血管内皮生长因子与非小细胞肺癌研究现状

吴德野

肺癌是一种高发病率的肿瘤，并且已成为癌症死亡的主要原因，其中，超过75%的是非小细胞肺癌，非小细胞肺癌的发生、发展、浸润及转移不仅依靠肿瘤细胞自身的生物学增殖特性，更依赖于从宿主环境中汲取营养，当肿瘤达1～2mm后，其依靠新生血管为其提供营养物质和代谢废物排出[1]，因此，新生血管是肿瘤生长的必要条件，同时也为肿瘤浸润提供途径。血管内皮生长因子是目前所知作用最强的促血管内皮生长的刺激因子，具有增加血管通透性，促进肿瘤血管形成等生物学功能，对肿瘤血管内皮细胞的增殖和迁移等发挥着重要作用。现就VEGF组织表达与非小细胞肺癌的相关研究报道如下。

1 VEGF结构及生物学功能

1989年Connolly[2]等，由正常垂体滤泡细胞中分离出了一种能选择性促进血管内皮细胞形成的蛋白质，称之为血管内皮生长因子(VEGF)。其基因定位于人类6号染色体p12～p21区，全长约28kb，由8个外显子及7个内含子组成，编码产物VEGF是一种同源二聚体糖蛋白，其结构具高度保守性，分子量为34～45kD。糖蛋白单体以二硫键形式结合。基因转录mRNA以不同的剪接方式形成6种亚型,其相应的碱基数为121、145、148、165、189、206。VEGF的作用通过其受体介导，目前已知受体至少有4种：flk1(KDR)、flt1、flt4及Neuropilin-1，前三种同属酪氨酸激酶受体的第3亚型，这些受体结构相似，各含有1个单链跨膜区、7个细胞外免疫球蛋白区和细胞内的激酶区。

生物学功能主要有：(1)促进血管形成的功能：作为特异内皮细胞分裂素，能直接促进内皮细胞分裂、增殖，体外促进细胞生长，并可诱导血管生成，目前研究表明，VEGF通过活化磷脂酶C和刺激第二信使形成直接促进血管内皮细胞的有丝分裂；诱导纤维蛋白溶解酶原的降解，参与细胞外蛋白水解和基底膜的降解，利于血管内皮细胞的迁移和增生。(2)增加血管通透性：VEGF作为最强的血管通透因子，迅速增加血管通透性，作用短暂而强大，使血浆蛋白包括纤维蛋白外渗，形成纤维素网络，为毛细血管延伸生长提供良好基质。(3)增加组织因子的产生：VEGF可直接改变内皮细胞基因表达，诱导内皮细胞表达血浆纤溶酶原激活剂(PA)及血浆纤溶酶原激活物抑制剂1(PAI-1)，该体系既调控蛋白水解，又参与细胞间的粘附，可促进细胞浸润，有利于血管形成。

2 VEGF与肺癌

2.1 VEGF在肺癌组织中的表达

研究发现，VEGF在NSCLC中异常表达显著高于良性及正常的肺组织，Sheng[3]等用免疫组化法检测98例肺癌的表达情况，阳性率达到51.0%，而在腺癌的表达又高于鳞癌。Fontanini[4]等发现，从正常粘膜到增生鳞状化生、不典型增生、原位癌，平均微血管数逐渐增加, 正常粘膜、增生及鳞状化生的平均微血管数明显低于不典型增生及原位癌。周围组织中仅23.8%(8/34)呈阳性表达。

2.2 肺癌患者血清VEGF含量变化

Trape[5]等采用ELISA法定量研究，显示肺癌患者血清VEGF水平显著高于良性疾病及健康人(P＜0.001)，以450ng/L为限，VEGF诊断的敏感性为62%，特异性为95%，从而认为血清VEGF水平对肺癌具有诊断价值。而Kopczynska E[6]等用相同方法研究，发现血清VEGF水平随临床分期上升有很明显升高(P＜0.0001)，提示血清VEGF水平可用于推测病情进展情况。

2.3 VEGF与肺癌临床分期的关系

目前大多数研究表明VEGF表达与临床分期有关，是一个能反映肺癌恶性程度的生物学指标，血清VEGF水平在肺癌Ⅰ～Ⅳ期中呈逐渐升高，尤其是Ⅳ期呈明显升高。Matsuyama[7]等以ELISA法检测49例不同类型的肺癌患者血清VEGF，发现进展期肺癌(Ⅲb～Ⅳ)患者血清VEGF水平明显高于早期肺癌患者，分别为(670.61±145.61，254.01±184.37)。也有文献报道血浆VEGF水平与肿瘤分期无关。

3 VEGF参与NSCLC浸润与转移的可能机制

肿瘤的增殖和转移依赖于血管生成，早期阶段肿瘤直径小于1mm以前, 肿瘤生长缓慢，肿瘤细胞只发生局部浸润和有限生长，并不发生转移。血管形成是NSCLC发展、转移的一个基本特征。动物实验结果也提示新生血管的结构和功能异常有利于肿瘤细胞“逃逸”而导致发生转移。1992年Macchiarini[8]等对87例NSCLC病人的研究发现MVD和MC高的病人发生转移的机会高于MVD和MC低的病人。Cong B[9]等研究报道，VEGF表达与NSCLC内MVD呈正相关，VEGF表达者MVD显著高于不表达者。Giatromanolaki A[10]等亦报道，MVD与肿瘤复发有显著相关性(P=0.0001)。另外，VEGF还能诱导bcl-2等抗凋亡因子表达，抑制血管内皮凋亡。

VEGF不仅能促进血管形成，而且通过旁分泌、自分泌机制促进肿瘤细胞增殖与转移。Padera[11]等将VEGF-C高表达的肺癌细胞系种植裸鼠后，局部浸润和淋巴结转移有明显增加(P＜0.001)，提示VEGF-C可作为淋巴管内皮细胞存活因子，并可诱导肿瘤边缘有功能的淋巴管表面积增大，使癌细胞有更多机会经淋巴管转移。

另外，VEGF可能抑制机体的免疫反应，促进恶性肿瘤的浸润与转移。研究发现非小细胞肺癌患者血浆VEGF浓度与外周血树突状细胞(DC)含量呈负相关(P＜0.0001)[12]。实验证实，核因子κB的亚基relB是DC发育成熟所必须，而VEGF通过flt-1受κ体抑制核因子κB的活性，影响了DC的成熟，导致功能缺陷性DC及无法诱导有效的抗肿瘤免疫反应。

4 VEGF与NSCLC的靶向治疗

VEGF过量表达在多种肿瘤生长和转移过程中起重要作用，可能机制为特异性作用于血管内皮细胞，引起内皮细胞分裂增殖并在体内诱导血管形成。因此，可通过阻断或干扰VEGF信号传导通路控制肿瘤生长，VEGF被认为是最有前途的抗肿瘤血管生成靶点[13]。Fontanini[16]等对73名NSCLC患者术后标本研究显示P53基因与NSCLC患者微血管计数相关，野生型P53基因下调VEGF表达，抑制血管生成而发挥抑癌作用。VEGF抗体可阻止NSCLC的发展，阻断VEGF受体Flt-1的活性可抑制肿瘤的血管形成和发展。目前已构建多种受体抑制剂(如PTK787、SU5416)等，多种VEGF抗体(如MV101、MV103及MV833)等。Klement[15]等动物实验研究显示VEGF受体(Flt-1)抗体联合低剂量化疗，能够直接抑制血管生成，使肿瘤的血管化程度减少，生长受抑制，且不增加毒副作用，也不产生耐药。Hasumi[14]等构建表达可溶形式的VEGF受体、Flt-1受体DNA腺病毒，并在体内外实验中证实该表达受体能够特异性与VEGF结合，阻断VEGF促内皮细胞增殖及血管生成作用，治疗肿瘤鼠后发现肿瘤生成受抑，细胞调亡增加。Margolin[17]等在体外动物模型中用重组人单克隆抗体(rhuMabVEGF)抑制VEGF引起的肿瘤血管形成加辅助化疗比单纯化疗法更有效的抑制实体性肿瘤。

已被FDA批准，用于晚期直肠癌联合治疗药物贝伐单抗(bevacizumab)，商品名阿瓦斯丁(Avastin)，是一种基因重组的人源性单克隆抗体，是通过和VEGF结合形成复合体，从而使VEGF不能和受体结合，抑制肿瘤血管的生成来达到治疗肿瘤的目的。血管内皮抑制素Endostatin的体外实验证明，其对接种Lewis肺癌小鼠有明显的抑瘤作用。免疫组化表明内皮抑素能阻断血管生成，并通过抑制血管生成使肿瘤处于休眠状态，从而起到抗肿瘤作用[18]。血管生成抑制剂有较好的特异性，剂量小，疗效高，不良反应少，不易发生耐药，目前已有近30种血管生成抑制剂分别进入Ⅰ～Ⅲ期临床试验。

5 VEGF表达与NSCLC预后

Ⅰ期、Ⅱ期非小细胞肺癌(NSCLS)根治手术后患者5年生存率为30%～70%，远处转移是影响生存率的主要因素，传统的TNM分期不能完全准确预测NSCLC患者的预后，寻找新的生物学指标刻不容缓。研究发现肿瘤新生血管的形成与肿瘤患者的预后密切相关。Yano[19]等对55例Ⅰ～Ⅲb期NSCLC患者肿瘤组织进MVD与淋巴结转移的关系研究中发现，MVD高水平表达与晚期病人淋巴结转移和早期复发有关。而且在腺癌类型中较高表达MVD者，其浸润性更强。Volm[20]等采用免疫组织化学方法对154例NSCLC检测VEGF表达，显示102例为弱表达。阳性患者中生存期较阴性者短，在多因素分析中，VEGF亦是一项独立的预后判断指标。

6 结语

VEGF与其受体特异性地结合能促进血管内皮细胞分化和生长，在NSCLC新生血管的发生、发展中起着重要的作用，与NSCLC的分期、转移和预后及治疗密切相关，因而，近年来，以VEGF为靶点的抗血管治疗已成为研究的热点，因此，深入研究VEGF在NSCLC发生、发展及转移中的作用及其机制，将为NSCLC治疗提供新的实验依据和思路。

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