抗血管生成药物的研究进展与临床应用

尤 燕，牟卫伟

（1.正大天晴药业集团股份有限公司，江苏 连云港 222062；2.烟台市食品药品检验检测中心，山东 烟台264670）

血管生成（angiogenesis）指在已有的血管上以出芽的方式形成新的毛细血管，是一个动态过程，受机体的严密调控。生理情况下，血管生成在成年人非常罕见，几乎只发生于女性特定的生理周期。但在一些病理情况下，如恶性肿瘤、动脉粥样硬化及糖尿病性视网膜病变等疾病中，血管生成可被异常激活，抗血管生成对于这些疾病的治疗具有重要意义[1]。随着血管生成机制的广泛深入研究，新的促血管生成和抗血管生成因子不断被发现和鉴定，抗血管生成药物的研发和应用也取得新的突破。

1 抗血管生成策略的理论基础

早在1787年，Hunter就用angiogenesis一词描述血管新生过程[2]。1863年，Virchow注意到恶性肿瘤组织中血管绝对数急剧增多[3]；1907年，Goldman观察到肿瘤组织周围有血管生成的现象[4]；1968年，Greenblatt和Shubik提出了肿瘤可产生弥漫性血管生成物质促进新血管生成的假说[4]。1971年，哈佛大学Folkman在《新英格兰医学杂志》上发表论文，首次提出了肿瘤生长和转移依赖于血管生成的假说[5]，为抗肿瘤血管生成靶向治疗的研究工作提供了理论依据。Folkman后来被称为“饿死肿瘤疗法”理论之父。1987年，Folkman和他的同事从肿瘤细胞中分离获得第一个肿瘤血管生长因子——碱性成纤维细胞生长因子（basic fibroblast growth factor，bFGF）[4]；1989年，Ferrara和他的同事首次分离和克隆了血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）[6]，并于1993年报道其制备的VEGF鼠源性抗体可体内抑制多种肿瘤细胞生长[7]。

2 抗血管生成药物的研究进展及临床应用

VEGF及其受体（VEGF receptor，VEGFR）信号通路是血管生成最主要的通路之一。VEGF是一种能控制内皮细胞增殖、迁移、浸润及生存的重要的血管生成因子，包括VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E及胎盘生长因子（PLGF），各亚型在生物体内的含量、定位、活性等均有不同。VEGFR是一类酪氨酸激酶跨膜糖蛋白，主要包括VEGFR1、VEGFR2和VEGFR3。VEGF与位于内皮细胞表面的受体VEGFR结合，进而激活细胞内下游信号通路，刺激内皮细胞增殖、分化、成熟、迁徙，从而生成新生血管。VEGF和VEGFR在肿瘤血管内皮细胞中过度表达，但在正常血管内皮细胞中表达较低，因此可将其作为肿瘤导向治疗的靶点，特异性较高[8]。

抗血管生成药物主要以VEGF和VEGFR为作用靶点，通过抑制其表达，阻断信号转导通路或耗竭肿瘤细胞产生的VEGF，进而抑制新生血管的生成，阻断肿瘤血供，起到抑制肿瘤生长、发展和转移的作用。因此针对VEGF及VEGFR的抗体和小分子酪氨酸激酶抑制剂（tyrosine kinase inhibitor，TKI）是抗血管生成治疗的主要方法[9]。相关研究还发现，成纤维细胞生长因子（FGF）/ FGF受体（FGF receptor，FGFR）抑制剂[10]及血小板衍生生长因子（platelet-derived growth factor，PDGF）/PDGF受体（PDGF receptor，PDGFR），在抑制恶性肿瘤的血管生成、减少肿瘤的生长和转移中起到一定作用[11]。此外，一些细胞外基质水解片段，如血管生成抑素（angiostatin）、内皮抑素（endostatin）、肿瘤抑素（tumstatin）和癌抑素（canstatin）等多种内源性分子，可直接作用于内皮细胞，从而影响肿瘤细胞特有的调节通路，阻断营养供给，达到抑制肿瘤增殖或转移的目的。

根据药物特点，目前抗血管生成药物大体可分为小分子多靶点血管生成抑制剂、包括抗体类在内的大分子单靶点血管生成抑制剂和内源性泛靶点血管生成抑制剂。

2.1 小分子酪氨酸激酶抑制剂

目前全球已批准上市12个以VEGFR为主要靶点的抗血管生成药物，均为口服制剂。

索拉非尼（Sorafenib）被认为是第一个多靶点激酶抑制剂，2005年12月20日在美国首次获准上市，2006年在中国上市，一方面可抑制鼠白血病病毒癌基因同源物1（murine leukemia viral oncogene homolog 1，Raf1）、鼠肉瘤病毒致癌基因同源物B1（murine sarcoma viral oncogene homolog B1，B-Raf），通过抑制Raf/丝裂原活化的细胞外信号调节激酶（mitogen-activated extracellular signal-regulated kinase，MEK）/细胞外信号调节激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）信号通路直接抑制肿瘤生长，另一方面通过抑制VEGFR2/3和PDGFRβ而阻断肿瘤新生血管的形成，间接抑制肿瘤细胞生长，临床用于肝癌、肾细胞癌、分化型甲状腺癌的治疗[12]。索拉非尼联合吉西他滨/顺铂对比吉西他滨/顺铂治疗不能手术切除的IIIB-IV期非鳞非小细胞肺癌的研究结果提示，索拉非尼治疗仅延长了患者的中位无进展生存期（progression-free survival，PFS），没有改善患者的中位总生存期（overall survival，OS）[13]。

舒尼替尼（Sunitinib）除了抑制VEGFR，还可抑制其他多种酪氨酸激酶，如PDGFR和FMS样酪氨酸激酶3（FMS-like tyrosine kinase-3，FLT3）等，2006年FDA批准上市，2007年进口中国，目前舒尼替尼已被FDA批准用于治疗胃肠道间充质瘤、转移性肾细胞癌和晚期胰腺神经内分泌肿瘤[14]。

培唑帕尼（Pazopanib）能抑制VEGFR1、VEGFR2 和 VEGFR3、PDGFRα/β、成纤维细胞生长因子受体1/3（FGFR1/3）、干细胞因子受体（c-Kit）、白介素2（IL-2）诱导的T细胞激酶（Itk）、淋巴细胞特异蛋白酪氨酸激酶（Lck）和跨膜糖蛋白受体酪氨酸激酶（c-Fms），2009年批准上市，是第一个用于非胃肠间质瘤和非脂肪细胞软组织肉瘤的口服药，已批准用于肾癌和软组织肉瘤的临床治疗[15]。

凡德他尼（Vandetanib）是一种苯胺喹唑啉化合物类多靶点激酶抑制剂，可有效抑制肿瘤细胞表皮生长因子受体（EGFR）、VEGFR、转染重排（rearranged during transfection，RET）基因和乳腺肿瘤激酶（breast tumor kinase，BRK）的成员，2011年首次获准上市，用于甲状腺髓样癌的治疗。研究显示，凡德他尼可通过作用于肿瘤靶点RET酪氨酸激酶而抑制肿瘤细胞生长和存活，从而起到治疗甲状腺髓样癌的效果，2005年获得FDA孤儿药资格，主要针对滤泡型、髓质型、未分化型和局部复发、转移乳突型甲状腺癌[16]。

卡博替尼（Cabozantinib）能强效抑制VEGFR和间质表皮转化因子（c-mesenchymal-epithelial transition factor，c-MET），此外，其作用靶点还包括RET、生长停滞特异性基因6（growth arrestspecific 6 gene，GAS6）、干细胞生长因子受体（stem cell factor receptor，SCFR，又称c-Kit）、上皮生长因子样域酪氨酸激酶-2（human tyrosine kinase with immunoglobulin-like and EGF-like domains 2，TIE-2）和FLT-3[17]，2012年，FDA批准卡博替尼用于治疗转移性甲状腺髓样癌，2016年批准晚期肾细胞癌适应症，2019年批准用于经索拉菲尼治疗后疾病进展的肝细胞癌的二线治疗。

瑞戈非尼（Regorafenib）能抑制包括血管新生（VEGFR1、VEGFR2、VEGFR3、TIE-2），肿瘤生长（c-Kit、RET、Raf-1 和B-Raf）和肿瘤微环境（PDGFR和FGFR）相关靶点的活性[18]，2012年，FDA首次批准上市，是第一个被证实可用于治疗转移性结直肠癌（mCRC）的小分子多激酶抑制剂，2013年，FDA批准用于治疗胃肠道间质瘤（GIST），是FDA批准用于该适应症的第3个药物，2017年批准二线治疗肝细胞癌（HCC），2017年在我国批准上市。

阿昔替尼（Axitinib）选择性抑制VEGFR1、VEGFR2、VEGFR3，在纳摩尔浓度就表现出对VEGFR、PDGFRβ和c-Kit的较高特异性和作用效果[19]，2012年1月27日，FDA批准其用于经其他全身治疗无效的晚期肾细胞癌患者。至此，自2005年以来，先后有索拉非尼、舒尼替尼、贝伐珠单抗和帕唑帕尼4种抗血管生成药物批准用于晚期肾细胞癌的治疗。2015年我国批准进口阿昔替尼片。

尼达尼布（Nintedanib）是三联血管激酶抑制剂，作用于VEGFR1-3、FGFR1-3和PDGFRα/β 3种不同的促血管生成通路，以及RET、FLT3和肉瘤基因（sarcoma gene，SRC）家族，2014年经美国FDA和欧盟批准上市，是首个特发性肺纤维化（IPF）突破性治疗药物，欧盟还同时批准尼达尼布联合多西他赛用于肺腺癌患者的二线治疗，2017年9月在我国获准上市。

乐伐替尼（Lenvatinib）通过抑制VEGFR1、VEGFR2、VEGFR3、FGFR1-3、KIT、PDGFRα和RET的活性来抑制新血管的生成，从而抑制肿瘤的生长，2015年FDA首次批准上市，临床用于放射性碘难治性分化型甲状腺癌的单药治疗及与依维莫司联合治疗晚期肾细胞癌[20]，2018年批准用于不可切除HCC患者的一线治疗。2018年，FDA授予PD-1抗体K药联合乐伐替尼“突破性新药”资格认定。

此外，我国自主研发并在中国首次获批上市的抗血管生成靶向药物也取得了一定进展，已有3个药物获批上市。

阿帕替尼（Apatinib）是针对VEGFR，特别是VEGFR2的口服小分子抗血管生成酪氨酸激酶抑制剂，2014年10月17日在我国批准上市，用于胃癌三线及三线以上治疗[21]，是首个被证实可用于晚期胃癌标准化疗失败后的安全有效的小分子抗血管生成靶向药物，目前已在肺癌、乳腺癌、肝癌等多种实体瘤中开展临床试验。

安罗替尼（Anlotinib）是一种新型多靶点酪氨酸激酶抑制剂，能强效抑制VEGFR2/3、FGFR1-4、PDGFRα/β、c-Kit和Ret等多个靶点，从而发挥抗肿瘤血管生成和抑制肿瘤生长的作用[22]，2018年5月8日经国家食品药品监督管理局批准上市，用于晚期非小细胞肺癌患者的三线治疗[23]，2019年6月和9月分别获批用于软组织肉瘤和小细胞肺癌的治疗，另有治疗甲状腺髓样癌、结直肠癌、食管鳞癌、胃癌、肝癌等多种实体瘤的临床试验正在进行中。

呋喹替尼（Fruquintinib）是高选择性的VEGFR1、VEGFR2、VEGFR3抑制剂，可有效抑制血管与淋巴管的增生，对其他激酶几乎没有抑制活性[24]，于2018年9月4日在我国获准上市，用于转移性结直肠癌的治疗。

2.2 抗VEGF/VEGFR大分子药物

全球批准上市的抗VEGF/VEGFR的大分子药物共有5种，包括3种单克隆抗体：贝伐珠单抗、雷莫芦单抗、雷尼珠单抗，以及两种融合蛋白：阿柏西普和康柏西普。

贝伐珠单抗（Bevacizumab）是全球首个获批的抗肿瘤血管生成靶向药物，含93 %人IgG骨架和7%鼠源结合域，也是第一个重组的人源化抗VEGF单克隆抗体，可识别所有的VEGF-A亚型，阻止VEGF与内皮细胞表面的VEGFR结合，从而抑制细胞增殖及新生血管生成[25]。2004年FDA首次批准上市，与化疗联合用于结肠癌的治疗，2006年10月批准与卡铂和紫杉醇联合，用于不能切除的局部进展或转移的非鳞非小细胞肺癌的一线治疗，是迄今为止唯一一个在一线治疗中被证实与化疗药物联合应用可为晚期非鳞非小细胞肺癌患者带来生存获益的抗血管生成药物，此外，还获准用于转移性乳腺癌、成胶质细胞瘤、转移性肾癌等恶性肿瘤。2010年2月在我国获准上市，用于治疗转移性结直肠癌。

雷莫芦单抗（Ramuciruma）是一个人源化单克隆抗体，选择性地与VEGFR2的胞外区域结合，阻止VEGFR2的磷酸化，是全球唯一已经上市的VEGFR2单克隆抗体。2014年4月21日FDA首次批准，临床主要用于治疗胃癌、非小细胞肺癌、结直肠癌等恶性肿瘤[26]。2019年获批用于甲胎蛋白≥400 ng/ml的肝癌二线治疗，也是FDA批准的首个生物标志物驱动的肝癌疗法。2020年5月29日，FDA批准雷莫芦单抗与EGFR-TKI厄洛替尼（erlotinib）联合用于EGFR第19外显子缺失突变（19del）及第21外显子L858R突变转移性非小细胞肺癌的一线治疗。

雷尼珠单抗（Ranibizumab）采用与贝伐珠单抗相同的鼠源抗体构建而成，是第二代人源化IgG1单克隆抗体Fab片段，不含Fc区，分子量更小，直接结合VEGF-A抑制其活性，能直接注射到眼睛玻璃体内发挥作用。FDA于2006年6月30日批准其用于治疗年龄相关性黄斑变性（AMD）患者，雷尼珠单抗是第一个使AMD患者视力改善的VEGF抑制剂，2015年2月批准用于治疗糖尿病性黄斑水肿（DME），2017年4月成为首个FDA批准用于治疗所有类型糖尿病性视网膜病变的药物，包括：AMD、视网膜静脉阻塞（RVO）后的黄斑水肿（ME）、DME、糖尿病性视网膜病变（DR）、近视性脉络膜新生血管（mCNV），2011年进入中国市场。

此外，还有两种融合蛋白。阿柏西普（Aflibercept）是一种与VEGF-A、VEGF-B和PLGF紧密结合的融合蛋白，通过与这些内源性配体结合，此药能抑制其与内源受体的结合与活化，从而减少新血管的生成和降低血管通透性，2012年8月3日FDA批准其用于结直肠癌[27]，2011、2012和2014年相继批准了阿柏西普治疗湿性AMD、视网膜静脉阻塞继发黄斑水肿和DME。康柏西普（Conbercept）是一种玻璃体腔内注射的，用中国仓鼠卵巢细胞表达系统生产的具有VEGF1和VEGF2两个结合位点的新一代抗VEGF重组融合蛋白，可有效抑制新生血管生成，于2013年12月获准作为治疗湿性年龄相关性新生血管黄斑病变用药，是中国首个获得世界卫生组织国际通用名的生物创新药。康柏西普眼用注射液2016年10月获得FDA批准，直接进入AMD Ⅲ期临床试验。

2.3 内源性泛靶点血管生成抑制剂

恩度（Endostar）是内源性血管生成抑制因子内皮抑素（endostatin，ES）的改良蛋白。1997年，Folkman和O'Reilly等从小鼠内皮细胞瘤中分离到血管生成抑制因子内皮抑素（endostatin），几乎能完全抑制小鼠肿瘤诱导的血管生成，显示较强的抗肿瘤活性，毒副作用轻[28]。罗永章等[29]在内皮抑素的N端外加了9个氨基酸，开发出重组人血管内皮抑制素注射液（恩度），属于泛靶点血管内皮细胞抑制剂。2005年9月，国家食品药品监督管理总局批准恩度与长春瑞滨/顺铂联用治疗晚期非小细胞肺癌[30]。该类药物的作用机制及临床应用研究仍处于探索阶段。

3 小结与展望

自2004年首个血管靶向药物贝伐珠单抗获批以来，无论是大分子或是小分子抗血管生成药物的研究均取得显著成就，临床广泛用于甲状腺髓样癌、肾细胞癌、肝癌等恶性实体瘤及视网膜病变的治疗。其中小分子多靶点酪氨酸激酶抑制剂，通过抑制肿瘤血管生成和改善肿瘤微环境发挥抗肿瘤作用，作用显著，并且均为口服制剂，临床使用方便，得到深入研究和广泛应用。索拉非尼、舒尼替尼、瑞戈非尼、乐伐替尼、安罗替尼均获批3个以上适应症。此外，FDA于2018年批准的FGFR抑制剂厄达替尼（Erdafitinib）用于FGFR基因突变的膀胱癌，2019年批准的PDGFR抑制剂阿伐普利尼（Avapritinib）用于胃肠道间质瘤，进一步拓展了抗血管生成小分子药物的研究和应用范围。抗血管治疗与其他靶向治疗、免疫治疗等联合应用也成为当前研究的热点，有望带来新的突破。

抗血管生成药物不仅具有抑制肿瘤血管生成的作用，还可能对人体正常血管造成损伤，引起高血压、蛋白尿、手足综合征等不良反应。随着精准医疗的推进，如何根据不同的肿瘤类型和个体差异实施科学合理的精准治疗策略，进一步研发针对肿瘤血管的特异性药物和用药方案，提高其抗肿瘤疗效的同时，减轻药物毒副作用，规范抗血管生成药物的临床应用，仍需要进一步研究探索。