VEGFR抑制剂在宫颈癌放射治疗中的应用研究

王智，朱巍

1包头医学院研究生学院，内蒙古 包头 014060

2包头市中心医院肿瘤科，内蒙古 包头 014040

2012年全球范围内欠发达地区共有445 000例宫颈癌新发病例，居女性肿瘤第2位；发达地区共有83 000例宫颈癌新发病例，居女性肿瘤第11位；共有266 000例宫颈癌患者死亡，占所有女性肿瘤患者总死亡人数的7.5%，其中87%死亡发生在欠发达地区，而这与较高的HPV感染率有关[1]。

1 宫颈癌的治疗现状

对于早期宫颈癌患者，行根治性子宫切除术与放射治疗的生存率相似[2]。研究表明，具有高风险肿瘤特征（淋巴结受累、切缘阳性、肿瘤宫旁扩散）的宫颈癌患者可以从术后辅助治疗中获益，但具有中度风险的宫颈癌患者的术后辅助治疗目前仍存在争议[3]。Galic等[4]对IB～ⅣB宫颈癌患者辅助放射治疗的效果进行研究，结果发现对于早期（IB1～ⅡA期）宫颈癌患者，腺癌患者的预后明显差于鳞状细胞癌患者；而对具有中度风险的早期宫颈癌患者行术后辅助放射治疗，腺癌及腺鳞癌患者的复发率可以由44%降至9%，鳞状细胞癌患者的复发率可以从28%降至20%。表明腺癌作为宫颈癌的一个特殊病理分型，可能从术后辅助放射治疗中获得最大的益处。因而，在临床工作中，医师在制订治疗计划时应考虑患者的组织学特征，针对宫颈腺癌及早期宫颈癌患者，应通过手术治疗并酌情辅以术后放疗。

张美琴和陈鸣之[5]研究表明，在可行手术治疗的176例早期宫颈癌患者中，24.4%（29/119）的患者有淋巴管受累，而49.2%（60/122）的患者肿瘤浸润宫颈肌层深度≥1/2。按照美国国立综合癌症网络 （National Comprehensive Cancer Network，NCCN）指南推荐，放射治疗并辅助顺铂为基础的增敏化疗为局部晚期宫颈癌的主流治疗方案。因而，有50%以上的宫颈癌患者术后需要接受辅助放射治疗[6]。Galic等[4]研究显示，ⅢB期宫颈鳞状细胞癌患者的5年生存率为31.3%，高于宫颈腺癌患者的20.3%，差异有统计学意义（P=0.014）；对于晚期（ⅡB～ⅢA期）宫颈癌患者，腺癌患者的病死率（HR=1.21，95%CI：1.10～1.32）高于鳞状细胞癌患者（HR=1.03，95%CI：0.91～1.18），且宫颈腺癌患者的总体生存率较低（OR=1.22，95%CI：1.13～1.33）。其中一个重要的原因为不同组织类型的晚期宫颈癌患者接受放化疗治疗的疗效不同，虽然该研究缺乏化疗相关数据，但进行了敏感性分析，结果显示：即使在调整其他人口统计学和治疗特征后，女性宫颈腺癌患者的生存率仍低于宫颈鳞状细胞癌患者（P＜0.05）[4]。上述研究表明，晚期宫颈腺癌较宫颈鳞状细胞癌的恶性程度更高。

调强放射治疗（intensity-modulated radiationtherapy，IMRT）是一种提供了用于保留推入并部分或完全进入关键结构的放疗技术，其剂量计划和治疗实施使用逆向或前向计划用于调制光束传输，并使用二元准直器或传统的多叶准直器（multi-leaf collimator，MLC）系统、滑动窗口（动态MLC）或步进和射击（分段MLC）模式，具有更多的保形剂量分布的辐射场，能够覆盖足够的靶器官和淋巴结，为关键器官提供更多的有效保护，而且该方式还可以减少放疗相关不良反应的发生。目前，IMRT已成为临床治疗盆腔恶性肿瘤的常用手段之一。与传统放疗技术相比，IMRT具有更长的治疗时间，并且还能保护正常器官的功能，患者的耐受性较好，因而推进了其在宫颈癌辅助放疗中的应用[7]。

2 宫颈癌细胞的分子学特征

宫颈腺癌与宫颈鳞状细胞癌的发病机制不同。基因表达阵列分析表明，根据宫颈癌的表达特征可以对腺癌和鳞状细胞癌进行可靠区分[8-9]。霍尔及其同事设计的基因检查算法可以正确地分类肺鳞状细胞癌和肺腺癌，表明基因表达图谱对肿瘤的影响远远超过组织学。相关研究显示，生长抑制基因如NOGOR在宫颈腺癌患者中的甲基化水平较高，但在宫颈鳞状细胞癌患者中并未出现甲基化[10]。而且，宫颈腺癌与宫颈鳞状细胞癌的人乳头状瘤病毒（human papilloma virus，HPV）感染情况也不相同。虽然HPV16和HPV18感染与宫颈癌的发生有关，但HPV18感染在宫颈腺癌中较宫颈鳞状细胞癌更常见[11-12]。早期和晚期宫颈腺癌患者的预后较宫颈鳞状细胞癌患者差的原因可能有以下两点：①临床对宫颈腺癌的筛查效果较差，因而宫颈腺癌患者确诊时多为晚期。②宫颈腺癌细胞较宫颈鳞状细胞癌细胞更易转移到区域淋巴结。但相关研究表明，早期宫颈腺癌和宫颈鳞状细胞癌患者行根治性子宫切除术后盆腔淋巴结转移率无差异[13]。上述研究表明，宫颈鳞状细胞癌及宫颈腺癌在分子水平上存在差异，因而导致两者的预后不同。虽然目前的筛查和管理指南并未重点考虑宫颈癌的组织学特征，但通过认识腺癌的不同特征，了解其组织学特异性，可能为提高宫颈癌的治疗效果提供依据。

3 宫颈癌细胞的体外研究

Kim等[14]对基因工程干细胞治疗宫颈癌HeLa细胞的疗效进行研究，通过调整HeLa细胞与各种基因工程干细胞的比例（HeLa细胞与基因工程干细胞的比例分别为3∶1、1∶1、1∶3、仅基因工程干细胞），对细胞进行共培养，并对5-氟胞嘧啶处理后各组细胞的活力进行检测，结果发现，当HeLa细胞与基因工程干细胞的比例为3∶1时，HeLa细胞的细胞活力不会因基因工程干细胞类型的改变而发生变化；但当基因工程干细胞比例增多时，其抗癌作用增强，其中HB1.F3.CD.IFN-β细胞的该种趋势较HB1.F3.CD细胞更明显。该研究还发现，GESTECs细胞、HB1.F3.CD细胞和HB1.F3.CD.IFN-β细胞的抗肿瘤作用较强，其中同时表达胞嘧啶脱氨酶（cytosine deaminase，CD）、干扰素-β（human interferon-beta，IFN-β）的 HB1.F3.CD.IFN-β细胞的抗肿瘤作用高于仅表达CD的HB1.F3.CD细胞。此外，细胞迁移实验结果显示，GESTECs细胞可以选择性地向宫颈癌HeLa细胞迁移，而其肿瘤趋向性主要由血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）诱导。提示基因工程干细胞的趋化作用可能与HeLa细胞浸润转移能力有关，而VEGF可能为关键作用因子。

Shi等[15]对血管内皮生长因子C（vascular endothelial growth factor C，VEGFC）和血管内皮生长因子受体-3（vascular endothelial growth factor receptor-3，VEGFR-3）在宫颈癌细胞系中的表达情况进行分析，并探讨了VEGFC与环氧化酶（cyclooxygenase，COX）的相关性，结果显示VEGFC在宫颈癌细胞中的表达水平较低，而VEGFR-3在宫颈癌细胞中的表达水平相对较高；研究还发现，COX-2的表达水平与VEGFC有关，重组人VEFGC可以增强HeLa细胞的增殖和侵袭能力，且其作用呈剂量依赖性；而COX-2特异性抑制剂NS398则可以明显抑制HeLa细胞的侵袭能力。表明VEGFC、VEGFR-3在宫颈癌细胞的增殖和迁移过程中具有重要作用，而COX-2可能是VEGFC的调节因子。

4 血管生成抑制剂

4.1 血管生成抑制剂在抗宫颈癌中的作用

血管生成是一种生物学过程，其通常在发育或伤口愈合期间发生。研究表明，肿瘤细胞可以通过产生并分泌蛋白酶，促进自身的增殖、迁移及初级血管系统的形成[16]；同时，血管系统也可以通过向肿瘤细胞供应氧气和营养物质而促进肿瘤进展[17]。近年来，分子靶向治疗在恶性肿瘤的治疗中备受关注，抗血管生成药物通过增强恶性肿瘤的放疗敏感性，在放射治疗中发挥重要作用。VEGF家族及其相应受体为抗血管生成的靶分子，Avastin（VEGFA单克隆抗体）和Macugen（VEGF-165反义核苷酸）均已获得美国食品和药物管理局批准应用于临床[18]。Loncaster等[19]对100例晚期宫颈癌患者进行研究，结果发现VEGF高表达与宫颈癌患者放射治疗后的不良预后有关。Cooper等[20]对74例行放射治疗的局部晚期宫颈癌患者进行研究，结果发现高血管密度宫颈癌患者放射治疗后的5年生存率低于血管良性宫颈癌患者，提示肿瘤血管分布是宫颈癌患者放射治疗后的重要预后因素。Hu等[21]采用RNA干扰技术敲低宫颈癌细胞中VEGF基因的表达，结果发现下调VEGF表达可以增强宫颈癌细胞的放疗敏感性。Cao等[22]研究表明，在正常宫颈组织及宫颈癌组织中VEGF的表达呈阶段性增加。缺氧诱导因子1（hypoxia-inducible factor 1，HIF-1）为VEGF转录阳性调节因子，其在受射线照射的肿瘤细胞中表达上调[23]。在肿瘤放射治疗过程中，VEGF抑制剂和受体酪氨酸激酶抑制剂可以通过改善肿瘤细胞缺氧微环境，增加肿瘤细胞对放射治疗的敏感性[24]。阿帕替尼（Apatinib）是一种酪氨酸激酶抑制剂，可以选择性地抑制VEGF及VEGFR-2，并已在中国批准上市[23]。目前，靶向VEGF的抑制剂正在临床试验中，而类似的抑制剂尚待广泛研究。

4.2 血管生成抑制剂在宫颈癌放疗中的作用

研究表明，全球约有50%的肿瘤患者接受了放射治疗[25]，而肿瘤患者从放射治疗中获益的原因可能为肿瘤细胞的分裂速度较正常组织细胞快，一定程度上限制了其DNA的修复能力，当接受放射治疗后，肿瘤细胞没有足够的时间恢复而死亡[26]。但是部分肿瘤对放射治疗具有抗性，甚至在行放射治疗时部分肿瘤细胞的局部侵袭和转移能力有所增强。已有研究显示，放射治疗可以增强胰腺癌、神经胶质瘤和直肠癌细胞的浸润转移能力，且与照射剂量密切相关[27-31]。近几十年来，关于肿瘤增强放射治疗的研究重点为肿瘤本身，很少有学者对肿瘤细胞与潜在微环境之间相互作用进行研究。肿瘤细胞的运动能力对其逃离射线照射主要区域及侵入周围组织并扩散具有重要作用，而射线照射对导致肿瘤细胞转移的微环境（如缺氧、纤维化的发展和免疫系统反应等）具有复杂的影响，其有时可能会对肿瘤细胞生长起到保护作用，如外泌体的产生[32]。

外泌体是由正常细胞和（或）肿瘤细胞释放的由膜衍生的30～120 nm的小囊泡[33]。肿瘤细胞可以通过外泌体改变周围受体组织的微环境，帮助其逃避免疫系统的监视，因而外泌体在肿瘤细胞的增殖、迁移及维持细胞转移微环境中起着至关重要的作用[34]。研究显示，外泌体运输的各种蛋白质、脂质、微小RNA（miRNA）、信使RNA（mRNA）等均可参与肿瘤细胞的转移及浸润过程，而当肿瘤细胞受到放射线照射时，外泌体组成分会出现改变，以提升肿瘤细胞对放射线照射的抵抗性[35-36]。但目前关于受体细胞如何识别参与肿瘤进展的特定外泌体的研究仍尚少。宫颈癌细胞可以产生大量外泌体，这也是宫颈癌放射抵抗的原因之一。一项关于胃癌的研究表明，放射治疗可以诱导HIF-1介导的VEGF表达，进而促进内皮细胞生长[24]。Li等[23]对VEGFR-2选择性抑制剂阿帕替尼对胃癌细胞外泌体促进HUVEC细胞的增殖和迁移能力进行研究，结果发现VEGFR-2抑制剂阿帕替尼可以抵消胃癌细胞辐射诱导的以外泌体为驱动的内皮细胞的增殖、迁移和侵袭能力的增强，为VEGFR抑制剂在放疗增敏以预防宫颈癌放疗抵抗及转移中的应用提供了理论依据。

4.3 血管生成抑制剂在宫颈癌化疗中的作用

血管生成异常是包括肿瘤在内的多种疾病发生的关键因素，该过程较为复杂，涉及多个信号分子的高度调节的相互作用。促血管生成信号分子如VEGF及VEGFR-2等，在多种人类肿瘤中高表达，且在肿瘤新血管生成中具有重要作用[37]。由于血管系统在肿瘤的发生中具有重要作用，因而其已成为肿瘤治疗的靶点之一。抗血管生成疗法可以通过阻止肿瘤脉管系统的扩张，使肿瘤脉管系统正常化，进而改善肿瘤周围血运状况，使细胞毒性药物能够均匀地递送至肿瘤组织核心，增强药物的抗肿瘤效果。另外，抗血管生成疗法还可以通过改善缺氧微环境和减少间质压力，降低肿瘤细胞的化疗耐药性。上述研究提示，采用血管生成抑制剂靶向血管生成级联中的多个分子，优化对血管生成的抑制，可能改善宫颈癌患者的临床治疗效果。

4.4 血管生成抑制剂、放疗与肿瘤细胞凋亡的关系

放射治疗时，放射线可以通过其生物学效应作用于肿瘤细胞的遗传物质，引起DNA损伤，导致肿瘤细胞的细胞周期停滞，诱导肿瘤细胞凋亡。已有研究表明，通过血栓素（thromboxane，TSP）途径也可以诱导肿瘤细胞凋亡[38]。TSP于1977年首次由Lawler等从凝血酶处理的血小板中发现，目前已经确定 TSP家族成员共有 5个（TSP1～5）[38]。TSP-1和TSP-2已被证明具有抗血管生成特性，而I型重复在TSP-1和TSP-2的抗血管生成特性中起主要作用。TSP-1可以由不同来源的各种内皮细胞合成和分泌，包括主动脉、静脉、毛细血管和角膜内皮细胞以及成纤维细胞和平滑肌细胞。TSP-1和TSP-2均可通过直接作用于CD36、CD47和整联蛋白调节VEGF的表达，进而抑制内皮细胞的增殖、迁移，促进细胞凋亡。阿帕替尼是一种VEGFR、VEGFR-2抑制剂，其可以通过抑制蛋白激酶B、细胞外信号调节蛋白激酶1/2的磷酸化，上调细胞周期抑制蛋白p21、p27的表达，并下调细胞周期蛋白cyclin B1与细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶的表达，使细胞周期阻滞于G2/M期。Sun等[39]研究表明，阿帕替尼可以通过线粒体途径诱导肿瘤细胞凋亡。但研究显示，阿帕替尼治疗过程中可能出现不同程度的不良反应，其中1～2级不良反应（包括继发性高血压、手足综合征、蛋白尿、疲劳、黏膜炎、贫血、白细胞计数减少、血小板计数减少、胆红素增加、转氨酶升高、腹泻、呕吐和皮疹）较多，并且耐受性良好。由于阿帕替尼的临床应用时间尚短，因此药物相关不良反应及药物间的相互作用尚无大样本的临床数据支撑。

上述研究提示，宫颈癌患者可能从VEGFR抑制剂联合放疗或化疗中获益，其可能原因为：①抗肿瘤血管生成；②使肿瘤细胞DNA双链断裂；③抑制肿瘤细胞增殖；④促进肿瘤细胞凋亡；⑤促使肿瘤内血管正常化，增加放化疗的敏感性；⑥改善肿瘤内部低氧状态，改变肿瘤微环境；⑦抑制肿瘤细胞的侵袭和迁移能力，降低肿瘤复发率。另外，上述研究还提示，放疗联合VEGFR抑制剂治疗可能在抑制宫颈腺癌转移方面具有更好的疗效。针对宫颈癌患者，联合VEGFR抑制剂的综合治疗是否会导致不良反应增加的问题尚未明确。而宫颈癌患者放射治疗后，局部组织常会出现组织坏死出血，与阿帕替尼联用是否会出现出血加重，联用相关药物后放射剂量及阿帕替尼剂量是否需要调整，增敏剂顺铂是否需要调整剂量，疗效提升是否有临床统计学意义等问题仍需要大样本研究来进一步明确。

目前，晚期宫颈癌的放化疗治疗效果仍不够不

6 小结

理想，化疗药物引起的严重不良反应、肿瘤耐药、放射治疗后新血管生成导致的放疗抵抗等均为宫颈癌细胞生长、转移的重要因素，严重影响了患者的预后；长期接受治疗会导致宫颈癌患者的治疗依从性大大降低。抗血管生成治疗为临床治疗宫颈癌的一大热点，其联合放射治疗或化疗的应用得到越来越多的认同，或将成为宫颈癌治疗的另一重要手段。