抗血管生成治疗用于骨肉瘤的研究进展

王炳辉，蒋电明

(重庆医科大学附属第一医院骨科，重庆　400016)



抗血管生成治疗用于骨肉瘤的研究进展

王炳辉，蒋电明

(重庆医科大学附属第一医院骨科，重庆400016)

[摘要]骨肉瘤是我国年轻群体中常见的恶性肿瘤之一，其恶性程度高，预后差，复发及转移性骨肉瘤对各种治疗手段都不敏感，临床亟需新的治疗方案。抗血管生成治疗是治疗恶性肿瘤的一种新的治疗方式，目前尚处于探索阶段，本文就抗血管生成治疗用于骨肉瘤的研究进展进行综述。

[关键词]骨肉瘤；血管新生；抗血管生成

骨肉瘤是主要发生于青年与儿童群体的恶性肿瘤，其发病率约占骨肿瘤的20%，占小儿肿瘤的5%，男女比例1.4∶1。骨肉瘤最常发生于胫骨近端、股骨远端及肱骨近端的干骺端，起源于间充质细胞，恶性程度高，预后差[1]。骨肉瘤易转移，最常见的部位为肺[2]，约20%的患者在就诊时已经发生转移，30%～40%的患者在病程后期转移或复发[1]。骨肉瘤的标准根治疗法包括手术和化疗。未发生转移的患者经早期标准治疗，5年无病生存率(event-free survival rate)由20世纪60年代的10%～20%提高到70年代的60%～70%[3]，但近40年来患者5年生存率却徘徊不前。传统的治疗方法遇到瓶颈，一方面是由于化疗导致肿瘤产生耐药，另一方面是由于化疗产生的心脏、肾脏毒性及听力丧失等严重的副反应[4]。另外，对于复发及发生转移的患者，长期生存率(long-term survival)<20%，预后极差，成为死亡的主要原因，目前尚无好的治疗对策[5]。鉴于此，临床亟需一种针对耐药、复发及转移的骨肉瘤的新的治疗方案。

肿瘤的抗血管生成治疗策略始于20世纪70年代，自Folkman等[6]于新英格兰杂志提出肿瘤生长和转移依赖于肿瘤内部新生血管形成的观点后，国内外研究学者开始致力于抗肿瘤新生血管策略的研究，此后大批的抗新生血管药物问世，为治疗肿瘤开辟了一种除手术、化疗、放疗外的全新的治疗模式。本文就抗血管生成治疗策略在骨肉瘤中的研究进展进行综述。

1恶性肿瘤新生血管概述

肿瘤的生长需要血供，当肿瘤直径>2 mm时，即需要诱导新生血管形成获取血供，否则肿瘤即发生坏死[7]。血管生成在肿瘤的生长、侵袭、转移等行为中均发挥重要作用。恶性肿瘤血管生成的机理复杂，至今尚无统一定论，目前比较被认可的为血管调控平衡理论。该理论认为血管的生长是在一系列促血管生成因子，如血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)、血小板源性生长因子(platelet-derived growth factor, PDGF)和抗血管生成的细胞因子，如内皮抑素(endostain)、血管抑素(angiostain)等细胞因子的严格调控下完成的。新生血管的过程由癌基因变异、机械压力、乏氧等因素启动，包括：(1)血管生成(vasculogenesis)。通过内皮祖细胞和造血干细胞的聚集、迁移、分化，在原本无血管的区域生成新的血流通道。(2)血管新生(angiogenesis)。在原有血管的基础上，通过内皮细胞的增殖和迁移、细胞外基质的降解，生成新的血管。(3)血管生成拟态(vasculogenic mimicry)。肿瘤细胞通过自身变形和基质重塑，形成无血管内皮覆盖的血管，建立肿瘤微循环[8]。各种细胞因子在新生血管形成过程中发挥重要作用，主要包括：(1)乏氧诱导因子-1(hypoxia inducible factor-1, HIF-1)。当肿瘤处于低氧的环境时，便于HIF-1的产生。HIF-1为葡萄糖受体与VEGF之间的转换因子，可诱导VEGF产生，使肿瘤细胞适应低氧的环境[9]。(2)整合素。整合素是一组介导细胞与细胞、细胞与基质间黏附的跨膜蛋白，在细胞的浸润、增殖和凋亡中发挥重要作用。整合素αVβ3在血管内皮细胞中高度表达，参与血管内皮细胞增殖、迁移的过程[10]。(3)VEGF。VEGF家族(VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D)及它们的受体(VEGF-1、VEGF-2、VEGF-3和神经纤维网蛋白)为众多促血管因子中的一种，却在血管生长过程中发挥极其重要的作用。VEGF为所有间接促血管生长因子作用的中介，是血管平衡转换中的关键蛋白[11]。VEGF也可以破坏血管屏障，增加血管渗透性[12-13]。肿瘤新生血管形成不同于生理性的血管生长，由于促血管因子特别是VEGF生成，使促血管生成因子与抗血管生成因子失衡，肿瘤血管出现排列杂乱、高度扩张、扭曲变形等异常，同时新生血管存在内皮细胞、周细胞及基膜缺损，肿瘤细胞易通过缺损的血管基膜进入血液，这也是恶性肿瘤易发生血性转移的原因之一[13]。

2骨肉瘤抗血管生成治疗策略

细胞表面糖蛋白CD34和肿瘤微血管密度(microvessel density，MVD)作为新生血管评价指标，已得到广泛认可，其与肿瘤生长速度和转移呈正相关，这在前列腺癌、结肠癌等多种实体肿瘤中得到证实。而骨肉瘤中CD34阳性率达96.7%[14]，表明骨肉瘤中存在活跃的新生血管行为。血管新生的程度与其生长、浸润及转移密切相关。

2.1VEGF在骨肉瘤中的表达及临床意义骨肉瘤的生长需要血管生成，骨肉瘤中VEGF基因表达被明显放大，VEGF高表达的患者肿瘤无病生存期(tumor-free survival,TFS)短，预后差，因此VEGF可作为评估骨肉瘤复发转移风险及预后的重要指标[15-16]。Tanaka等[11]在骨肉瘤动物模型上的研究证明，利用帕唑帕尼降低VEGF的表达可明显抑制骨肉瘤的肺转移。

2.2抗血管生成治疗制剂及其抗肿瘤效果研究

2.2.1内皮抑素内皮抑素是O’Reilly 等[17]在1997 年从小鼠的血管内皮瘤细胞(EOMA)的培养血清中分离出来的一种血管生成抑制剂，它是细胞外基质胶原ⅩⅧ的C末端非胶原区的氨基酸片段。内皮抑素为内源性抗血管因子，其抗血管效应涉及血管生成的多个步骤，包括抑制血管内皮的浸润、增殖、迁移等[18]。其抗血管生成机理复杂，目前尚无统一定论，主要包括下调促血管生成因子(如VEGF)、调节机理蛋白金属酶(matrix metalloproteinase，MMP)、促进血管内皮凋亡等。许多临床前试验已经证实内皮抑素可抑制骨肉瘤细胞的生长。骨肉瘤本身亦有内皮抑素表达。Xu等[14]的一项临床研究发现与其他类型的骨肿瘤相比，骨肉瘤中内皮抑素表达明显增高，阳性率86.7%，可作为骨肉瘤诊断指标。更有意义的是在有肺转移的患者中检测到内皮抑素的表达明显降低，提示内皮抑素有可能抑制骨肉瘤的转移。这正好也解释了肿瘤伴随抵制现象(原发肿瘤抑制隐匿肿瘤转移灶的现象)[19]，有可能是由于原发肿瘤产生更多的内皮抑素，从而抑制了肿瘤灶的转移[7]。Xu等[20]的一项临床随机对照试验入选了116名新诊断为骨肉瘤的患者，随机分为2组，分别接受单纯化疗和内皮抑素联合化疗治疗。通过切取化疗前和化疗后的组织标本比较发现，无内皮抑素组化疗后骨肉瘤组织中VEGF和CD31表达会明显增加，MVD明显增加。结果表明化疗可诱导新生血管行为，而使用内皮抑素可有效抑制这一过程，显著降低MVD。通过对患者5年的随访发现，单纯化疗组与联合治疗组无病生存率分别为56%和70%，肺转移率分别为34%和24%。研究结果表明内皮抑素可显著提高患者无病生存率，并降低肺转移风险，使患者临床获益。

2.2.2索菲拉尼酪氨酸激酶受体在肿瘤生长及血管生成中发挥重要作用。索菲拉尼为口服多激酶抑制剂，可抑制RAF/MEK/ERK信号传导通路、干细胞因子受体(c-kit)、成纤维因子受体(fibroblast growth factor receptor-1, FGFR-1)等，抑制肿瘤细胞增殖。同时，索菲拉尼也是一种血管生成抑制剂，通过抑制VEGFR-2和VEGFR-3的磷酸化过程抑制血管生成[21]。 Grignani等[22]的一项多中心的Ⅱ期临床试验通过对35名失去手术机会的高度恶性骨肉瘤患者采用索菲拉尼治疗，随访至4月时，46%的患者肿瘤无进展，远大于30%假设阈值；通过14月随访发现，所有接受治疗的患者平均无病生存期为4月，平均总生存期7个月，临床获益率为29%；其中无完全缓解(compelet respons,CR)的病例，3例(9%)发生部分缓解(partial remission,PR)，2例发生微小缓解(minor remission,MR)。结果证明索菲拉尼在骨肉瘤的治疗中有效，可作为二线或三线的替代治疗方案。Yang等[23]的一项动物实验表明，索菲拉尼与紫杉醇有协同作用，2种药物联合使用可更有效地抑制肿瘤细胞的增殖。

2.2.3贝伐单抗贝伐单抗是一种针对VEGF的单克隆抗体抑制剂，为目前最有效的抗VEGF制剂，于2004年被美国FDA批准上市，在结肠癌、乳腺癌等实体肿瘤治疗中取得了明显疗效[24-25]，对于骨肉瘤的治疗目前还处于积极探索中。Scharf等[26]的一项动物实验表明贝伐单抗减慢骨肉瘤的生长速度，降低了VEGF的表达与MVD。目前一项由美国国家卫生院主持研究的贝伐单抗联合化疗治疗骨肉瘤的Ⅱ期临床试验正在进行中，这场试验开始于2008年，为期10年，依据目前的研究结果，可以预测贝伐单抗未来会在骨肉瘤的治疗中发挥重要作用。

3总结及展望

综上所述，作为一种崭新的抗肿瘤的思路和途径，抗血管生成治疗目前在骨肿瘤的治疗中显示出巨大的潜力，为复发及转移特别是对传统的化疗药物耐药的患者提供了一种新的可能。与传统的抗肿瘤药物相比，抗血管生成治疗的优势在于：(1)以新生血管为治疗靶点，不会影响人体其他细胞，从而大大降低了胃肠道反应及骨髓抑制等副作用；(2)内皮细胞基因相对肿瘤细胞稳定，不易产生耐药。但与其他的新的疗法一样，血管生成抑制剂的治疗效果评价需要前瞻性的临床随机对照实验加以验证，抗血管生成治疗在骨肉瘤治疗领域距离真正应用于临床尚有一段距离。目前尚存在的问题及以后研究的方向包括：(1)需要更多的高质量的临床随机对照实验证明其抗肿瘤效果，包括提高生存率、改善预后、抑制转移等；(2)对其给药途径、剂量及用法做研究，探究其最佳用药剂量及途径；(3)确定抗血管制剂未知的副作用，保证用药安全。

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(收稿日期：2015-12-08)

[中图分类号]R738.1

[文献标识码]A

DOI:10.11851/j.issn.1673-1557.2016.02.005

通信作者：蒋电明，jdm571026@vip.163.com

基金项目：国家自然科学基金(编号81472057)

优先数字出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1688.R.20160311.2143.024.html