VEGFR抑制劑在宮頸癌放射治療中的應用研究

王智，朱巍

1包頭醫學院研究生學院，內蒙古 包頭 014060

2包頭市中心醫院腫瘤科，內蒙古 包頭 014040

2012年全球范圍內欠發達地區共有445 000例宮頸癌新發病例，居女性腫瘤第2位；發達地區共有83 000例宮頸癌新發病例，居女性腫瘤第11位；共有266 000例宮頸癌患者死亡，占所有女性腫瘤患者總死亡人數的7.5%，其中87%死亡發生在欠發達地區，而這與較高的HPV感染率有關[1]。

1 宮頸癌的治療現狀

對于早期宮頸癌患者，行根治性子宮切除術與放射治療的生存率相似[2]。研究表明，具有高風險腫瘤特征（淋巴結受累、切緣陽性、腫瘤宮旁擴散）的宮頸癌患者可以從術后輔助治療中獲益，但具有中度風險的宮頸癌患者的術后輔助治療目前仍存在爭議[3]。Galic等[4]對IB～ⅣB宮頸癌患者輔助放射治療的效果進行研究，結果發現對于早期（IB1～ⅡA期）宮頸癌患者，腺癌患者的預后明顯差于鱗狀細胞癌患者；而對具有中度風險的早期宮頸癌患者行術后輔助放射治療，腺癌及腺鱗癌患者的復發率可以由44%降至9%，鱗狀細胞癌患者的復發率可以從28%降至20%。表明腺癌作為宮頸癌的一個特殊病理分型，可能從術后輔助放射治療中獲得最大的益處。因而，在臨床工作中，醫師在制訂治療計劃時應考慮患者的組織學特征，針對宮頸腺癌及早期宮頸癌患者，應通過手術治療并酌情輔以術后放療。

張美琴和陳鳴之[5]研究表明，在可行手術治療的176例早期宮頸癌患者中，24.4%（29/119）的患者有淋巴管受累，而49.2%（60/122）的患者腫瘤浸潤宮頸肌層深度≥1/2。按照美國國立綜合癌癥網絡 （National Comprehensive Cancer Network，NCCN）指南推薦，放射治療并輔助順鉑為基礎的增敏化療為局部晚期宮頸癌的主流治療方案。因而，有50%以上的宮頸癌患者術后需要接受輔助放射治療[6]。Galic等[4]研究顯示，ⅢB期宮頸鱗狀細胞癌患者的5年生存率為31.3%，高于宮頸腺癌患者的20.3%，差異有統計學意義（P=0.014）；對于晚期（ⅡB～ⅢA期）宮頸癌患者，腺癌患者的病死率（HR=1.21，95%CI：1.10～1.32）高于鱗狀細胞癌患者（HR=1.03，95%CI：0.91～1.18），且宮頸腺癌患者的總體生存率較低（OR=1.22，95%CI：1.13～1.33）。其中一個重要的原因為不同組織類型的晚期宮頸癌患者接受放化療治療的療效不同，雖然該研究缺乏化療相關數據，但進行了敏感性分析，結果顯示：即使在調整其他人口統計學和治療特征后，女性宮頸腺癌患者的生存率仍低于宮頸鱗狀細胞癌患者（P＜0.05）[4]。上述研究表明，晚期宮頸腺癌較宮頸鱗狀細胞癌的惡性程度更高。

調強放射治療（intensity-modulated radiationtherapy，IMRT）是一種提供了用于保留推入并部分或完全進入關鍵結構的放療技術，其劑量計劃和治療實施使用逆向或前向計劃用于調制光束傳輸，并使用二元準直器或傳統的多葉準直器（multi-leaf collimator，MLC）系統、滑動窗口（動態MLC）或步進和射擊（分段MLC）模式，具有更多的保形劑量分布的輻射場，能夠覆蓋足夠的靶器官和淋巴結，為關鍵器官提供更多的有效保護，而且該方式還可以減少放療相關不良反應的發生。目前，IMRT已成為臨床治療盆腔惡性腫瘤的常用手段之一。與傳統放療技術相比，IMRT具有更長的治療時間，并且還能保護正常器官的功能，患者的耐受性較好，因而推進了其在宮頸癌輔助放療中的應用[7]。

2 宮頸癌細胞的分子學特征

宮頸腺癌與宮頸鱗狀細胞癌的發病機制不同。基因表達陣列分析表明，根據宮頸癌的表達特征可以對腺癌和鱗狀細胞癌進行可靠區分[8-9]。霍爾及其同事設計的基因檢查算法可以正確地分類肺鱗狀細胞癌和肺腺癌，表明基因表達圖譜對腫瘤的影響遠遠超過組織學。相關研究顯示，生長抑制基因如NOGOR在宮頸腺癌患者中的甲基化水平較高，但在宮頸鱗狀細胞癌患者中并未出現甲基化[10]。而且，宮頸腺癌與宮頸鱗狀細胞癌的人乳頭狀瘤病毒（human papilloma virus，HPV）感染情況也不相同。雖然HPV16和HPV18感染與宮頸癌的發生有關，但HPV18感染在宮頸腺癌中較宮頸鱗狀細胞癌更常見[11-12]。早期和晚期宮頸腺癌患者的預后較宮頸鱗狀細胞癌患者差的原因可能有以下兩點：①臨床對宮頸腺癌的篩查效果較差，因而宮頸腺癌患者確診時多為晚期。②宮頸腺癌細胞較宮頸鱗狀細胞癌細胞更易轉移到區域淋巴結。但相關研究表明，早期宮頸腺癌和宮頸鱗狀細胞癌患者行根治性子宮切除術后盆腔淋巴結轉移率無差異[13]。上述研究表明，宮頸鱗狀細胞癌及宮頸腺癌在分子水平上存在差異，因而導致兩者的預后不同。雖然目前的篩查和管理指南并未重點考慮宮頸癌的組織學特征，但通過認識腺癌的不同特征，了解其組織學特異性，可能為提高宮頸癌的治療效果提供依據。

3 宮頸癌細胞的體外研究

Kim等[14]對基因工程干細胞治療宮頸癌HeLa細胞的療效進行研究，通過調整HeLa細胞與各種基因工程干細胞的比例（HeLa細胞與基因工程干細胞的比例分別為3∶1、1∶1、1∶3、僅基因工程干細胞），對細胞進行共培養，并對5-氟胞嘧啶處理后各組細胞的活力進行檢測，結果發現，當HeLa細胞與基因工程干細胞的比例為3∶1時，HeLa細胞的細胞活力不會因基因工程干細胞類型的改變而發生變化；但當基因工程干細胞比例增多時，其抗癌作用增強，其中HB1.F3.CD.IFN-β細胞的該種趨勢較HB1.F3.CD細胞更明顯。該研究還發現，GESTECs細胞、HB1.F3.CD細胞和HB1.F3.CD.IFN-β細胞的抗腫瘤作用較強，其中同時表達胞嘧啶脫氨酶（cytosine deaminase，CD）、干擾素-β（human interferon-beta，IFN-β）的 HB1.F3.CD.IFN-β細胞的抗腫瘤作用高于僅表達CD的HB1.F3.CD細胞。此外，細胞遷移實驗結果顯示，GESTECs細胞可以選擇性地向宮頸癌HeLa細胞遷移，而其腫瘤趨向性主要由血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）誘導。提示基因工程干細胞的趨化作用可能與HeLa細胞浸潤轉移能力有關，而VEGF可能為關鍵作用因子。

Shi等[15]對血管內皮生長因子C（vascular endothelial growth factor C，VEGFC）和血管內皮生長因子受體-3（vascular endothelial growth factor receptor-3，VEGFR-3）在宮頸癌細胞系中的表達情況進行分析，并探討了VEGFC與環氧化酶（cyclooxygenase，COX）的相關性，結果顯示VEGFC在宮頸癌細胞中的表達水平較低，而VEGFR-3在宮頸癌細胞中的表達水平相對較高；研究還發現，COX-2的表達水平與VEGFC有關，重組人VEFGC可以增強HeLa細胞的增殖和侵襲能力，且其作用呈劑量依賴性；而COX-2特異性抑制劑NS398則可以明顯抑制HeLa細胞的侵襲能力。表明VEGFC、VEGFR-3在宮頸癌細胞的增殖和遷移過程中具有重要作用，而COX-2可能是VEGFC的調節因子。

4 血管生成抑制劑

4.1 血管生成抑制劑在抗宮頸癌中的作用

血管生成是一種生物學過程，其通常在發育或傷口愈合期間發生。研究表明，腫瘤細胞可以通過產生并分泌蛋白酶，促進自身的增殖、遷移及初級血管系統的形成[16]；同時，血管系統也可以通過向腫瘤細胞供應氧氣和營養物質而促進腫瘤進展[17]。近年來，分子靶向治療在惡性腫瘤的治療中備受關注，抗血管生成藥物通過增強惡性腫瘤的放療敏感性，在放射治療中發揮重要作用。VEGF家族及其相應受體為抗血管生成的靶分子，Avastin（VEGFA單克隆抗體）和Macugen（VEGF-165反義核苷酸）均已獲得美國食品和藥物管理局批準應用于臨床[18]。Loncaster等[19]對100例晚期宮頸癌患者進行研究，結果發現VEGF高表達與宮頸癌患者放射治療后的不良預后有關。Cooper等[20]對74例行放射治療的局部晚期宮頸癌患者進行研究，結果發現高血管密度宮頸癌患者放射治療后的5年生存率低于血管良性宮頸癌患者，提示腫瘤血管分布是宮頸癌患者放射治療后的重要預后因素。Hu等[21]采用RNA干擾技術敲低宮頸癌細胞中VEGF基因的表達，結果發現下調VEGF表達可以增強宮頸癌細胞的放療敏感性。Cao等[22]研究表明，在正常宮頸組織及宮頸癌組織中VEGF的表達呈階段性增加。缺氧誘導因子1（hypoxia-inducible factor 1，HIF-1）為VEGF轉錄陽性調節因子，其在受射線照射的腫瘤細胞中表達上調[23]。在腫瘤放射治療過程中，VEGF抑制劑和受體酪氨酸激酶抑制劑可以通過改善腫瘤細胞缺氧微環境，增加腫瘤細胞對放射治療的敏感性[24]。阿帕替尼（Apatinib）是一種酪氨酸激酶抑制劑，可以選擇性地抑制VEGF及VEGFR-2，并已在中國批準上市[23]。目前，靶向VEGF的抑制劑正在臨床試驗中，而類似的抑制劑尚待廣泛研究。

4.2 血管生成抑制劑在宮頸癌放療中的作用

研究表明，全球約有50%的腫瘤患者接受了放射治療[25]，而腫瘤患者從放射治療中獲益的原因可能為腫瘤細胞的分裂速度較正常組織細胞快，一定程度上限制了其DNA的修復能力，當接受放射治療后，腫瘤細胞沒有足夠的時間恢復而死亡[26]。但是部分腫瘤對放射治療具有抗性，甚至在行放射治療時部分腫瘤細胞的局部侵襲和轉移能力有所增強。已有研究顯示，放射治療可以增強胰腺癌、神經膠質瘤和直腸癌細胞的浸潤轉移能力，且與照射劑量密切相關[27-31]。近幾十年來，關于腫瘤增強放射治療的研究重點為腫瘤本身，很少有學者對腫瘤細胞與潛在微環境之間相互作用進行研究。腫瘤細胞的運動能力對其逃離射線照射主要區域及侵入周圍組織并擴散具有重要作用，而射線照射對導致腫瘤細胞轉移的微環境（如缺氧、纖維化的發展和免疫系統反應等）具有復雜的影響，其有時可能會對腫瘤細胞生長起到保護作用，如外泌體的產生[32]。

外泌體是由正常細胞和（或）腫瘤細胞釋放的由膜衍生的30～120 nm的小囊泡[33]。腫瘤細胞可以通過外泌體改變周圍受體組織的微環境，幫助其逃避免疫系統的監視，因而外泌體在腫瘤細胞的增殖、遷移及維持細胞轉移微環境中起著至關重要的作用[34]。研究顯示，外泌體運輸的各種蛋白質、脂質、微小RNA（miRNA）、信使RNA（mRNA）等均可參與腫瘤細胞的轉移及浸潤過程，而當腫瘤細胞受到放射線照射時，外泌體組成分會出現改變，以提升腫瘤細胞對放射線照射的抵抗性[35-36]。但目前關于受體細胞如何識別參與腫瘤進展的特定外泌體的研究仍尚少。宮頸癌細胞可以產生大量外泌體，這也是宮頸癌放射抵抗的原因之一。一項關于胃癌的研究表明，放射治療可以誘導HIF-1介導的VEGF表達，進而促進內皮細胞生長[24]。Li等[23]對VEGFR-2選擇性抑制劑阿帕替尼對胃癌細胞外泌體促進HUVEC細胞的增殖和遷移能力進行研究，結果發現VEGFR-2抑制劑阿帕替尼可以抵消胃癌細胞輻射誘導的以外泌體為驅動的內皮細胞的增殖、遷移和侵襲能力的增強，為VEGFR抑制劑在放療增敏以預防宮頸癌放療抵抗及轉移中的應用提供了理論依據。

4.3 血管生成抑制劑在宮頸癌化療中的作用

血管生成異常是包括腫瘤在內的多種疾病發生的關鍵因素，該過程較為復雜，涉及多個信號分子的高度調節的相互作用。促血管生成信號分子如VEGF及VEGFR-2等，在多種人類腫瘤中高表達，且在腫瘤新血管生成中具有重要作用[37]。由于血管系統在腫瘤的發生中具有重要作用，因而其已成為腫瘤治療的靶點之一。抗血管生成療法可以通過阻止腫瘤脈管系統的擴張，使腫瘤脈管系統正常化，進而改善腫瘤周圍血運狀況，使細胞毒性藥物能夠均勻地遞送至腫瘤組織核心，增強藥物的抗腫瘤效果。另外，抗血管生成療法還可以通過改善缺氧微環境和減少間質壓力，降低腫瘤細胞的化療耐藥性。上述研究提示，采用血管生成抑制劑靶向血管生成級聯中的多個分子，優化對血管生成的抑制，可能改善宮頸癌患者的臨床治療效果。

4.4 血管生成抑制劑、放療與腫瘤細胞凋亡的關系

放射治療時，放射線可以通過其生物學效應作用于腫瘤細胞的遺傳物質，引起DNA損傷，導致腫瘤細胞的細胞周期停滯，誘導腫瘤細胞凋亡。已有研究表明，通過血栓素（thromboxane，TSP）途徑也可以誘導腫瘤細胞凋亡[38]。TSP于1977年首次由Lawler等從凝血酶處理的血小板中發現，目前已經確定 TSP家族成員共有 5個（TSP1～5）[38]。TSP-1和TSP-2已被證明具有抗血管生成特性，而I型重復在TSP-1和TSP-2的抗血管生成特性中起主要作用。TSP-1可以由不同來源的各種內皮細胞合成和分泌，包括主動脈、靜脈、毛細血管和角膜內皮細胞以及成纖維細胞和平滑肌細胞。TSP-1和TSP-2均可通過直接作用于CD36、CD47和整聯蛋白調節VEGF的表達，進而抑制內皮細胞的增殖、遷移，促進細胞凋亡。阿帕替尼是一種VEGFR、VEGFR-2抑制劑，其可以通過抑制蛋白激酶B、細胞外信號調節蛋白激酶1/2的磷酸化，上調細胞周期抑制蛋白p21、p27的表達，并下調細胞周期蛋白cyclin B1與細胞周期蛋白依賴性蛋白激酶的表達，使細胞周期阻滯于G2/M期。Sun等[39]研究表明，阿帕替尼可以通過線粒體途徑誘導腫瘤細胞凋亡。但研究顯示，阿帕替尼治療過程中可能出現不同程度的不良反應，其中1～2級不良反應（包括繼發性高血壓、手足綜合征、蛋白尿、疲勞、黏膜炎、貧血、白細胞計數減少、血小板計數減少、膽紅素增加、轉氨酶升高、腹瀉、嘔吐和皮疹）較多，并且耐受性良好。由于阿帕替尼的臨床應用時間尚短，因此藥物相關不良反應及藥物間的相互作用尚無大樣本的臨床數據支撐。

上述研究提示，宮頸癌患者可能從VEGFR抑制劑聯合放療或化療中獲益，其可能原因為：①抗腫瘤血管生成；②使腫瘤細胞DNA雙鏈斷裂；③抑制腫瘤細胞增殖；④促進腫瘤細胞凋亡；⑤促使腫瘤內血管正常化，增加放化療的敏感性；⑥改善腫瘤內部低氧狀態，改變腫瘤微環境；⑦抑制腫瘤細胞的侵襲和遷移能力，降低腫瘤復發率。另外，上述研究還提示，放療聯合VEGFR抑制劑治療可能在抑制宮頸腺癌轉移方面具有更好的療效。針對宮頸癌患者，聯合VEGFR抑制劑的綜合治療是否會導致不良反應增加的問題尚未明確。而宮頸癌患者放射治療后，局部組織常會出現組織壞死出血，與阿帕替尼聯用是否會出現出血加重，聯用相關藥物后放射劑量及阿帕替尼劑量是否需要調整，增敏劑順鉑是否需要調整劑量，療效提升是否有臨床統計學意義等問題仍需要大樣本研究來進一步明確。

目前，晚期宮頸癌的放化療治療效果仍不夠不

6 小結

理想，化療藥物引起的嚴重不良反應、腫瘤耐藥、放射治療后新血管生成導致的放療抵抗等均為宮頸癌細胞生長、轉移的重要因素，嚴重影響了患者的預后；長期接受治療會導致宮頸癌患者的治療依從性大大降低。抗血管生成治療為臨床治療宮頸癌的一大熱點，其聯合放射治療或化療的應用得到越來越多的認同，或將成為宮頸癌治療的另一重要手段。