贝伐珠单抗长期治疗诱导胶质母细胞瘤侵袭转移的研究进展

宋志杰，陈来照

（山西医科大学第二医院神经外科，山西 太原 030001）

胶质母细胞瘤（glioblastoma，GBM）是最常见和最具侵袭性的原发性脑肿瘤。尽管对GBM 进行手术、放疗和化疗，但其复发仍不可避免。目前标准治疗方案是最大程度地安全切除，然后进行放化疗（CRT）。放射治疗总剂量60Gy，在6 周内分30 次完成，同时每日使用替莫唑胺，后续辅助替莫唑胺治疗6 个月。诊断和治疗后的中位生存期为12～15 个月[1]。美国目前GBM 5 年生存率约为5%[2]。在替莫唑胺之外，美国食品药品监督管理局于2009年快速批准贝伐株单抗（bevacizumab，BVZ）用于治疗GBM[3]。BVZ 是一种靶向抑制血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的特异性抗体，其试图阻止肿瘤血管生成，从而减少肿瘤血液供应，减缓肿瘤细胞扩散。然而随着研究不断深入，研究发现：BVZ 对胶质瘤仅发挥轻微的抗肿瘤作用，主要用于症状控制，在总生存率方面无显著益处，反而会增强肿瘤侵袭性[4-5]。本文就BVZ 治疗GBM 诱发侵袭转移的机制，以及用于预测BVZ 治疗反应的特异性标志物展开论述。

1 BVZ在GBM的应用

BVZ 治疗GBM 的首次临床试验是2009 年的“AVF3708g/BRAIN”和“NCI06-C-0064E 二 期 试验[6]。在试验中，BVZ 单药或联合伊立替康治疗GBM 的客观有效率为28%～40%，6 个月无进展生存率为40%～50%，与较高的历史对照组相比改善显著，但总体生存率为38%～40%并无改善[7]。随后，2014 年完成的两项Ⅲ期临床试验评估在原发GBM中应用BVZ辅助标准放化疗方案的价值，研究结果显示：应用BVZ联合标准放化疗治疗的病人与仅采用标准放化疗方案的病人相比，无进展生存期（progression-free survival，PFS）有显著改善（10.6个月vs 6.2 个月），但总生存期（overall survival，OS）并无显著差异（16.7 个月vs 16.8 个月）[8]。一项研究表明联用BVZ 并没有增加OS（15.7 个月vs 16.1 个月），相比之下PFS 确有增加（10.7 个月vs 7.3 个月），但副作用增加，包括神经认知功能下降，生活质量更差[9]。另一项研究显示：37 例GBM 病人因肿瘤进展而停止BVZ治疗后，46%的病人局部复发增强，35%的病人出现非增强性肿瘤进展，16%的病人在与原发肿瘤不同位置发生多灶增强肿瘤[10]。最近仍有许多临床试验评估BVZ作为新诊断GBM 一线疗法的作用，其中一项研究结果也发现：BVZ 治疗后浸润性复发加剧，57%的复发病人表现出弥漫性浸润性疾病，这可能与较差OS 相关[11]。BVZ 在GBM 的应用并不乐观，仅有PFS 改善，OS、神经认知功能、生活质量方面仍不尽人意，随着研究不断深入，究其原因可能与BVZ 长期治疗诱导GBM 表现出更强的侵袭性有关。

2 BVZ引起GBM侵袭转移的机制

2.1 上皮间质转化 上皮间质转化（epithelialmesen chymal transition，EMT）是指在某些特定生理条件及病理状态下，上皮细胞失去上皮表型而向间质细胞转变。在这一过程中上皮细胞失去极性，细胞间以及细胞与基底膜的连接减弱，细胞外基质重塑，从而使上皮细胞转变为迁移、侵袭、抗凋亡能力更强的间质细胞[12]。实验表明：BVZ 抗血管生成治疗可诱导胶质瘤转化为更具侵袭性的间质表型，包括受体酪氨酸激酶（Met）上调和磷酸化增加[13-15]。VEGF 通过增强蛋白酪氨酸磷酸酶1B（PTP1B）募集到MET/VEGFR2 异复合物，来直接负向调节肿瘤细胞侵袭，从而抑制肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor，HGF）依赖性Met 磷酸化和肿瘤细胞迁移。但使用BVZ 可恢复和增加GBM 细胞的Met活性，从而诱导上皮向间质表型转变，增强肿瘤侵袭性。

2.2 缺氧诱导 数据表明：BVZ 治疗的GBM 病人动态对比增强MRI显示血管供应显著减少，导致更加缺氧的肿瘤微环境；同时在分子水平上，观察到乳酸和丙氨酸代谢物增加，以及缺氧诱导因子1α（HIF-1α）的诱导和磷脂酰肌醇-3激酶途径的激活，同时脑实质中浸润肿瘤细胞增加68%[16]。因此，推测BVZ 治疗GBM 可能通过HIF-1α 和磷脂酰肌醇-3激酶途径的激活，增强肿瘤侵袭性。使用siRNA 方法敲低GBM 中HIF-1α 表达，可显著降低肿瘤细胞在体外的迁移能力以及在体内入侵脑实质的能力[17]。

同时缺氧也是EMT的有效诱发剂，缺氧诱导因子（HIF）激活多种EMT 相关蛋白转录，导致细胞间黏附丧失、细胞运动增加和细胞周期停滞逃避[18]。BVZ 作为一种抗血管生成治疗制剂，可进一步加剧胶质瘤缺氧。BVZ 治疗的GBM 病人与未经BVZ 治疗的病人相比，肿瘤中缺氧和EMT 标志物明显上调。将胶质瘤细胞暴露于1%氧张力下会增加肿瘤细胞增殖、EMT 相关蛋白表达并增强体外细胞迁移，但这些表型变化可通过HIF-1α 或HIF-2α 的药理学敲低而显著减弱。

2.3 免疫系统的参与 组织病理学数据表明：小胶质细胞和巨噬细胞是胶质瘤中主要的浸润免疫细胞，占30%～50%[19]。单核细胞在血液中循环，不断被募集到肿瘤中，一旦进入肿瘤，单核细胞会迅速分化为肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophage，TAM），然后在缺氧坏死区积聚。TAM产生多种因子，不仅刺激肿瘤细胞存活和增殖，还抑制抗肿瘤免疫。越来越多证据表明：TAM 参与调节胶质瘤细胞的侵袭和迁移。此外，TAM 通过分泌影响血管生成和细胞外基质(ECM)重塑的各种化学因子，促进GBM 恶性进展，从而促进GBM 侵袭[20]。研究比较20 例接受BVZ 治疗和（或）放化疗的复发性GBM 病人和8 例接受化疗和（或）放疗但未接受BVZ 治疗或未接受治疗的病人的尸检脑标本，采用流式细胞术和免疫组化对标本进行分析，结果显示：接受BVZ 治疗组病人肿瘤中心和浸润区域TAM 浸润增加，表明在这些病人中较高数量TAM与肿瘤侵袭性增强及较差生存率相关[21]。相反，在BVZ 耐药的胶质瘤细胞中观察到巨噬细胞抑制因子（MIF）表达降低，这反过来又增加TAM 募集，促进肿瘤侵袭转移[22]。在BVZ 治疗的GBM 小鼠和手术标本中发现，肿瘤与正常脑界面存在表达Tie2 的单核细胞/巨噬细胞（TEM）大量积累，TEM 通过分泌高水平的基质金属蛋白酶（MMP-9）来增加肿瘤侵袭性[23]。

2.4 其他血管生成因子上调 多项研究表明：在BVZ 长期治疗期间，GBM 会代偿性上调其他血管生成因子以重建脉管系统来改善氧气和营养压力，这包括多样性肽8（bombina variegate peptide 8，BV8）、白介素-8（IL-8）、成纤维细胞生长因子（FGF）、血小板衍生生长因子等，重新激活血管生成，入侵正常脑区，而这些因子上调与基质金属蛋白酶MMP-2、MMP-9、MMP-12、富含半胱氨酸型酸性蛋白（SPARC）和金属蛋白酶组织抑制剂1（TIMP）上调有关，从而在BVZ 治疗期间诱发GBM侵袭性增强[24-25]。FGF 已被证实在一些肿瘤迁移和侵袭过程中起重要作用，在VEGF阻断期间，FGF表达增加，提示其可能在神经胶质瘤起类似作用[26]。

3 用于预测治疗反应的特异性生物标志物

对使用BVZ治疗的GBM 病人进行肿瘤组织标志物、循环生物标志物、影像生物标志物等特异性生物标志物检测，识别早期反应或耐药的生物标志物，或许可预测GBM 侵袭转移风险，确定最可能从治疗中获益的关键病人亚群，并能及时停止BVZ使用，优化治疗方案，阻止肿瘤进展，使病人获得合理治疗。

3.1 肿瘤组织标志物 一项针对接受各种抗VEGF 药物（包括BVZ）治疗的GBM 病人的回顾性尸检研究表明：CD68 和CD11 TAM 数量增加与生存率低有关[27]。研究显示：肿瘤外周CD44 表达远高于肿瘤核心的GBM 有更强难治性，生存期更短，提示肿瘤外周与肿瘤核心CD44 表达比率将成为预测BVZ 治疗GBM 出现侵袭性增强反应的有用生物标志物[28]。CD44 降低BVZ 的抗肿瘤作用，导致肿瘤更具侵袭性，从而产生早期进展和更差预后。文献报道采用直接DNA 测序和PCR-RFLP 分析99 例GBM 病人中p53基因第72 位密码子的多态性，初步研究表明：Arg/Arg 和Arg/Pro 基因型可能是预测BVZ 治疗反应和失败的独立因素，进一步研究证实根据BVZ 治疗敏感性对GBM 病人进行分层的效用[29]。

3.2 循环血液生物标志物 文献回顾性分析84 例接受BVZ 治疗（每2 周10mg/kg）的复发GBM 病人的全血细胞计数、临床数据和影像学信息，结果表明：循环嗜酸性粒细胞、淋巴细胞和血小板计数的变化可预测接受BVZ 治疗的复发GBM 病人的治疗反应和临床结局[30]。TABOURET 等[31]针对26 例GBM 病人的研究发现，BVZ 给药后血浆MMP-2 水平升高与GBM 肿瘤控制和生存期延长有关，提示MMP-2可能成为预测BVZ疗效的生物标志物。

3.3 影像生物标志物 既往临床评价GBM 疗效最常用的方法是MRI 检查，但随着抗血管治疗出现，传统成像技术在检测抗肿瘤疗效的局限性愈加突出。随着研究不断深入，越来越多成像技术已被证明可有效评估病人对BVZ 治疗的反应[32]。正电子发射断层扫描（PET）使用放射性标记示踪剂进行代谢成像，可更准确估计代谢活跃肿瘤的大小和范围。目前，在复发高级别胶质瘤病人中，两种氨基酸PET 示踪剂[18F-氟乙基-L-酪氨酸和3，4-二羟基-6-18F-氟-L-苯丙氨酸（FDOPA）]是评估BVZ 治疗反应有希望的预后代谢生物标志物[33-35]。除氨基酸示踪剂外，缺氧示踪剂也是评估包括胶质瘤在内的几种肿瘤的显著PET 示踪剂。18F-氟米索硝唑（FMISO）是一种具有代表性的缺氧PET 示踪剂[36]，YAMAGUCHI等[37]的研究发现：应用BVZ后FMISO积累减少的复发性胶质瘤可从治疗中获益，因此，FMISO PET 可能会成为早期检测抗血管生成治疗耐药性高级别胶质瘤的有效工具。

YAO 等[38]前瞻性研究共纳入11 例接受BVZ 治疗的复发性GBM 病人，在BVZ 给药前后对病人进行CEST-EPI、灌注MRI和标准化MRI检查，检测多项指标与PFS 的关联。研究表明：ph 加权胺CEST（化学交换饱和转移）MRI 可能具有作为BVZ 治疗应答和失败的无创、早期影像学生物标志物的价值，BVZ 治疗后早期MTRasym（非对称磁化转移率）降低至3.0ppm 可能与较好的PFS 相关，残留或新出现的酸性区域可能与肿瘤复发部位共定位。

综上所述：使用BVZ 单药或联合化疗治疗GBM，虽可增加病人PFS，但其长期疗效如5、10 年生存率，OS 仍不尽人意，有待进一步提高。而BVZ治疗后肿瘤侵袭转移正是其治疗效果得不到实质性提高的重要原因。因此，深究其治疗后侵袭转移的机制和预测治疗反应的特异性生物标志物有望为GBM 抗血管治疗提供新思路，靶向阻断诱发侵袭转移的相关因素，再联合BVZ 共同治疗，可能会为GBM病人带来更好的治疗结局。