血管内皮生长因子与肝癌

兰 涛，周国庆，王桂华

综述

血管内皮生长因子与肝癌

兰 涛，周国庆，王桂华

肿瘤血管生成与肿瘤的增殖、侵袭和转移密切相关，在众多影响肿瘤血管生成的因子中，血管内皮生长因子及受体的研究倍受人们关注。原发性肝癌是我国常见的恶性肿瘤之一，给人类生命安全带来严重威胁。本文仅就血管内皮生长因子及其受体在肝癌诊断、治疗过程中的作用现状作一简要综述。

肝癌；血管内皮生长因子；诊断；治疗

血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF）又称血管调节素或血管通透因子（vascular permeability factor,VPF），是一种以二硫键相连的二聚体糖蛋白化合物。近年来，随着VEGF与其特异性受体(vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR)研究的逐步深入，发现VEGF通过与VEGFR结合不仅可以促进内皮细胞的迁移、增殖，提高血管的通透性，促进新生血管、淋巴管的生成，还参与造血系统的发生与发展。大量的科学实验已经阐明，许多恶性肿瘤的侵袭性生长和转移都依赖于新生血管及淋巴管的生成，VEGF和其受体VEGFR在食管癌、胃癌、肝癌、乳腺癌等多种实体肿瘤中均有较高的表达，在肿瘤的生长和转移中发挥着重要作用。本文仅就其在肝癌发展、治疗过程中的作用进行文献综述。

1 VEGF及VEGFR

1.1 VEGF家族 Senger等于1983年在豚鼠转移模型的腹腔渗液和多种恶性肿瘤的细胞培养液中，分离纯化得到一种可以诱导血清蛋白从血管渗漏而不引起血管内皮细胞破坏的蛋白化合物，并将其命名为血管渗透因子（vascular permeability factor,VPF）。Ferrara等又在牛垂体滤泡星状细胞的体外培养液中纯化，发现其是一种具有高度特异性的血管内皮细胞有丝分裂素，在动物的肝脏、肾脏、大脑、骨骼等组织中广泛存在，首次将其命名为VEGF。随后，又相继发现了多种和VEGF结构、功能类似的蛋白，分别被命名为VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E、VEGF-F和胎盘生长因子（placenta growth factor,PLGF）。人类VEGF的基因由8个外显子和7个内含子构成[1]，包括VEGF-121、VEGF-145、VEGF-165、VEGF-189和VEGF-206五种亚型，基因全长28Kb,编码基因占1/2,但人体以VEGF-165的表达为主。

VEGF-A（即通常所说的VEGF）定位于人体的第6对染色体上，当其转录成mRNA经选择性剪切后，有5种不同的蛋白异构体，根据氨基酸数目分别为VEGF-A121、VEGF-A145、VEGF-A165、VEGF-A189、VEGF-A206，其中VEGF-A165既可以分泌到细胞外，也可以和细胞表面或细胞外基质相结合，是最重要的同源单体，具有最好的生物利用度和生物潜能[2]。VEGF-B定位于人体的第11对染色体上，由7个外显子和6个内含子构成，可剪切为VEGF-B167、VEGF-B186两种蛋白异构体，同VEGF-A有43%的同源氨基酸。VEGF-C定位于人体的第4对染色体上，与Flt-4的表达范围相似，均在淋巴管丰富的区域显著表达。VEGF-D的结构与VEGF-C相似，基因长度为50 kb,在成人的心、肺、结肠、骨骼肌等组织中表达丰富。VEGF-E最早在羊口疮病毒感染组中分离纯化出来，其生物学效能和VEGF-A165类似。PLGF基因位于染色体2p16-21,存在2种主要的蛋白异构体。PLGF-1和PLGF-2在胎盘、甲状腺、肺脏和部分肿瘤细胞中均有表达。1.2 VEGFR VEGF通过与其内皮细胞膜上相应的受体结合后，发挥相应的生物学作用。研究发现，VEGF受体是一种镶嵌蛋白，目前发现的VEGFR包括VEGFR-1、VEGFR-2、VEGFR-3、和Neuropilin-1、Neuropilin-2，均由具有7个免疫球蛋白样结构的细胞外区、膜区及酪氨酸激酶区组成,均是跨膜受体,其中前3种属于酪氨酸激酶受体，后两种属于非酪氨酸激酶受体。不同的VEGF家族具有不同的受体结合位点,其中VEGF-A通过与受体VEGFR-1、VEGFR-2结合，主要增强血管的通透性和促进新生血管的生成，而VEGF-C、VEGF-D与VEGFR-3结合可以调节淋巴管的形成[3]。

2 VEGF在肿瘤血管生成中的作用

肿瘤的生长和转移依赖于新生血管的形成，肿瘤既可以通过肿瘤血管从宿主获得氧气、营养物质、生长因子等物质成分，又可以通过肿瘤血管持续的向宿主输送转移细胞，从而在机体的其他部位继续生长和诱导血管的肿瘤形成，导致肿瘤的转移[4]。恶性肿瘤组织新生血管的生成是一种极度复杂的动态过程，有多种促血管生成分子及抗血管生成分子参与其中，其主要的流程包括：（1）血管内皮细胞在肿瘤细胞分泌出的多种血管生成因子的影响下，出现一系列的形态改变,如出现伪足、多种细胞器的大小改变及增加细胞器的数目等。（2）毛细血管的基底膜及其邻近的细胞外基质受到血管内皮细胞、肿瘤细胞分泌的蛋白酶的降解，继而重塑细胞外基质。（3）血管内皮细胞在毛细血管后微静脉分化生成血管新芽，在肿瘤细胞汲取营养的基础上血管内皮细胞得以增殖，最终分化、成型新生的肿瘤微血管。目前对VEGF及其受体VEGFR在肿瘤血管新生中的调节机制尚不十分清楚，但认为VEGF及VEGFR在肿瘤中可能起以下作用：（1）增加血管的通透性。（2）促进血管内皮细胞的增殖。（3）促进血管支持物的生成。（4）抑制肿瘤细胞的调亡。从而为恶性肿瘤的浸润、转移创造条件。Patruno等[5]研究还发现，VEGF的分子结构中存在有信号肽结构，这种结构利用旁分泌的作用可明显增加新生血管的密度。同时，肿瘤组织中的新生血管在VEGF的影响下可发生生理弯曲，这样不仅能增加血管通透性，还可以加大肿瘤组织中内皮细胞间的缝隙，从而为肿瘤细胞汲取更多的营养物质提供生理基础，同时也有助于肿瘤细胞穿透血管壁进入血液系统发生转移。肿瘤恶性细胞也可合成分泌VEGF，反过来促进了肿瘤的生长。

3 VEGF在肝癌组织中的表达与作用

肿瘤的发生和发展都离不开肿瘤的血管形成。肝癌是一种生长迅速、恶性程度高的富血供肿瘤，更离不开新生肿瘤血管的生成。众多实验研究证实，肝脏恶性肿瘤中，VEGF的表达显著比正常肝脏组织高，这表明其在肝脏恶性肿瘤的发生发展过程中起到重要的作用。在肝癌患者血清中，VEGF含量与TNM分期呈正相关，且与微血管密度值明显相关。Poon等[6]研究了外周血及引流静脉(血浆和血清)中的VEGF水平，并与肝脏肿瘤部位的血管内皮生长因子表达水平进行比较后发现，血液中VEGF的高表达和肝内转移、微静脉侵袭等密切关联，并认为血液中VEGF是预测肝癌侵袭的分子标志物，外周静脉血中血管内皮生长因子水平是肝癌进展的敏感指标之一。研究发现，肝癌患者血清中AFP、CEA、VEGF和AFU表达增高，与肿瘤的大小及分期密切相关。在肝脏肿瘤中以5 cm为界，凡是大于5 cm的其VEGF表达水平显著高于小于5 cm的。提示血清VEGF可以作为肿瘤大小的一个分子标志物，其水平随肿瘤大小不同而变化，它的高表达预示着患者预后效果不佳。通过检测血清中VEGF的水平，可以确定肝癌是否发生转移,其准确性、特异度和灵敏度均非常理想。此外，VEGF和AFU在肝脏恶性肿瘤的血清中呈现正相关，可能两者在肝癌的发生发展过程中具有协同作用。VEGF可作为独立于AFP的诊断指标，与AFP联合检测对肝癌的诊断起互补的作用。Mukozu等[7]研究表明，在肝癌的肿瘤标志物中，VEGF同AFP一样可作为一项有意义的预测诊断指标，AFP在预测肿瘤类型发面特异性明显，而VEGF则在预测肿瘤血管的侵犯及转移方面灵敏度较高。国内崔刚，孙旭日，王智娜等[8-10]利用免疫组化方法对肝细胞癌中VEGF及其抑制蛋白表达的研究，发现高表达的VEGF与肝癌的发生和发展密切相关，上调VEGF的表达可促进肝细胞癌肿瘤血管生成,加速肝细胞癌的侵袭、转移。刘国庆等[11]应用real-time PCR和Western blot检测肝癌、癌旁组织中VEGF-A mRNA的表达，,发现在肝癌组织中VEGF-A表达上调，抑癌基因丧失对VEGF-A表达的抑制作用可能是肝癌发生、发展的重要机制之一。也有人通过ELISA法检测肝癌患者介入栓塞前后血清VEGF的水平，术前肝癌患者血清VEGF的水平与门脉癌栓和动脉瘘相关，术后4 d血清VEGF水平降低的肝癌患者有较好的近期疗效和生存率，进而提示术后血清VEGF水平的变化可作为一项独立评TACE疗效的预后指标。此外，国内学者通过病理切片观察，以不同温度建立兔肝癌模型并行射频消融术后兔残留癌模型组织的VEGF因子表达水平，发现较低温度的消融术后残留癌体积较大且残留癌组织VEGF表达均明显增强。进一步证实残留癌的发生率与肿瘤的大小、射频消融的温度有关,肿瘤的大小和温度对VEGF有重要影响,VEGF对残留癌的生长及转移有重要作用[12]。郑清平等[13]通过检测放疗前后肝癌患者血浆中VEGF的表达，发现血浆中VEGF的水平可作为肝癌患者放疗效果的预测指标，并为制定治疗方案提供依据。低含量者放疗可收到较好的效果，而高含量者放疗可能不是首要的选择，或许行TACE等措施可以收到更大疗效。综上所述，在原发性肝癌患者中，血清VEGF的水平可以成为唯一的独立预测因子。关于VEGF调节肝癌细胞转移的机制目前尚无定论，依然需要国内外学者的进一步研究和探索。从目前的研究来看，可能是通过以下几条途径：（1）诱导破坏血管屏障，形成气孔和囊泡细胞器，增加血管的通透性，为肝癌细胞的转移提供便利。（2）肝癌细胞通过VEGF-C/VEGFR-3信号转导系统，特异性迁移、增殖肝癌组织邻近组织中的淋巴内皮细胞，促使淋巴管大量增生，为肝癌细胞转移提供新的途径。（3）促使内皮细胞产生组织因子和基质金属蛋白酶，改变血管内皮细胞外基质，进而加快降解外周基质和血管基底膜，为癌细胞的转移提供基础。（4）肝癌细胞的浸润性转移及其细胞外基质的黏附性，在淋巴管内皮细胞局部分泌的生物活性分子的影响下会发生改变，而这种改变为肝癌细胞转移至淋巴管提供便利。（5）外周基质中纤维原细胞在肝癌细胞的刺激下被激活，激活的纤维原细胞可进一步促使肝癌组织中VEGFR-A的分泌，进而生成新的肝癌组织血管。（6）VEGFR-A不仅可以利用分泌VEGFR-1的炎症分子细胞，促使VEGF-C、VEGF-D的分泌表达，进而诱导新生淋巴管的形成，还能直接结合VEGFR-2，诱导新生淋巴管的形成，为肝癌细胞的转移提供新的途径。

4 VEGF在肝癌治疗中的应用

血管内皮细胞生长因子是肝癌肿瘤新生血管的重要因子，与肝癌的发生发展及预后关系密切，VEGF高水平的患者预后要低于低水平的患者。因此，抗VEGF及其受体将成为肝癌治疗的新方向。

为了有效抑制肿瘤的生长，需要针对细胞内多种靶分子进行治疗，以肿瘤血管形成为靶点的抗肿瘤治疗（即损耗肿瘤细胞分泌的VEGF或切断VEGF信号转导通路）已成为近年来的研究热点。目前的方法包括：（1）单克隆抗体。利用抗VEGF单克隆及其受体的单克隆抗体,可封闭已分泌的VEGF及VEGFR,阻断VEGF诱发的内皮细胞信号传导,进而抑制肝癌组织新生血管的形成和肝癌的进一步发生发展。（2）抗VEGF核酶。核酶是一种具有酶活性的RNA分子,通过参与其分子RNA的特异性剪切、加工过程，序列特异性的切割靶点RNA分子。（3）VEGF分子片段。利用在VEGF上分离出来的小分子片段，可以有效阻断VEGF与KDR相结合，抑制分子下游信号通路的激活，从而抑制新生血管的生成。（4）可溶性VEGF受体。利用可溶性VEGFR可以竞争性结合分泌的VEGF，消耗肿瘤细胞产生的VEGF，阻断VEGF与功能受体的信号转导，抑制VEGF诱导的生物学作用。（5）RNA干扰技术。利用RNA干扰技术，在遗传分子学的角度抑制VEGF的转录、翻译，最终达到抑制VEGF分泌的目的。（6）VEGF表达的调控因子。利用调控因子（如缺氧诱导因子-1α、环氧化酶、蛋白激酶B、Non-Metastasis等）直接抑制VEGF的生成分泌，阻止肿瘤血管的形成，抑制肿瘤的侵袭性生长和转移。

VEGF在肝癌的侵袭性生长和转移过程中至关重要。近年来，随着科学技术的进步，VEGF的生物学作用将进一步明确，其潜在的临床应用价值将不仅在于抗肿瘤药物的研发，还可能在于作为肿瘤诊断指标和预测指标。VEGF对于肝癌治疗的应用价值也变得越来越重要，对于这一领域进行进一步的深入研究和探讨显得尤其必要。

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（收稿：2013-12-22 修回：2014-02-20）

（责任编辑 孔 棣）

R735.7

A

1007-6948(2014)02-0212-03

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河北省沧州市人民医院普外二科（沧州 061000）

兰 涛，E-mail：alan200300@163.com