武麗
摘 要:血管生成是一個復雜的生物學過程,與血管病理性再生相關的疾病有很多,如癌癥,動脈粥樣硬化,關節(jié)炎,肥胖,肺動脈高壓,糖尿病性視網(wǎng)膜病。這些疾病影響著全球近10%的人口。許多科學家致力于尋找新的治療藥物,抑制病理性血管生成。自1971年以來,人們認為腫瘤的生長是依賴血管生成的,且抑制其血管再生可能可以治療腫瘤。在已批準的藥物的列表中已經(jīng)添加了一些新的抗血管再生藥物,并且已有許多新的抗血管生成藥物正在臨床試驗中。本文綜述了抗血管生成治療的一些進展。
關鍵詞:血管生成;腫瘤;酪氨酸激酶抑制劑
從胚胎發(fā)育到成年,血管供應氧和養(yǎng)分、去除分解代謝廢物,發(fā)揮了重要的生理作用,同時血細胞還起到了免疫監(jiān)視的作用[1,2],這也就導致了許多與血管再生相關的疾病[3,4]。這些疾病可以分成兩類:一類是血管再生不足,包括疾病,如心肌急性心肌梗死,中風,神經(jīng)變性或肥胖相關性疾病,需要促血管生成治療;而另一類是血管過度再生,包括癌癥,眼科新生血管性疾病,這些需要抗血管生成治療。促血管再生治療的藥物所取得的臨床意義及其有限,而抑制血管再生的藥物取得了很大療效。
1血管生成
功能性血管生成通過生長因子家族,及其相關受體,許多類型的細胞,并且需要某些特殊條件的存在,比如缺氧[5]。了解這一過程就為我們抑制血管生成提供了基礎。
2 血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)家族
血管內(nèi)皮生長因子(也稱為VEGF-A)是VEGF家族的主要成員,在血管生成中起主要作用,通過與其兩種受體的結合來發(fā)揮作用:血管內(nèi)皮生長因子受體1(VEGFR-1,也稱為FLT-1)和VEGFR-2(也稱為KDR或的Flk-1)。后者在內(nèi)皮活化中起著主要作用,神經(jīng)纖毛蛋白(NRP)受體1和2作為輔助受體可以增強VEGFR-2的活性[6] 。VEGF- C是VEGFR-2和VEGFR- 3受體的配體。它在刺激內(nèi)皮細胞變形中起著重要作用,可以刺激內(nèi)皮細胞具有浸潤性,并伸出絲狀偽足,驅(qū)動新的血管的形成[7] 。 VEGFR-3在胚胎發(fā)育早期血管形成過程中發(fā)揮作用。
胎盤生長因子(PlGF )僅在病理情況促進血管再生[8-10] ,可以激活受體VEGFR - 1 ,直接或間接刺激血管生成。PlGF能夠刺激骨髓再生的內(nèi)皮祖細胞[ 11 ]。在臨床前研究中觀察到,PlGF和VEGF-B可以刺激新血管生長,并且不會產(chǎn)生不利的影響,如增加組織滲透性[12,13]。VEGFR-1在血管生成方面的功能仍然是最難以捉摸的,它可能在不同的細胞類型表達,是由三個激活的 VEGF家族的成員:VEGF-A,VEGF-B,PlGF表達的[14]。
3 血小板衍生生長因子(PDGF)家族
血管再生是由成熟的動脈血管通過出芽再生血管的, FGF是發(fā)現(xiàn)最早的血管生成因子,這個家庭的其他成員,如FGF1和FGF9,具有促進動脈血管生成的作用。通過FGF受體(FGFR)的活化,通過促進血管生成因子的釋放或者直接刺激血管內(nèi)皮細胞促進血管再生。已有研究證實FGF可以促進腫瘤血管生成[15]。所以降低FGF水平,有可能可以抑制腫瘤的發(fā)展。
4 鈣粘蛋白家族
在血管中,內(nèi)皮細胞之間的相互連接的細胞是至關重要的,血管內(nèi)皮細胞鈣粘蛋白是非常重要的內(nèi)皮細胞粘附分子。鈣粘蛋白還可通過VEGFR-2和TGFR途徑促進血管的穩(wěn)定[16]。鈣粘蛋白是收到氧濃度的調(diào)節(jié),使血管灌注成為調(diào)節(jié)鈣粘蛋白表達的重要因素。鈣粘蛋白在相鄰細胞之間通過內(nèi)吞作用對血管生成刺激起反應。
抗血管生成治療在臨床上的獲益是延長在晚期腫瘤患者的生存期,如大腸,肺,腎,胰腺,神經(jīng)內(nèi)分泌和卵巢癌癥患者。但許多癌癥療法對總體生存時間的影響有限。過去的30年,貝伐單抗,曲妥珠單抗在Ⅲ期臨床試驗中顯示分別增加總生存期只有12 %左右 [17 ] 。腫瘤能夠耐受血管生成抑制劑的存在,使得抗血管再生治療效果較差。傳統(tǒng)觀念下,耐藥是通過基因突變或改變藥物的攝取和排出來實現(xiàn)的,然而抗血管再生藥物阻斷血管內(nèi)皮生長因子,可加重缺氧,導致PlGF,F(xiàn)GFs等血管生成因子表達上調(diào),從而刺激那些促進血管生成的骨髓細胞增殖,這些反應反而促進腫瘤血管再生。正由于這個原因,許多專家懷疑抗血管生成治療是否會導致更多侵襲性和轉(zhuǎn)移性腫瘤。這就為未來的抗血管生成藥物治療提出了新的挑戰(zhàn),抗VEGF藥物和重組蛋白是否需要用組合化療,使用劑量和持續(xù)時間都沒有經(jīng)過臨床優(yōu)化,總之,從第一個十年的抗血管生成療法的臨床資料中,我們知道人們對血管生成的治療作用的認識正在進一步深入。
參考文獻
1. Folkman J, Shing Y. Angiogenesis. J Biol Chem 1992; 267:10931-10934.
2. Carmeliet P. Angiogenesis in health and disease. Nat Med 2003;9:653-660.
3. Ferrara N, Kerbel RS. Angiogenesis as a therapeutic target. Nature 2005;438:967-974.
4. Carmeliet P. Angiogenesis in life, disease and medicine. Nature 2005;438:932-936.
5. Carmeliet P, Jain RK. Molecular mechanisms and clinical applications of angiogenesis. Nature 2011;473:298- 307.
6. Tugues S, Koch S, Gualandi L, Li X, Claesson-Welsh L. Vascular endothelial growth factors and receptors: anti-angiogenic therapy in the treatment of cancer. Mol Aspects Med 2011;32:88-111.
7. Tvorogov D, Anisimov A, Zheng W, et al. Effective suppression of vascular network formation by combination of antibodies blocking VEGFR ligand binding and receptor dimerization. Cancer Cell 2010;18:630-640.
8. Carmeliet P, Moons L, Luttun A, et al. Synergism between vascular endothelial growth factor and placental growth factor contributes to angiogenesis and plasma extravasation in pathological conditions. Nat Med 2001;7:575-583.
9. Gigante B, Morlino G, Gentile MT, Persico MG, De Falco S. Plgf-/-eNos-/- mice show defective angiogenesis associated with increased oxidative stress in response to tissue ischemia. FASEB J 2006;20:970-972.
10. De Falco S. The discovery of placenta growth factor and its biological activity. Exp Mol Med 2012;44:1-9
11. Tarallo V, Vesci L, Capasso O, et al. A placental growth factor variant unable to recognize vascular endothelial growth factor (VEGF) receptor-1 inhibits VEGF-dependent tumor angiogenesis via heterodimerization. Cancer Res 2010;70:1804-1813.
12. Luttun A, Tjwa M, Moons L, et al. Revascularization of ischemic tissues by PlGF treatment, and inhibition of tumor angiogenesis, arthritis and atherosclerosis by anti-Flt1. Nat Med 2002;8:831-840.
13. Bry M, Kivela R, Holopainen T, et al. Vascular endothelial growth factor-B acts as a coronary growth factor in transgenic rats without inducing angiogenesis, vascular leak, or inflammation. Circulation 2010;122:1725-1733.
14. De Falco S, Gigante B, Persico MG. Structure and function of placental growth factor. Trends Cardiovasc Med 2002;12:241-246.
15. Beenken A, Mohammadi M. The FGF family: biology, pathophysiology and therapy. Nat Rev Drug Discov 2009;8:235-253.
16. Dejana E, Tournier-Lasserve E, Weinstein BM. The control of vascular integrity by endothelial cell junctions: molecular basis and pathological implications. Dev Cell 2009;16:209-221.
17. Verma S, McLeod D, Batist G, Robidoux A, Martins IR, Mackey JR. In the end what matters most? A review of clinical endpoints in advanced breast cancer. Oncologist 2011;16:25-35.