血管内皮生长因子-C与胰腺癌淋巴管生成及淋巴结转移关系研究进展

高 峰 综述,孙治君审校

(重庆医科大学附属第二医院乳腺、胰腺、甲状腺外科 400010)

胰腺癌(pancreatic cancer)是一种起病隐匿、进展迅速、恶性程度极高、治疗效果及预后极差的消化道恶性肿瘤,被称为“癌中之王”,其发病率近年呈上升趋势。在美国,胰腺癌列为癌相关死亡第4位。胰腺癌在明确诊断后平均生存时间为3～8个月。由于胰腺癌侵袭性高、诊断困难、缺乏有效治疗,仅5%的患者生存期超过5年[1]。研究发现胰腺癌早期即发生淋巴结转移,是导致其预后极差的主要原因之一[2]。淋巴结转移的胰腺癌患者平均5年生存率只有0%～7.8%。因此研究胰腺癌的淋巴结转移机制已成为临床进行胰腺癌防治的迫切需要。近年研究发现血管内皮生长因子-C(vascular endothelial growth factor-C,VEGF-C)在胰腺癌淋巴管生成、淋巴结转移等方面起重要作用,是目前被认为与癌的淋巴管生成及淋巴结转移有关的重要因子,主要通过其特异性受体flt-4(VEGFR-3)发挥作用,介导胰腺癌淋巴管生成,与胰腺癌淋巴扩散及淋巴结转移有关。本文综合近年文献,就VEGF-C与胰腺癌淋巴结转移关系综述如下。

1 VEGF-C概述

1.1 VEGF-C基因结构、表达及分子结构特征 VEGF-C属于血管内皮生长因子/血小板源生长因子(VEGF/PDGF)家族成员,于1996年被Joukov等从人前列腺癌细胞系PC3中分离纯化,是最早被发现的促淋巴管生成因子。VEGF-C与VEGF-A有大约30%的同源性,通过与其VEGFR-3结合,诱导淋巴管特异性淋巴内皮过度增殖。人类的VEGF-C基因定位于染色体4q34,长度为40 kb,含有7个外显子。其中外显子3和4编码VEGF同源区,外显子5和7编码富含半胱氨酸的C6C10CRC型的基序,外显子6编码丝蛋白典型的C10CXCXC基序。VEGF-C基因的上游启动序列包括SP-1、AP-2、NF-κ B等转录因子的结合位点,但无 TATA盒。VEGF-C mRNA主要表达于胚胎及成人淋巴结、心脏、胎盘、小肠、甲状腺和卵巢,少量表达于肺、胸腺、前列腺和外周血白细胞等。近年研究发现VEGF-C广泛表达于多种人类肿瘤,研究证实在胃癌、胰腺癌、口腔癌、非小细胞肺癌、淋巴瘤、结直肠癌、肝细胞癌、肾透明细胞癌、部分肉瘤、恶性黑色素瘤、白血病细胞及乳腺癌组织中均存在VEGF-C。并且VEGF-C在肿瘤灶的不同部位其表达水平也不相同,VEGF-C在位于肿瘤边缘区的组织中的表达水平明显高于肿瘤中心。

人类VEGF-C由419个氨基酸残基构成,包括N-端信号序列区、N-端前肽区、VEGF同源区和C-端前肽区。VEGF-C属分泌性多肽,经蛋白水解加工,形成以一个多肽链的C-端前肽和另一个多肽链的N-端经二硫键连接的同源二聚体,可与相应的受体结合发挥生物学效应。

1.2 VEGF-C 的调控 研究表明 PDGF、EGF、TNFα、IL-1α、IL-6、HIF-1α、COX-2等能上调 VEGF-C的表达,而糖皮质激素可下调VEGF-C的表达。最近研究表明缺氧可诱导高水平VEGF-C和(或)VEGFR-3在静脉内皮细胞表达[3]。Zhang等[4]研究发现VEGF-C在COX-2介导下过度表达,促进胃癌患者淋巴管生成、淋巴结转移。Katsuta等[5]发现 HIF-1α和VEGF-C mRNAs在5种食管鳞癌细胞株中均有表达,48例食管鳞癌手术标本中HIF-1α阳性率为70.8%,VEGF-C阳性率为60.4%。表明HIF-1α通过诱导食管鳞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)中VEGF-C的表达而促进淋巴转移。Yano等[6]研究发现,在雄激素非依赖型前列腺癌细胞中,糖皮质激素通过糖皮质激素受体途径显著下调VEGF-C基因表达及蛋白生成,从而抑制肿瘤淋巴管生成。该过程可完全被糖皮质激素受体拮抗剂逆转。

1.3 VEGF-C受体及作用 VEGF-C的受体有VEGFR-2和VEGFR-3两个,位于细胞膜表面,都属于酪氨酸激酶受体类,具有受体酪氨酸激酶(RTK)活性。VEGFR-2在血管、淋巴管内皮细胞上均有表达。VEGFR-3在胚胎早期表达于血管内皮细胞,到胚胎后期和出生后仅表达于淋巴管内皮细胞。Yonemura等发现,在某些肿瘤组织中,VEGFR-3主要表达于淋巴管内皮细胞,少数表达于血管内皮细胞。VEGF-C与VEGFR-2结合,可促进血管内皮细胞增殖、迁移和血管生成。VEGFC/VEGFR-3通过丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase)和磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol-3 kinase)信号通路对人类淋巴管内皮细胞生长和存活起重要作用。

VEGF-C具有诱导淋巴管生成和血管生成的双重功能。近年来,人们更多关注的是VEGF-C在肿瘤淋巴管生成中的作用。多数研究证实VEGF-C诱导的肿瘤淋巴管生成是各类肿瘤淋巴结转移的重要机制。VEGF-C与 VEGFR-3结合诱导VEGFR-3酪氨酸激酶磷酸化,引起淋巴管内皮细胞增生,从而使淋巴管生成或扩张。VEGF-C表达促进肿瘤转移机制可能是促进淋巴管内皮增生和血管浸润,淋巴管数目增多,增大了肿瘤细胞与淋巴管内皮接触的表面积;增加脉管的通透性;改变淋巴管内皮黏附特性或表面趋化因子的表达。

2 VEGF-C与胰腺癌淋巴管生成及淋巴结转移的关系

2.1 VEGF-C在胰腺癌中的表达及调控 近年来,有关VEGF-C与胰腺癌淋巴转移的研究逐渐增多。国内报道相对较多,临床研究较实验研究为多。李凯等[7]用免疫组化SP法检测67例人胰腺癌组织,发现 VEGF-C阳性表达率为64.2%。VEGF-C的表达和胰腺癌分化程度、区域淋巴结转移、远处转移均呈显著相关(P＜0.05),且胰腺癌微淋巴管密度(LVD)与 VEGF-C的表达程度明显相关(P＜0.01)。VEGFR-3不仅在肿瘤淋巴管内皮细胞上表达,还在部分肿瘤血管内皮细胞上表达。表明VEGF-C通过其受体VEGFR-3促进胰腺癌淋巴管生成、区域淋巴结转移。胡安国等[8]用免疫组化法检测30例胰腺癌组织,发现胰腺癌VEGF-C蛋白阳性表达率为73.0%,且表达具有异质性,肿瘤周边部位显著高于肿瘤中心部位,其表达与肿瘤的部位、分化程度、组织学类型无关,与肿瘤的TNM分期有关,Ⅲ～Ⅳ期显著高于Ⅰ～Ⅱ期。在VEGF-C蛋白阳性组,淋巴结转移均显著增多。表明VEGF-C与诱导胰腺癌淋巴管生成,促进肿瘤细胞淋巴结转移有关。何军等[9]用免疫组化法观察33例人胰腺癌标本,发现VEGF-C、VEGFR-3在胰腺癌组织中的表达比例较在癌旁正常胰腺组织中的表达比例明显增高,且VEGF-C的表达在淋巴结转移阳性组明显高于淋巴结转移阴性组。胰腺癌组织中VEGF-C的表达与患者的年龄、性别、远处转移无关。VEGFC有可能通过与VEGFR-3结合促进癌组织中淋巴管生成。雷春等[10]运用免疫组化法检测30例胰腺癌、癌旁组织、正常胰腺组织中VEGF-C蛋白表达。结果表明VEGF-C蛋白在胰腺癌中阳性表达率为70.0%,且在胰腺癌、癌旁组织、正常组织中的表达呈下降趋势。VEGF-C表达与淋巴结转移、临床病理分期呈正相关性(P＜0.05),与胰腺癌组织学分化程度呈负相关(P＜0.001)。VEGF-C表达与胰腺癌淋巴转移、肝转移、组织学分化程度、肿瘤大小以及胰腺癌TNM分期有关,但与患者年龄、性别无关。牛作兴等[11]运用免疫组化法检测40例胰腺癌组织,发现 VEGF-C蛋白阳性表达率为72.5%,肿瘤周边部位显著高于肿瘤中心部位,且VEGF-C蛋白阳性组淋巴结转移增多。说明VEGF-C的表达与胰腺癌的浸润转移能力有关。Tang等[12]用Northern blot法发现在所有正常和胰腺癌组织标本中,均有1个2.4 kb VEGF-C mRNA转录片段表达,且 VEGF-C mRNA在胰腺癌组织标本中增加了3.6倍,表明VEGF-C在胰腺癌中过度表达。VEGF-C在正常组织和癌组织标本中分布不同,在正常胰腺组织,VEGF-C在胰岛相当丰富,较少表达于胰管细胞,偶尔表达于腺泡细胞。相反,VEGF-C在胰腺导管样癌细胞中表达丰富。单变量分析示胰腺癌细胞VEGF-C表达与肿瘤大小、淋巴结转移相关。尽管VEGF-C阳性患者生存时间缩短,但无统计学意义(P＞0.05),VEGF-C不是独立预后指标。Zhang等[13]用免疫组化法研究30例胰腺腺癌(pancreatic adenocarcinoma,PAC)组织标本,发现 VEGF-C阳性表达率为 73.0%,在肿瘤中央VEGF-C蛋白阳性表达率为30.0%,显著低于肿瘤周边部位(73.3%)。肿瘤周边VEGF-C表达与PAC淋巴结转移和患者预后显著相关。Kurahara等[14]研究58例胰头癌患者,发现肿瘤周边VEGF-C和VEGF-D高表达组较低表达组淋巴结转移发生率显著增高。肿瘤周边VEGF-C和VEGF-D均高表达组胰头癌患者5年生存率显著低于低表达组。表明胰头癌患者肿瘤周边VEGF-C和VEGF-D表达与淋巴结转移和预后显著相关。Schneider等[15]研究胰腺癌手术标本和胰腺癌细胞株,发现肿瘤内部淋巴管常常塌陷,且无功能。而肿瘤周围淋巴管扩增,转移灶内可见大量淋巴管;VEGF-C在胰腺癌组织及胰腺癌细胞株表达丰富,VEGFR-3表达于肿瘤基质细胞。胰腺癌细胞分泌的VEGF-C以旁分泌方式作用于肿瘤基质细胞VEGFR-3,促进局部肿瘤生长,导致淋巴管稳定性丧失,有助于癌细胞进入肿瘤周围淋巴管;VEGF-C的表达和胰腺癌患者的预后无相关性。Ochi等[16]用酶联免疫吸附法检测胰腺癌细胞株VEGF-C的分泌,并检测不同细胞株在体外对淋巴管内皮细胞(lymphatic endothelial cells,LECs)的影响。发现VEGF-C mRNA表达于细胞株 MIAPaCa-2、PANC-1、SW1990和 Capan-2V,而 BxPC-3无表达。重组人 VEGF-C(recombinant human VEGF-C,rVEGF-C)呈剂量依赖性增加LECs迁移的数量,并证实胰腺癌细胞株分泌VEGF-C与肿瘤淋巴管生成相关。

目前大多数临床及实验研究结果认为:(1)VEGF-C在人胰腺癌组织、胰腺癌细胞株中的阳性表达率及水平明显增高,VEGF-C阳性表达组淋巴结转移增多,且胰腺癌淋巴结转移组VEGF-C表达显著高于无转移组,说明VEGF-C与胰腺癌淋巴结转移有关;(2)VEGF-C在肿瘤周边部位表达显著高于肿瘤中心部位,与肿瘤周围淋巴管增殖有关;(3)VEGF-C与肿瘤大小、临床病理分期有关;(4)VEGF-C与患者的性别、年龄、肿瘤部位差异无统计学意义;(5)VEGF-C通过与VEGFR-3结合促进胰腺癌淋巴管生成及淋巴结转移;(6)VEGF-C与胰腺癌组织分化程度、类型,远处转移、判断预后等方面的关系各家报道不一。

研究发现IL-1α和IL-6均可刺激胰腺癌细胞VEGF-C基因明显增加,是胰腺癌细胞合成和分泌VEGF-C的调节因子[17]。另外,胰腺癌VEGF-C表达及作用机制可能受肿瘤细胞局部微环境所调控。韩保卫等[18]研究VEGF-C反义寡核苷酸对胰腺癌原位种植瘤模型中PANC-1细胞凋亡的影响,发现通过反义寡核苷酸技术特异性下调自发性淋巴结转移灶和原发灶胰腺癌细胞VEGF-C的表达水平,结果显示对各自生物学行为的影响却不同。淋巴结转移灶胰腺癌细胞的凋亡率明显增加,而原发灶胰腺癌细胞的改变却不明显。认为VEGF-C在胰腺癌淋巴结转移中扮演着特殊的角色[18],即VEGF-C表达及作用机制可能受肿瘤细胞局部微环境所调控[19],符合Paget′s的肿瘤“种子和土壤”学说。

2.2 VEGF-C与胰腺癌淋巴管生成及淋巴结转移的机制 研究表明,VEGF-C及其受体VEGFR-3在人胰腺癌中过度表达是普遍现象,且有助于淋巴管生成和转移。Tang等[12]研究认为VEGF-C是淋巴管内皮细胞特异有丝分裂原,在胰腺肿块内VEGF-C以旁分泌和自分泌方式作用于淋巴管内皮细胞,导致癌细胞淋巴管侵袭增加和淋巴结转移。淋巴管生成活跃的癌肿很容易通过淋巴管系统转移扩散。因为淋巴管内皮连接不紧密,基底膜不连续,肿瘤细胞仅需黏附到淋巴内皮细胞,通过淋巴管内皮细胞之间的细胞内间隙迁徙,有助于胰腺肿瘤生长和淋巴结转移。胰腺癌由于肿瘤压迫或堵塞胰腺导管,常合并慢性胰腺炎;炎细胞和癌细胞分泌IL-1α和IL-6促进癌细胞生成VEGF-C,有助于胰腺癌淋巴结转移和疾病进展[17]。

综上所述,大多数研究认为VEGF-C促进胰腺癌淋巴管生成及淋巴结转移可能机制为VEGF-C通过其受体VEGFR-3促进胰腺癌淋巴管生成、淋巴结转移;与其他恶性肿瘤淋巴结转移有良好的一致性。

3 结 语

目前多数研究认为胰腺癌VEGF-C过度表达与淋巴管生成和淋巴结转移显著相关,VEGF-C可作为判断胰腺癌淋巴管生成及淋巴结转移的有效指标。另外,研究发现VEGF-C的靶向干预可抑制转移淋巴结中胰腺癌细胞的生长、诱导淋巴结转移灶中胰腺癌细胞的凋亡、降低区域淋巴结转移率[18]。Li等[20]发现用VEGF-C反义寡核苷酸干预可以显著降低胰腺癌裸鼠原位种植瘤模型VEGF-C的表达水平,并对淋巴管生成有抑制作用。Ochi等[16]发现重组人 VEGFR-3/Fc复合体(rVEGF R3/Fc chimera)可显著抑制胰腺癌VEGF-C诱导的淋巴管内皮细胞迁移。因此,针对 VEGF-C、VEGFR-3及其信号通路的靶向干预可抑制胰腺癌淋巴管生成及淋巴结转移,为胰腺癌治疗提供新的思路和方法。

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