大肠癌的肿瘤新生血管研究进展

中国肛肠病杂志 2002年第2期第22卷

河北医科大学第三医院肛肠外科（河北；石家庄050051）　孔斌；赵发；郭伶俐

关键词：肛肠病；肿瘤血管形成；大肠肿瘤；诊断；治疗

　　摘要：1、与大肠癌血管生成有关的生长因子

　　1.1血管内皮生长因子（VEGF） 血管生成需要生成因子的参与，现已发现的许多血管生成因子中，VEGF是比较重要的一种，对内皮细胞增殖、迁移和血管构建的调控作用强，而且特异性高。Brown等研究证明，大肠癌VEGF及其共轭受体KDR和flt-1的表达明显高于大肠腺瘤。

　　Takahashi等研究了VEGF和KDR与大肠癌血管形成、转移和增殖的关系，发现转移性肿瘤，VEGF和KDR的表达明显高于非转移性肿瘤，其血管密度也高于非转移性肿瘤。因此，检测VEGF的表达及血管密度有助于预测大肠癌转移的危险性。进一步研究发现，原发性大肠癌患者肝转移灶中VEGFmRNA呈广泛的表达。

　　1.2碱性纤维母细胞生长因子(bFGF) bFGF和VEGF在诱导新生血管形成过程中具有协同作用。Folkman认为在肿瘤血管生成过程，肿瘤细胞、内皮细胞、巨细胞分泌多种特异性生长因子（肿瘤血管生长因子TAF），刺激内皮多种增殖，诱导新生血管产生。但是这些生长因子在大肠癌中的作用未完全清楚。

　　Landriscina等研究了35例大肠癌患者，提示bFGF和VEGF在大肠癌血管生成中可能的机制：⑴bFGF是早期由肿瘤细胞和肿瘤周围细胞分泌，但可能对于血管生成表型转换是非特异性事件，并且与Dukes分期和TNM分期、转移无关；⑵VEGF在血管生成过程中可能是相对较晚期事件，因此与肿瘤进展、转移和预后有比较重要的意义。

　　1.3PD-ECGF/dThdpase pyNpase（嘧啶核苷磷酸化酸）是嘧啶-核苷分解过程中的一个重要的酶，已发现其存在有两种形式。一种是尿嘧啶核苷磷酸化酶(Urdpase)，主要存在于动物体内；另一种是胸腺嘧啶核苷磷酸化酶(dThdpase)，主要存在于人体内，而且在肿瘤组织高于正常组织，在办肠道肿瘤和乳腺肿瘤又高于其他肿瘤。

　　Haraguchi等发现人PD-ECGF与dThdpase的氨基酸序列中有120个完全相同；Usuki等发现PD-ECGF具有dThdpase活性，所以普遍认为PD-ECGF与dThdpase两个名称可以互换使用，甚至认为是同一物质，实际上到目前为止，两者全部氨基酸序列的比较还没有报道。

　　PD-ECGF/dThdpase发挥血管生成活性是通过降低胸腺嘧啶脱氧核苷（抑制内皮细胞增殖）水平实现的；另一种观点认为酶的代谢产物2-脱氧核苷-1-磷酸具有血管生成活性和趋化性。

　　研究表明，与其他血管生成因子相似，PD-ECGF/dThdpase在大肠癌中表达增加，且与侵袭、转移密切相关，可以作为一个预后指标。

　　有大量的研究证明，化疗药物5'DFUR通过消除PD-ECGF/dThdpase活性抑制大肠血管生成，主要是由于dThdpase催化5'DFUR转化为5-FU是发挥抗癌作用的第一点。

　　但最近的研究也出现了相反报道，Saito等研究了80例大肠癌标本，发现PD-ECGF高表达的病人与低表达的病人相比，淋巴和血性转移率较低，且有更好的预后，PD-ECGF表达与血管分级无关，提示PD-ECGF在大肠癌肿瘤新生血管化中几乎没有作用，而主要作用在抗肿瘤免疫方面。

　　2、大肠癌血管生成和细胞凋亡的关系

　　研究证明在多种肿瘤（乳腺癌、胃癌、肝癌、前列腺癌、头颈部肿瘤等）血管生成与肿瘤细胞自发性凋亡呈负相关，在大肠癌也有类似报道，其具体机制还十分清楚，大多数研究者认为缺氧在血管形成和细胞凋亡之间发挥了重要的调节作用。即缺氧可以诱导细胞凋亡，也可以诱导新生血管形成，肿瘤发生时新血管生成增加以缓解局部缺氧状态，从而抑制了细胞凋亡，因此血管生成民细胞凋亡呈负相关。

　　Matsuurat等证实在64例进展大肠癌患者中dThdpase/PD-ECGF阳性表达，同时细胞凋亡指数（AI）降低，肿瘤内微血管密度（IMVD）增加。Spearman等级相关回归分析后发现，AI和IMVD呈现显负相关(r=0.51,P＜0.001)。此结果又通过治疗实验进一步证实，大肠癌患者n=32术前给予喃氟啶栓剂14天，能够有效增加细胞凋亡，同时降低IMVD和dThdpase表达。

　　3、大肠癌血管生成的临床意义

　　3.1大肠癌血管生成与临床分期 大多数研究者认为大肠癌血管生成与临床分期有关，但是并没有统一的结论。例如Tomisaki等对175例大肠癌患者进行研究，并且采用抗CD₃₄抗体和抗Ⅷ因子相关抗原抗体免疫组化方法作为结果的对照，MVD（微血管密度）值为DukesA期30.1±10.8，Dukes b期32.3±12.2，DukesC期36.1±11.3，DukesD期有显著差异(P=0.0192)，而DukesA，B，C三期之间则无差异。

　　Takebayashi等研究了168例原发性大肠肿瘤患者，测得微血管计数（MVC）值为DukesA期39.3±18.4，DukesB期68.9±35.7，DukesC期82.1±40.8，结果A和B，A和C之间均有显著差异(P＜0.001)。

　　另外，按分化程度分组，高分化组与中低分化组之间MVD差别显著。

　　也有相反报道，如Paola Bossi等认为肿瘤MVD值与肿瘤分期、分级等无关，肿瘤血管生成大肠肿瘤发生的早期事件。

　　3.2大肠癌血管生成与转移 肿瘤新生血管形成上呈一种不规则的扭曲状态，血管基底膜发育不良，成裂隙状，使得肿瘤细胞极易穿透血管壁进入血液循环形成远处转移。

　　首先，不考虑转移的形式，发生转移的肿瘤的微血管计数值明显高于未发生转移的肿瘤(P＜0.001)。进一步应用多元回归分析，肿瘤内微血管计数与血行转移有显著相关性，但与淋巴结转移和腹膜转移无关。

　　Tomisaki等用F8-RA抗体染色175例大肠癌标本，也证实MVD与淋巴结转移和腹膜转移无关，但是与淋巴结侵袭、小静脉侵袭及肝转移显著相关(P=0.004,P=0.0490,P=0.0118)。

　　3.3大肠癌血管生成与预后 Sheneber等发现高微血管数量对较差的无瘤生存（OFS）和总生存（OS）是一个独立的预后因素。Takabayshi等用抗人Ⅶ因子兔抗血清免疫组化方法测定大肠癌(n=163)内皮细胞的微血管计数，发现高微血管计数是预后差的独立指标。

　　C Jay Engel等研究了35例大肠癌患者，以肿瘤微血管计数（抗CD₃₁）、血管侵袭、Dukes分期和肿瘤分级建立了一个多变量回归模型。在排队血管侵袭和肿瘤分级等因素后，发现Dukes分期和微血管计数(≥65/每高倍视野)都是独立的预后指标。并且，当控制了Dukes分期后，肿瘤内微血管计数是一个很好的复发预示指标，但不能预示复发的时间。总的来说，原发性大肠肿瘤术后血管生成定量与Dukes分期相比较单独能提供更多的预后消息。高微血管计数（≥65），不考虑Dukes分期，可以认为有复发的高危险性，这些病人应给予严密的监视和辅助治疗。

　　相反的结论有：Bossi等用抗CD₃₁单抗进行免疫组化方法测定大肠癌(n=178)内皮细胞中微血管密度的结果，未能证实微血管密度具有任何预后价值，Lindmark等证明大肠癌肿瘤内微血管密度（IMVD）与良好的生存预后有很好的相关性，这种分岐应归于使用抗体的不同。

　　术后病理学分期是大肠癌最强有力和最准确的预后指标，其他各种检测方法也有重要的诊断预后作用，但是都有相应的缺点，如免疫组化方法所测定的蛋白表达会随抗体而改变。所以在测量肿瘤血管化作为预后指标时，最好同时使用不同的抗体，如抗CD₃₁抗CD₃₄或Ⅷ抗原体作为结果的对照。

　　4、大肠癌血管生成与p53基因

　　p53基因可能的作用机制有：

　　⑴p53基因的作用包括诱导调亡途径，还包括结合在大量其他基因的启动子区调节这些基因的表达。Takahashi等证实p53阳性大肠与p53阴性大肠癌标本相比，VEGF表达有显著差异(P＜0.0001)，并且阳性表达、VEGF、MVC之间显著相关(P=0.0106,P＜0.0001)。

　　⑵p53基因直接或间接地增加bFGF、PD-ECGF和HGF的基因的转录。

　　最新研究证明在粘膜层癌（包括腺瘤和重度不典型增生）VEGF的表达由突变型p53通过蛋白激酶C调控，而粘膜下层癌（未及肌层）还有其他调节途径。

　　⑶Thrombospondi-1(TSP-1)是一种血管生成抑制剂，调控内皮细胞的粘附，移行和生长。TSP-1在正常动物和人有高水平表达，而在肿瘤细胞表达水平低，原因是受到野生型p53的调控，肿瘤发生过程中，野生型p53突变，所以TSP-1水平急剧下降。

　　5、抗血管生成治疗大肠癌

　　5.1血管生成抑制剂 抗血管生成治疗大肠癌主要还处于动物实验阶段，只有少量进入早期临床实验阶段。具体机制有：⑴抑制血管生成因子；⑵增加血管生长抑制因子；⑶最近基因治疗利用基因工程操纵血管调节因子的表达，达到下调血管生长因子或上调血管生长抑制因子的目的，开辟了治疗方法的新领域。

　　在动物实验中，TNP-470抑制了大肠癌异种移植物的生长和转移；VEGF中和抗体抑制了小鼠人大肠癌异种移植物的生长和转移；KDR高特异性单抗治疗肝转移直肠癌小鼠模型，发现不仅抑制肿瘤血管生成，而且导致内皮细胞死亡。

　　5.2化学药物的抗血管活性 具体机制有以下几种假设：⑴通过抑制或消除某些血管生成因子，使血管生成平衡向相反方向发展，如5-DFUR可能通过消除TP/PD-ECGF发挥抗血管活性；⑵根据血管生成与细胞凋亡的关系，化学药物诱导细胞凋亡增加同时抑制血管生成；⑶通常化学药物的细胞毒性诱导肿瘤细胞和内此细胞等死亡，致使血管生成因子减少。

　　5.3抗血管生成治疗与传统治疗相结合 大多数研究者认为抗血管生成治疗能阻止肿瘤的生长和转移，使肿瘤退化至微小休眠灶，但是直径小于1cm的肿瘤即使没有血管也能存活，这时抗血管生成治疗将没有意义。从这个意义上来说，抗血管生成治疗能很好的控制肿瘤，但能否真正消除肿瘤还需进一步论证。

　　另外抗血管生成治疗通过降低间质压力增加化疗药物进入肿瘤，还能使肿瘤对放疗更敏感。

　　有实验表明，不同的抗血管治疗有协同作用，因此，将为联合放化疗和抗血管治疗可能是恶性肿瘤（包括大肠癌）辅助治疗的最佳选择。

　　6、前景和展望

　　肿瘤血管生成的研究虽然仍处于起步阶段，很多机制还不十分清楚，但是对于大肠癌的诊断、治疗和预后的评价已经产生了重大的影响。随着基础研究的发展，大肠癌血管生成将具有更广阔的研究和应用前景。