李璟波 夏晖 刘阳
[摘要] 在目前已知的血管内皮生长因子(VEGF)家族成员中,VEGF-C与其受体3(VEGFR3)的生物学效应得到越来越广泛的关注。VEGF-C与VEGFR3不仅是调控淋巴管生成过程中最重要的信号通路,也是影响预后的重要因素。研究显示,肺腺癌中VEGF-C、VEGFR3高表达可能伴有更高的淋巴结转移率,并与微淋巴管密度成正相关,患者生存率低、预后差。因此,抑制VEGF-C和VEGFR3在肺腺癌中高表达能有效地减少肿瘤淋巴管生成和转移。但在针对肺鳞癌的研究中,VEGF-C与VEGFR3的表达与预后的关系存在争议。本文探讨VEGF-C与VEGFR3在不同病理类型的肺癌中表达与预后的关系,为后期治疗提供思路。
[关键词] 肺癌;血管内皮生长因子-C;血管内皮生长因子受体3;表达;预后
[中图分类号] R737.9 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2020)02(c)-0030-04
[Abstract] Among the currently known members of the vascular endothelial growth factor (VEGF) family, the biological effects of VEGF-C and vascular endothelial growth factor receptor 3 (VEGFR3) attract more and more attention. VEGF-C and VEGFR3 are not only the most important signaling pathways regulating lymphangiogenesis, but also important factors affecting prognosis. Studies on lung adenocarcinoma have shown that high expression of VEGF-C and VEGFR3 may be associated with higher lymph node metastasis rate, and there is a positive correlation with the density of microlymphatic vessels, leading to low survival rate and poor prognosis in patients. Therefore, inhibition of VEGF-C and VEGFR3 high expression in lung adenocarcinoma can effectively reduce tumor lymphangiogenesis and metastasis. However, the relationship between VEGF-C and VEGFR3 expression and prognosis in lung squamous cell carcinoma has been controversial. This study explores the relationship between VEGF-C and VEGFR3 expression and prognosis in different types of lung cancer, and provids ideas for later treatment.
[Key words] Lung cancer;Vascular endothelial growth factor-C;Vascular endothelial growth factor receptor 3;Expression;Prognostic
肺癌是常見的恶性肿瘤之一,且其发病率和死亡率在全球范围内呈现逐年上升的趋势,且预后一直不佳。近年来,肺癌研究的进展揭示了几个肿瘤功能的重要调解者,其中之一就是血管生成——肿瘤的生长和繁殖必不可少的关键环节,而促进这一进程的重要介质就是血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)。正是由于它的重要性,VEGF一直处于抗血管生成治疗的重点[1-3]。其中,VEGF-C与血管内皮生长因子受体3(vascular endothelial growth factor receptor3,VEGFR3)不仅是调控淋巴管生成过程中最重要的信号通路,同时也是影响预后的重要因素,因此成为研究者关注的焦点[4]。在抗VEGF/VEGFR的靶向药物成为第一个抗血管生成剂后的几年里,证实VEGF-C的高表达与淋巴结转移显著相关,许多癌症患者都受益于VEGF的靶向治疗[5-6]。鉴于此,本文拟对VEGF-C及VEGFR-3的表达及其与肺癌预后的关系作出综述。
1 VEGF-C与VEGF-R3
VEGF-C编码基因定位于染色体4 q34,其开放阅读框架编码由419个氨基酸残基的蛋白构成,包含7个外显子长1977 bp,分子量为46.9 kD。VEGFR3基因定位于5 q33~35,含有1298个氨基酸残基,分子量为195 kD。VEGFR3的细胞外区域由6个免疫球蛋白同源序列组成。在正常肺组织中,VEGF-C在胚胎发育过程中参与淋巴管内皮细胞的分化;而在肿瘤组织中,VEGF-C的表达不断增加,不仅可以通过促进内皮细胞的增生,诱导微血管的形成促使肿瘤细胞生长,还能通过增加内皮细胞的通透性促进远处淋巴结的转移[7-8]。在正常组织中,VEGFR3对胚胎毛细血管丛重塑发挥关键作用,并有助于成年人的血管和淋巴管生成[9]。在病理条件下,VEGF-C与VEGFR3结合可激活蛋白激酶C依赖的p42~p44有丝分裂原激活蛋白激酶途径以及Akt磷酸化从而调控淋巴管内皮细胞的增殖与迁徙。故而,VEGFR3与其配体VEGF-C结合能促进肿瘤相关淋巴内皮细胞增殖、分化与迁徙,在肿瘤细胞营养的维持、过度的增殖和远处转移的过程中都发挥了重要的作用。
2 VEGF-C和VEGFR3在肺腺癌中的表达及预后
VEGF-C和VEGFR3的激活对淋巴管的生成具有重要作用。淋巴结转移是影响肺腺癌患者预后的重要因素。研究发现[6],在肺腺癌中VEGF-C或VEGFR3阳性表达的患者相对于阴性表达的患者淋巴结转移率高,且生存率低。因此,肿瘤细胞中VEGF-C或VEGFR3的表达可被认为是不良预后因素。血管生成的调节异常在肿瘤发生、转移过程中扮演重要的角色。血浆中血管生成的生物标志物是肺腺癌的预后重要的参考指标。有学者认为[10],VEGF-C在伴有淋巴结转移的肺腺癌患者血浆和血清中的表达显著高于淋巴结阴性的患者,VEGF-C只有在淋巴结阴性组织中对无瘤生存期和总生存期才有显著的预测作用。
国内学者在这方面做了大量相关研究。在一项关于肺腺癌组织中VEGF-C及 VEGFR3的表达与肺腺癌淋巴结转移的关系研究中发现,肺腺癌组织中VEGF-C或VEGFR3的表达显著高于癌旁组织及正常肺组织,高表达的伴有更高的淋巴结转移率[11]。邹亮等[12]亦发现,肺腺癌中VEGF-C阳性率高的患者伴淋巴结转移率也相对较高。VEGF-C mRNA的阳性表达与患者年龄、肿瘤大小、病理类型之间无显著关联,但是与肿瘤P-TNM分期、分化程度以及淋巴结转移有显著关联。黄穗华等[13]研究指出,VEGF-C的阳性表达率还与微淋巴管密度之间存在正相关关系,VEGF-C高表达组的微淋巴管密度大于低表达组。尽管VEGF-C在不同病理亚型的肺癌组织中和新生淋巴管中的表达的意义还存在争议,但高微淋巴管密度者预后较差是可以明确的,這也意味着VEGF-C表达阳性患者预后较差。
3 VEGF-C和VEGFR3在肺鳞癌中的表达及预后
研究发现,VEGF-C表达在肺鳞癌患者组织中出现的频率更高[14]。但一项根据VEGF及受体表达来区分不同患者预后的研究发现[15],在肺鳞癌中只有VEGF-B低表达的患者生存期较短,而VEGF-C和VEGFR3却没有显示出显著的预测作用。另一项多重分析VEGF与预后的研究中同样指出,VEGF-C的表达与生存期的显著相关只存在于肺腺癌中,但在鳞状细胞癌中VEGF-C的表达与早期复发或治疗反应并无显著相关性。此外,VEGF-C mRNA的表达还被证明与肿瘤分级和病理类型无关,但与患者的临床分期和生存时间存在相关性[16]。汤忠祝等[17]在评估肺癌放化疗期间血清中VEGF-C的表达水平时发现,血清VEGF-C表达显著升高者,预后较差;而放化疗后VEGF-C浓度明显降低者,预后较好。放化疗期间VEGF-C浓度的高低可以提示治疗的进展[9]。
代学利等[18]研究证实,肺腺癌VEGF-C和新生淋巴管表达率明显高于肺鳞癌;但本身VEGF-C的表达只与病理类型存在相关性,而与肿瘤大小、T分期、分化程度无显著相关;VEGF-C可能是影响Ⅲa(N2)期肺腺癌和鳞癌患者预后的重要因素。王琰等[19]认为VEGF-C在肺鳞癌患者癌组织中存在高表达,且显著高于癌旁和正常组织。VEGF-C的表达与肺鳞癌淋巴结转移率及TNM分期显著相关。而在关于年龄因素的研究在马柏林等[20]研究结果中却显示,VEGF-C在年龄≥50岁的肺癌患者组织中阳性表达率(75.6%)与在年龄<50岁者(60.0%)差异无统计学意义(P > 0.05),提示不同年龄组中VEGF-C的表达并没有显著差异。而VEGF-C、VEGFR3在肺鳞癌与肺腺癌的表达中却没有显著差异。这些结果尽管仍然存在争议,但不同解剖部位、不同分期、性别、乳酸脱氢酶水平、吸烟史等个体差异都有可能是造成这些结果的变量,显然VEGF-C、VEGFR3的表达存在着多重生物学意义和预后价值。
4 VEGF-C和VEGFR3在临床上应用的价值
肿瘤患者死亡的主要原因是肿瘤细胞的转移扩散,这个过程可以通过多种途径发生,包括血管系统和淋巴系统。VEGF-C是第一个被发现的淋巴管生长因子。VEGF-C基因缺失小鼠会导致淋巴管发育失败,且死于水肿。VEGF-C在肿瘤细胞中过表达明显,并且增加了肿瘤相关的淋巴管形成,从而加速了转移到区域淋巴结的进程,在许多肿瘤转移模型上抑制VEGF-C和VEGFR3信号已被证明能有效地抑制肿瘤淋巴管生成和转移[3,21]。VEGFR3在结构上类似VEGFR1和VEGFR2但不结合VEGF-A;由于结构的特点VEGFR3已被提议作为淋巴管内皮细胞的标记,表达于胚胎血管之中,但在成年人的表达仅局限于淋巴管内皮细胞。VEGF-C与其受体结合后形成VEGF-C/VEGFR3轴,从而负向调控肿瘤局部免疫功能,刺激淋巴管和淋巴管内皮细胞的生长和迁移[21]。
VEGF-C和VEGFR3信号系统是目前抗淋巴生成疗法限制癌症转移的最有吸引力的靶向目标。VEGF-C和VEGFR3信号的抑制可以有效地控制肿瘤的转移。有报道,用重组腺病毒稳定表达VEGFR3 siRNA可有效抑制前列腺癌模型的肺转移,在黑色素瘤的肺转移上也具有类似的临床效果。此外,根据VEGFR3设计的阻断剂可有效阻断肿瘤淋巴管生成,抑制肿瘤转移[22]。近来,一种用可溶性受体融合蛋白从而阻断VEGF与VEGF受体的传导途径也被证实是一种行之有效的抗肿瘤治疗手段。可溶性VEGFR3能够通过阻断VEGF-C的生物学功能从而抑制肿瘤内淋巴管生成,进而控制肿瘤的淋巴转移[8]。尽管专门针对VEGF-C、VEGFR3的治疗研究还不甚广泛,但VEGF-C、VEGFR3途径仍被认为是一种重要的有效的抗癌模式。
5 前景与展望
VEGF受体在肿瘤血管内皮细胞的表达参与新生血管形成,是众所周知的。然而,关于VEGF-C、VEGFR3在肿瘤细胞中的功能及作用并非研究者的焦点,而关注度主要集中在VEGF-C、VEGFR3在内皮细胞的表达及影响。此外,目前的工作主要在明确VEGFR3相关蛋白的相互作用和信号转导的调节;这种VEGFR3转导的调节尽管是公认的作为调节受体活性的主要机制,但还取决于细胞表面受体的数量、受体内化的速率,持续时间以及受体暴露于调节分子作用下发生的磷酸化或活性的降解等因素。而在疾病的预后方面,尽管大多数工作主要集中在VEGF-C、VEGFR3在血浆、血清、癌旁组织、瘤体内、细胞核及细胞浆的表达,但显然参与调节受体活性的分子之间血液和淋巴管内皮细胞之间,细胞对于配体的反应及独特的表达谱很可能是有差别的。虽然这些差别给研究者准确的把握疾病的预后增添了更大的工作量,但同时也将为今后的靶向治疗提供更丰富的依据。
[参考文献]
[1] Lee S,Kang HG,Jin Eun Choi,et al. The Different Effect of VEGF Polymorphisms on the Prognosis of Non-Small Cell Lung Cancer according to Tumor Histology [J]. J Korean Med Sci,2016,31(11):1735-1741.
[2] Jayakumar T,Liu CH,Wu GY,et al. Hinokitiol inhibits migration of A549 lung cancer cells via suppression of MMPs and induction of antioxidant enzymes and apoptosis [J]. Int J Mol Sci,2018,19(4):939-942.
[3] 吳强,张祥海.CD147、血管内皮生长因子C在肺鳞状细胞癌和腺癌中的表达及其临床意义[J].肿瘤研究与临床,2016,28(5):311-314.
[4] 林国辉,王燕,杨家盛,等.老年肺癌组织HMGB1、MMP-9及VEGF-C的表达及临床意义[J].中国老年学杂志,2018,38(9):2105-2107.
[5] 姚月娟,王艳,王星,等.肺癌外周血VEGF-C及VEGF-R3检测的临床价值[J].国际肿瘤学杂志,2017,44(4):262-265.
[6] 何刚,王洪斌,刘海林,等.Ⅰ期非小细胞肺癌组织血管内皮生长因子C、细胞角蛋白19表达与患者预后的相关性[J].现代生物医学进展,2019,19(8):1471-1475.
[7] 王远航,薛斌.三种诱导因子在骨髓间充质干细胞向淋巴管内皮细胞分化中的作用[J].中华烧伤杂志,2019,35(2):125-133.
[8] Lai X,Li Y,Gao M,et al. Biochanin A regulates the growth migration of NSCLC through suppressing the VEGF/VEGFR2 signaling pathway [J]. Oncol Res,2018,23(5):14-19.
[9] 兰杰.培美曲塞联合顺铂对晚期非小细胞肺癌患者血清VEGF-C、TL-6、MMP9表达的影响[J].中国地方病防治杂志,2017,32(6):701-703.
[10] Daly S,Kubasiak JC,Rinewalt D,et al. Circulating angiogenesis biomarkers are associated with disease progression in lung adenocarcinoma [J]. Ann Thorac Surg,2014,98(6):1968-1975.
[11] 郭添胜,韩靖.VEGF-C及VEGFR-3在肺腺癌组织中的表达及意义[J].广东医学,2012,33(24):3793-3795.
[12] 邹亮,高慧淳,周建洪,等.VEGF-C、COX-2在细支气管肺泡癌中的表达及其意义[J].中国癌症防治杂志,2011,3(4):306-309.
[13] 黄穗华,蒋玲,邓杰方.非小细胞肺癌VEGF-C的表达与LYVE-1标记的微淋巴密度和淋巴结转移的关系[J].中国医药科学,2015,5(3):12-14.
[14] 彭武君.肺鳞癌患者手术前后血清VEGF-C、IL-6及MMP-2水平变化及其临床意义[J].标记免疫分析与临床,2019,26(3):494-497.
[15] Sanmartin E,Sirera R,Blasco A,et al. A gene signature combining the tissue expression of three angiogenic factors is a prognostic marker in early-stage non-small cell lung cancer [J]. Ann Surg Oncol,2014,21(2):612-620.
[16] 吴迎宵.非小细胞肺癌组织中血管内皮生长因子-C的表达及其临床病理意义的探讨[J].海峡药学,2019,31(5):83-86.
[17] 汤忠祝,朱远,胡小云,等.放化疗前后检测非小细胞肺癌外周血HIF-1α、VEGF-C表达的临床意义探讨[J].中华全科医学,2015,13(4):538-540.
[18] 代学利,王文利,申屠阳,等.肺腺癌和鳞癌中VEGF-C和新生淋巴管表达的预后价值[J].中国肺癌杂志,2011, 14(10):774-779.
[19] 王琰,陈豫民,李娇娇.STAT3和VEGF在肺鳞癌组织中的表达及其临床意义[J].现代肿瘤医学,2018,26(5):705-708.
[20] 李凤珍.VEGF-C和VEGFR-3在非小细胞肺癌组织中的表达及其临床意义[D]延安:延安大学,2013.
[21] 李玉灵,赵华,魏枫,等.VEGF-C/VEGF3通路对肿瘤患者外周血来源DC的影响[J].中国肿瘤生物治疗杂志,2016,23(3):392-396.
[22] 李玉灵,赵华,任秀宝.VEGF及其受体与免疫抑制细胞关系的研究进展[J].山东医药,2016,56(17):105-107.
(收稿日期:2019-10-24 本文编辑:刘永巧)