血管生成与肝癌介入治疗

　　国外医学临床放射学分册2000年第23卷第1期

上海医科大学附属中山医院放射科　邵国良（综述）　周康荣　王建华（审校）

　　摘要　血管生成是肿瘤生长和转移的病理基础和必要条件。肝癌作为一各富血供的实体肿瘤，生长快，易转移，手术后复发率高，抗肿瘤血管生成结合介入治疗法在肝癌的治疗中有可能成为一种较好的方法。

　　关键词：肝癌　介入治疗　血管生成

　　血管生成（angiogensis）与肿瘤生物学行为的关系是近二十几年来医学界的热门课题，已有充分的证据表明肿瘤血管生成是实体肿瘤生长和转移的病理基础和必要条件，并且可作为判断肿瘤患者预后的一个独立的指标^[1，2]。同时，大量的实验和临床研究揭示抑制肿瘤血管生成可明显抑制肿瘤的生长和转移，为肿瘤的治疗开辟了一条崭新的途径^[3，4]。肝癌作为一种富血供的实体肿瘤，生长快，易转移，与其强大的血管生成能力密切相关。虽然外科技术的改善，使患者的手术根治率明显提高，但仍有2/3左右的患者确诊时已失去了手术机会，只能信赖其它非手术疗法。介入治疗作为非手术疗法中最为常见的方法，其近、中期疗效明显，但远期效果仍不够理想。抗肿瘤血管生成治疗结合介入疗法具有强大原潜在抗癌优势。

　　　一、血管生成与调节机制

　　虽然肿瘤病灶内血管绝对数的增多早就被注意到，而且Algyie于四十年代就提出了血管生成的概念，直到七十年代才由Folk-man^[5]首先论述和强调了血管生成在肿瘤发生、发展中的作用。血管生成有别于胚胎时期的血管新生（Vasculogenesis），它是从已存在的血管网的内皮细胞分化形成血管，而血管新生是指内皮细胞从干细胞分化形成血管。在正常生理情况下，血管生成只存在于伤口愈合和月经周期等少数情况下，而在发生肿瘤时，瘤灶和瘤期周将会产生旺盛的血管生成。血管生成的过程非常复杂，主要包括下列过程：①宿生毛细受血管刺激因子作用初期发生扩张，通透性增高。②纤维蛋白外渗至血管周围的细胞外基质，导致其环境改变。③蛋白酶和胶原酶激活，使毛细血管基底膜降解。④血管内皮细胞增生、迁移。⑤内皮细胞重排并贯通，形成功能性血管^[6]。血管形成过程受正、负调节因子的调节。正调节因子主要包括血管内皮生长因子（VEGF）、成纤维细胞生长固子（bFGF）、转化生长因子-β（TGF-β）和血小板衍化生长因子（PDGF）等，它们起刺激和启动血管生成作用。负调节因子主要包括血管抑素（Angiostain）、内抑素(Endostatin)、血小板因子-4（PF4）等，它们与前者起相反作用。这些因子可由肿瘤细胞、炎症细胞或基层细胞分泌^[7]。Hanahan^[8]等人提出了血管生成开头平衡学说，认为在血管生成过程中受到开头的调节，如果正调节因子（如生长因子）浓度上升或负调节浓度下降。则开头朝有利于血管生成方向发展，反之则抑制血管形成。新生肿瘤血管在组织结构上缺乏平滑肌细胞和神经末梢，内皮细胞基底膜不完整，有别于正常血管。

　　二、血管生成与肿瘤生长、转移和预后的关系

　　肿瘤生长信赖氧气和其它营养物质。在肿瘤生长过程中，早期主要依靠细胞的弥散方式来获取氧气和其它所需物质，但这样的肿瘤结节直径不超过2～3mm，细胞数小于10⁷。如果没有进一步血管生成，肿瘤细胞将因缺乏氧气和其它营养物质而处于休眠状态并不是指肿瘤细胞不再分化、增殖，而是肿瘤细胞增殖被同等速率的细胞凋亡所平衡，给“休眠”的传统概念注入新的内涵。而一旦肿瘤细胞获得血供，肿瘤细胞的增殖速率将大大超过凋亡速率，肿瘤便加速生长，且易发生浸润和转移。肿瘤转移是一个复杂的过程，涉及的环节很多，但血管生成在其中起到了核心作用。在肿瘤转移形成过程中有两个阶段要依赖血管生成。首先，转移细胞从原发灶脱落和进入血流要依靠血管生成。其次，转移细胞到达靶器官后只有在血管生成的情况下才能继续生长和发展^[11]。肿瘤血管结构的不完整为肿瘤细胞的侵入提供了有利条件。同时，形成的肿瘤细胞血管还具有旁分泌作用，由其内皮细胞产生的生长因子和其它因子又可通过旁分泌方式刺激肿瘤细胞的生长。而肿瘤细胞反过来也进一步促进血管生成^[12]。实验与临床研究结果都已证明了血管生成与肿瘤生长、转移和预后间存在的这种密切关系。而给予血管生成抑制剂可明显抑制肿瘤的生长、转移，改善荷瘤动物和患者的预后。在衡量肿瘤血管生成的程度上，微血管密度计数是目前最常采用的一个较具代表性的量化指标，并已成为判断肿瘤预后的一个独立指标^[13]。

　　三、抗肿瘤血管生成治疗

　　随着对血管生成在肿瘤发生、发展中的作用的认识加深，干预肿瘤血管生成已成为一种新的抗癌策略和思路。针对血管生成的机制和不同的环节，抗肿瘤血管生成治疗主要采取下列措施：①抑制血管生长因子的释放/中和已释放的血管生长因子，刺激抑制因子的释放或给予抑制因子。②抑制血管内皮细胞的增值和迁移。③抑制血管基底膜的合成和更新^[7]。到目前为止，已发现和研制了多种具有抗血管生成作用的物质，主要分为抗血管生成因子和抗血管生成药物二大类。前者包括血管抑素（angiostatin），内抑素(endostatin)、白介素1、12（interleuk1、12），血小板因子4（PF4），干扰素α、β、γ(interferon)、肿瘤坏死因子α(necrosisfactora)等。后者包括金属蛋白酶抑制剂（如BBS）、烟曲霉素产物（如TNP-470）、血管内皮生长因子受体激酶抑制剂（VEGF-receptorkinaseinhibitors）等。Angiostatin和endostatin是两种抑制血管生成作用最强的因子。Angiostatin是一个分子量38KD的纤维蛋白溶酶原片段，有关其来源存在争议。有人认为由肿瘤细胞直接分泌，更多的人认为系浸润于肿瘤灶内的巨噬细胞分泌的金属弹性蛋白酶（MME）切割细胞外基质和体循环的纤溶酶原而生成^[14-16]。Endostatin为分子量20KD的胶原蛋白18C未段片段，存在于正常人的体循环中。它们二者作用的可能的机制为抑制血管生成因子刺激的反应，但体内产量很少，来源受到限制。THP-470是少数进入临床试验的抗血管药物之一，为人工合成的烟曲霉的衍生物，但较烟曲霉毒性低，而抗血管作用中50倍，日本学者研究和应用的较多^[17]。O＇Reily等^[18]采用大肠杆菌表达的Endostatin2.5mg/kg治疗移植Lewis肺癌的小鼠，2周后复查与对照组比较其抑瘤率达50%，而当给予的剂量为10mg/kg或20mg/kg时瘤体完全被抑制。lksbe等^[19]采用TNP-47030mg/kg治疗小鼠实验性肝癌形成模型，结果肝癌结节发生数量明显减少。其它的许多实验结果也基本相似。同时，由于血管内皮细胞基因组遗传性状稳定，变异少，产生耐药的可能性就低。因此，抗肿瘤血管生成药物可长期应用。

　　虽然抗肿瘤血管生成治疗取得了有希望的成果，但也发现和暴露了和很多有待解决的问题。综合目前业已得到的结果来看，单独依靠抗肿瘤血管生成治疗并不能完全治愈肿瘤，更多的显示了其较强的抑瘤作用。而与手术、化疗、放射治疗等联合应用则抗癌作用大大加强。因此，被视为手术、化疗、放疗的辅助手段。同时，其疗效受药物剂量、给药时间、给药途径等多因素影响。所用药物剂量越大，给药时间越早，疗效就越好，反之疗效就差。但药物剂量增大时副反应的发生率也增大，甚至造成严重的后果。有文献报道TNP-470有导致淋巴转移的可能^[20]。不同的给药途径取得的疗效也不同。Tanaka等^[21]报道了他们的实验结果，他们分别通过肝动脉、门静脉和周围静脉给荷瘤动物注射TNP-470，结果显示采用肝动脉途径抑制转移性肝癌形成作用大大强于其它途径。另外，由于这种抗血管形成治疗不破坏已经形成的血管，因此对已经存在丰富血供的肿瘤其疗效会受到限制。

　　四、肝癌介入治疗现状

　　介入治疗是目前临床上除手术以外治疗肝癌的最主要方法，并且具有创伤小，适应证（Percutaneous ethanol injection,PEI）治疗小肝癌已被昨夜广泛采用和肯定，其疗效完全可与手术治疗相媲美。据文献报道PEI术后患者1、2、3、4、5年生存率分别为96%、86%、68%、51%和32%^[22]。近年来，有学者报道采用以皮穿刺醋酸注射法（Percutaneous acetic acid injection,PAI）治疗小肝癌疗效较PEI更好。Ohnishi等^[23]进行的前瞻性随机对照研究结果显示，采用PEI和PAI治疗小肝癌术后患者病灶的局部复发率分别为37%和8%，1、2年生存率前者为83%和63%，后者为100%和92%，后者疗效明显优于前者。主要是由于醋酸较酒精的组织穿透力更强，更易于引起肿瘤组织坏死。但对大多数患者来说，由于确诊时已不属小肝癌范畴，病灶巨大或多发、经肝动脉化疗栓塞术（transhepatic arterial chemoembolization,TACE）是主要的介入治疗手段。明胶海绵和碘油是TACE术中最常应用的栓塞材料。碘油在肿瘤灶内易滞留，并且具有末梢小血管栓塞作用。明胶绵更多的被用来栓塞肿瘤灶近端较大的血管。以加强碘油的栓塞作用。也可用药物微球等其它栓塞材料。临床治疗结果表明经TACE治疗肿瘤病灶缩小明显，患者症状改善，尤其以节段性TACE术疗效最好。Nishimine^[24]报道了TACE治疗术后患者1、3、5年生存率分别为89%、59%、和30%。而对于TACE术的远期疗效，也即TACE术是否能真正延长患者的长期生存率，目前仍然存在争议。但从大多数方献报道的结果看，TACE术后患者的5年以上生存率仍不理想,远较手术治疗低。同时，尚缺乏一个设计严密的包括大宗病例的前瞻性对照试验证明TACE术后患者的远期生存率优于其它疗法。肿瘤复发（包括增大）和转移是其中最主要的原因。从影响TACE疗效的因素分析，肿瘤细胞对化疗药物不敏感和耐药是一个重要因素，术后肿瘤灶血管形成和侧枝循环的建立是另一个重要因素。对行TACE术后手术切除的病灶进行病理学检测显示，瘤灶内仍有存活的肿瘤细胞，即使行多次TACE术也难以使肿瘤细胞完全坏死^[25]。为此，除研制新型抗癌药物外，设法控制TACE后肿瘤血管形成和侧枝循环建立是提高TACE术远期疗效的急需解决的问题。已有学者对TACE术后肿瘤细胞的生物学行为从分子、基因水平进行研究、初步发现行TACE术后肿瘤组织VEGF、bcl-2等因子表达增高，也既意味着肿瘤形成血管的能力加强，没有被杀死的肿瘤细胞抗细胞凋亡能力更强。同时，这各肿瘤细胞也易产生突变^[26]。对此，有待进一步研究。

　　五、抗肿瘤血管生成结合介入治疗的抗癌优势

　　从理论上讲，抗肿瘤血管形成治疗与介入治疗相结合具有强大的抗癌优势，一方面利用化学药物直接杀死肿瘤细胞，另一方面大大增加了切断肿瘤灶血供的作用。同时，可利用介入插管和栓塞技术，将抗癌血管生成药物的清除以最大效能地发挥抗肿瘤血管生成药物的作用。Mugitani等^[27]人的实验结果显示采用肝动脉结扎（HAL）加TNP-470注射治疗VX2瘤细胞兔转移性肝癌，其疗效明显优于单纯HAL和单纯TNP-470注射，瘤灶周围的侧枝血管数量也大大减少。

　　总之，在肝癌的治疗中抗肿瘤血管生成结合介入治疗有可能成为一种较好的方法，值得研究。

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