血管内皮生长因子与大肠癌

　　中国肛肠病杂志 2000年第20卷第10期

广东医学院附场医院肝胆外科(524001)

汪根树 审 校 潘承恩

　　关镶词：血管内皮生长因子；大肠肿瘤；肛肠病

　　1945年A1i8ire首次提出。在生长肿瘤中持续地引起毛细血管新生和肿瘤微血管网形成的过程，为肿瘤血管生成。肿瘤的生长过程按其血管生成分为血管前期和血管期。血管前期因肿瘤组织内无毛细血管生成而生长缓慢，直径小于l～2mm，亦叫休眠期；血管期肿瘤组织内有新生毛细血管生成，生长明显增快。肿瘤新生血管不仅为肿瘤生长输送丰富的营养，还向宿主输注大量恶性肿瘤细胞，使肿瘤不断生长和转移。因此肿瘤血管是肿瘤生长和转移的“命脉”^[1]。

　　肿瘤血管生长受多种因子调节。1971年Fo1k-man发现肿瘤细胞能释放一种能够诱导血管形成的物质，称之为血管形成因子(tumor angiogenesis factor，TAF)^[2]。目前已分离纯化了20多种血管生长因子及相关因子，如VEGF(血管内皮生长因子)／VPF(血管通透因子)，bPGF(碱性纤维母细胞生长因子)，aFGF(酸性纤维母细胞生长因子)，PD-KCGF(血小板源性内皮细胞生长因子)，TGF-B(转化生长因子B)等，其中VEGF对血管内皮细胞基膜的水解、迁移和血管构建的调节作用强、特异性高^[2,3]。

　　1 VEGF的分子生物学特征

　　人体细胞可合成分泌四种VEGF多肽，分别由206，189，165，121个氨基酸残基组成，分子量为34-45kD，基糖蛋白单体以二硫键结合成二聚体为其活性形式。多数组织以VEGF₁₆₅表达为主。4种类型的VEGF具有相同的生物活性，其中VEGF_l21，和VEGF₁₆₅以可溶性方式分泌，另两种VEGF以与细胞表达蛋白多糖结合的形式存在^[4，5]。

　　VEGF有两种酪氨酸激酶受体：flt-1(finslike tyosine kinase-1)和kd『／nk—1(kinaseinsert domainconta6ning rec叩to『／ktalliver k5nase—1)， 主要分布于内皮细胞上，其它如造血细胞、单核细胞、黑素瘤细胞也有少量表达。但只有内皮细胞对VEGF才有应答反应。kdr与血管岛、血管形成和造血有关，flt-1与内皮细胞排列形成血管腔有关。VEGF及其受体通过旁分泌途径共同调节内皮细胞增殖分化和血管形成^[6]。

　　VEGF特异性地作用于血管内皮细胞膜上两种Ⅲ型酪氨酸激酶受体flt-1和kdr／flk-1。两者结合后首先使细胞内Ca²⁺浓度升高，并通过的酸肌醇特异性磷酸酯酶细胞内IP3浓度升高，从而发挥其作用^[7]。VEGF的功能主要如下：①与胚胎期的血管发生有关，维持健康成人正常血管密度和渗透功能^[8，9]；②增加微血管通透性，是最强的血管渗透剂^[10，11]。另外也可增加血管内皮细胞之外如肿瘤细胞膜的渗透性，利于血管形成前期肿瘤营养的吸收^[12]；③促进不同来源的内皮细胞分裂增殖和血管构建，促使内皮细胞、单核细胞和牛成骨细胞的迁移^[13]。

　　人体和鼠的肺、腺体、肾、肝、心肌及腹膜的巨噬细胞等，有VEGF的表达。雌性哺乳动物生殖器官随着雌激素周期性变化出现周期性血管生成。此时鼠卵巢黄体、子宫和人子宫及肌层中可发现VEGFmRNA表达，提示VEGF受激素调控^[14]。在鼠脑发育过程中，分娩前后VEGF表达最高，成年后渐少，血管形成终止，提示胚胎发育过程中VEGF起重要作用^[6]。

　　2 VEGF在大肠癌中的表达

　　Brown等^[15]研究了21例胃肠道原发性腺癌(17例直肠、2例胃、l例小肠、1例胰腺)，发现这些恶性肿瘤表皮细胞VEGFmRNA强表达，而正常细胞、过度增生型息肉及腺瘤表达极少或不表达。肿瘤坏死区附近的肿瘤细胞VEGF表达大大增强而问质细胞偶有表达。10例结肠腺疡VEGF蛋白阳性，其附近血管内皮细胞有VEGF及其受体flt-1和kdrmRNA表达，而远离肿瘤的血管内皮细胞则无VEGF表达，也无明显的flt-1及kdr表达。正常肠肌层神经节细胞可见VEGFmRNA表达及其蛋白表达。故认为VEGF作用于肿瘤可能是直接作为血管内皮生长因子促进肿瘤血管生成，间接通过增加血管通透性，使血浆蛋白渗出、纤维蛋白降解、基质血管化。Warran等E1“研究了8个结肠癌细胞株和30例大肠癌肝转移标本，发现它们都有丰富的VEGF表达，绝大多数flt-1及kdr亦阳性。在肝转移灶内，表达大大强于其周围肝实质肝窦内皮细胞。Tskahashi等^[17]人发现VEGF高表达和血管计数高的结肠癌转移发生率也高，但并非所有血管计数高的肿瘤都有VEGF高表达，提示可能有其它因素参与肿瘤血管的调控，如PILECGF，bFGF等。Drix等^[18]检测了44例未治疗的有转移或复发的晚期大肠癌病人血清VEGF及bFGF浓度，发现6个月内体积增大了2倍的肿瘤病人血清VEGF，bFGF浓度高于其它病人，与原发病灶数及转移范围无关，认为血清VEGF，bFGF水平有估计大肠癌病人预后的价值。

　　大肠癌细胞VEGF的表达受多种因素调节：①受肿瘤细胞密度调节，高密度生长者VEGF表达高于低密度生长者，以VEGF₁₈₉为主，将稀疏生长的肿瘤细胞置于高密度生长的肿瘤细胞的培养液中，其VEGFmRNA表达升高，提示VEGF受一种不明可溶性因子的调节^[19]；②IGF-1可增加大肠癌细胞VEGFmRNA的表达，用IGF-1单克隆抗体可拮抗IGF-1的这种作用，IGF-1可通过诱导VEGFmR-NA的表达，调节肿瘤血管生成，促进了肿瘤生长^[20]；③缺氧可使大肠癌细胞VEGF的表达增强^[21]；④TGF-B_l可抑制未分化及分化的结肠癌细胞VEGF的表达^[22]。

　　3 针对VEGF治疗大肠癌

　　鉴于肿瘤血管生成在肿瘤的生长、转移和复发中起重要作用，因此人们提出以肿瘤血管为治疗靶以破坏肿瘤血供，杀死肿瘤细胞或抑制其生长和转移。其策赂是干预调节肿瘤血管生成的某些因子产生和作用等关键环节。包括：①抑制肿瘤血管生长因子的释放，②利用血管生长因子抗体阻断其作用；③封闭或破坏血管生长因子受体；④抑制血管内皮细胞的分裂和迁移；⑤干扰血管内皮细胞分化为完整的毛细血管及阻断新生血管与宿主血管的吻合等^[23]。

　　3．1 利用反又转染技术降低大肠癌细胞VEGF的生成 E11is等^[24]给VEGF低表达的大肠癌株SW₄₈₀转染顺义VKGF质粒，给VEGF高表达的大肠癌株SW₆₂₀。转染反义VEGF质粒。结果前者VEGF的分泌增加了6倍，在其培养液中生长的内皮细胞渗透性增加了1．5～2倍；后者VEGF分泌减少50％，在其培养液中生长的内皮细胞渗透性降低25％～50％。因此，利用反义转染技术可降低VEGF分泌，抑制肿瘤血管生成，从而抑制肿瘤的生长。

　　3．2 利用VEGF单克隆抗体阻断VEGF的作用　　Yuan等^[25]用VEGF单克隆抗体使裸鼠皮下种植性大肠癌血管对白蛋白渗透性降低，其程度呈时间依赖型并与给药途径有关。皮下注射后4天无反应；而静脉注射后6小时血管通透性即降低，并观察到血管直径减小、扭曲减轻。4个疗程后血管完全消失。Warran等^[16]用VEGF单克隆抗体大肠癌肝转移模型鼠，抑制了皮下种植病灶的生长，肝转移的数量及大小明显减小，在肝转移灶内未见有血管生成及flt-1和kdr的表达。

　　另外Bor8strom等^[26]观察到VEGF单抗可完全抑制棵鼠皮下种植性横纹肌肉瘤的血管生成。Ra-makrishnan等^[27]用VEGF-白喉毒结合物在体外特异性抑制了kdr／flt-1阳性内皮细胞的增殖；在体内阻断了bFGF诱导的雏鸡绒毛膜尿褒膜新生血管的生成，提示此法也可用于大肠癌的治疗。

　　可见，肿瘤血管的生成、完整性和渗透性与肿瘤组织内的VEGF密切相关。抑制VEGF分泌或阻断其作用不仅可以降低肿瘤血管的通透性，还可使肿瘤血管扭曲减小、变细，甚至使其消失。

　　几乎所有大肠癌组织中都有VEGF表达，肯定了VEGF在大肠癌中的作用，但不同分化程度大肠癌组织中VEGF的表达情况尚不清楚。利用反义转染技术可降低大肠癌细胞VEGF的分泌，VEGF单克隆抗体可阻断VEGF的作用，破坏VEGF受体抑制血管内皮细胞的增殖和新生血管的生成。这不但证实了VEGF在大肠癌肿瘤血管生成中的作用，也提示了干预VEGF的生成及其作用环节或破坏其受体可抑制大肠癌肿瘤血管的生成，从而抑制大肠癌的生长、转移，为临床治疗大肠癌提供了新思路。

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