脈內皮細胞(Human umbilical vein endothelial cell，HUVEC)凋亡顯著增多，認為通過聯合抑制Survivin和血管內皮生長因子可作為治療胰腺癌的一個新方案。

4.4 沙利度胺(Thalidomide)Thalidomide是一種谷氨酸衍生物，可下調VEGF而抑制血管的生成，研究[32]發現用不同濃度沙利度胺干預人胰腺癌細胞株Patu-8988細胞，生長抑制率、G0/G1期細胞比例和細胞凋亡率均顯著高于溶劑對照組(P＜0.05)，VEGF異構體VEGF121、VEGF165mRNA表達顯著低于溶劑對照組(P＜0.05)，認為沙利度胺能直接抑制癌細胞增殖、誘導細胞周期G0/G1期阻滯和早期凋亡以及通過抑制VEGF轉錄而抑制腫瘤血管發生。

5 展望

胰腺癌是消化道腫瘤中惡性度高且預后最差的一種腫瘤，傳統治療方法如手術、化療和放療等手段已難以提高其臨床療效，未來的希望寄托在基礎研究的突破。隨著VEGF與胰腺癌關系的逐步深入研究，顯現出VEGF在胰腺癌的診斷、預后判斷和靶向治療中的應用價值。VEGF途徑抑制物已被驗證是癌癥治療中一種新的重要的治療手段。越來越多的VEGF/VEGR靶向藥物正在進行臨床前期和臨床早期研究，希望將來可應用于臨床切實提高胰腺癌的療效。靶向藥物將在胰腺癌治療中產生廣闊的應用前景，如何為患者選擇合適的個體化治療，如何聯合多種靶向藥物進行治療將是今后新的研究方向。

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Research progress of vascular endothelial growth factor in pancreatic carcinoma.

YANG Xiao-qiu,TAN Shun.

Department of Pathology,Affiliated Haikou Hospital of Xiangya School of Medicine,Central South University,Haikou 570208,Hainan,CHINA

In the growth and metastasis process of pancreatic carcinoma,angiogenesis is a vital step which makes the tumor have the ability of metastasis from a small nodule.Vascular endothelial growth factor(VEGF)is viewed as a crucial driving factor and the major regulator in the process of angiogenesis.With the deepening research of the mechanism of VEGF pathway,studies on VEGF and pancreatic cancer have become a focusing topic.Therefore,the relationship between VEGF and pancreatic carcinoma is reviewed in this article.Then,we summarized the recent findings from the following aspects:the characteristics of VEGF(including the structure and function,modulating factors and regulation mechanism),the clinical significance of VEGF and anti-VEGF therapy in pancreatic carcinoma.

Vascular endothelial growth factor(VEGF);Pancreatic carcinoma;Anti-VEGF therapy

R735.9

A

1003—6350（2014）08—1157—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2014.08.0448

2013-10-13)

楊小秋。E-mail：smallwp@126.com