前言

新血管的形成，是一個(gè)由各種促血管生成和抗血管生成分子調(diào)節(jié)的復(fù)雜而動(dòng)態(tài)的過(guò)程，在腫瘤生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移中起著至關(guān)重要的作用。隨著分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展，參與腫瘤血管生成的各種生物分子，如生長(zhǎng)因子、趨化因子和粘附因子已逐漸被闡明�；�于這些分子的靶向治療研究推動(dòng)抗腫瘤血管生成治療成為一種非常有前景的策略。

最廣泛使用的抗血管生成劑包括靶向血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）的單克隆抗體和酪氨酸激酶抑制劑（TKIs）。然而，由于不良反應(yīng)、獲得性耐藥、腫瘤復(fù)發(fā)以及缺乏有效的生物標(biāo)志物等缺陷，這種治療模式的臨床益處仍然有限，這促使人們進(jìn)一步研究腫瘤血管生成的機(jī)制，開(kāi)發(fā)多種新型藥物和聯(lián)合治療，以提高療效。

腫瘤血管生成的病理生理學(xué)

血液循環(huán)是細(xì)胞代謝的基礎(chǔ)，在正常組織中，緊密的周細(xì)胞覆蓋和血管內(nèi)皮細(xì)胞連接確保了正常的血液循環(huán)，形成了成熟的血管結(jié)構(gòu)。然而，在腫瘤組織中，來(lái)自腫瘤組織的更多機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致腫瘤血管的厚度不均和結(jié)構(gòu)變形，它們以不規(guī)則的回旋方式表現(xiàn)出密集的出芽，這往往會(huì)阻礙血液流動(dòng)。機(jī)械應(yīng)力還會(huì)破壞淋巴管道，阻止多余間質(zhì)液的淋巴引流。此外，脆弱且高滲透性的腫瘤血管，其內(nèi)皮細(xì)胞和周細(xì)胞排列不規(guī)則，導(dǎo)致血液滲漏和灌注不連貫。這種空間異常結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為低血流量，減少了氧氣和營(yíng)養(yǎng)的供應(yīng)，在腫瘤微環(huán)境中引起隨后的酸性環(huán)境、缺氧以及高間質(zhì)高壓。所有這些因素都會(huì)導(dǎo)致腫瘤血管的混亂功能和異常結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步加重酸性和缺氧的腫瘤微環(huán)境，從而促進(jìn)腫瘤血管生成、侵襲和轉(zhuǎn)移。

腫瘤血管生成有多種模式。其中，血管出芽生成是生理和病理血管生成中最典型的過(guò)程，即在現(xiàn)有血管中形成新的血管分支，并通過(guò)尖端細(xì)胞的遷移和干細(xì)胞的增殖最終滲透到腫瘤組織中；套疊式血管生成涉及雙腔的形成，雙腔分裂成兩條血管，滲透到腫瘤組織中；血管發(fā)生是指骨髓來(lái)源或血管壁固有的內(nèi)皮祖細(xì)胞，這些細(xì)胞分化為內(nèi)皮細(xì)胞形成新血管。除了上述三種模型外，腫瘤還可以通過(guò)血管選擇、血管模擬、癌癥干細(xì)胞分化模式來(lái)實(shí)現(xiàn)血管生成。血管選擇指腫瘤細(xì)胞在預(yù)先存在的血管周圍遷移或滲透到周圍組織空間，最終包裹血管并引導(dǎo)它們進(jìn)入腫瘤組織，為腫瘤細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)；血管模擬是腫瘤細(xì)胞延伸形成模擬血管腔，然后插入預(yù)先存在的血管，輸送營(yíng)養(yǎng)到腫瘤組織中的過(guò)程；最后，癌癥肝細(xì)胞可以通過(guò)上皮-內(nèi)皮轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)分化為內(nèi)皮樣細(xì)胞。

腫瘤血管生成的關(guān)鍵分子和信號(hào)通路

促進(jìn)或抑制血管生成的各種生物分子構(gòu)成了復(fù)雜而動(dòng)態(tài)的血管生成系統(tǒng)，包括生長(zhǎng)因子（如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子）、粘附因子（整合素、鈣粘蛋白）、蛋白酶（如基質(zhì)金屬蛋白酶）、細(xì)胞外基質(zhì)蛋白（纖連蛋白、膠原），轉(zhuǎn)錄因子（缺氧誘導(dǎo)因子、核因子）、血管生成素、血管抑素、內(nèi)皮抑素和白細(xì)胞介素等。所有這些都通過(guò)跨膜受體激活基因表達(dá)并誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞增殖、存活和血管生成。

VEGF/VEGFR

VEGF-A是血管生成最重要的調(diào)節(jié)因子，在腫瘤生長(zhǎng)、增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移、血管生成和耐藥性中發(fā)揮著不可替代的作用。生理和病理血管生成中最關(guān)鍵的信號(hào)通路是VEGF-A/VEGFR-2，它刺激內(nèi)皮細(xì)胞（EC）的有絲分裂、趨化和形態(tài)發(fā)生，并誘導(dǎo)實(shí)體瘤的增殖、遷移、侵襲和血管生成。

PDGF/PDGFRs

血小板衍生生長(zhǎng)因子（PDGF）作為成纖維細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞等間充質(zhì)細(xì)胞的主要有絲分裂原，PDGF通過(guò)旁分泌或自分泌參與細(xì)胞生長(zhǎng)和分化、傷口愈合、血管生成、募集和周細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞的分化。PDGF-BB是PDGF家族中研究最多的因子之一，過(guò)度表達(dá)的PDGF信號(hào)不僅增強(qiáng)組織纖維化，而且在腫瘤進(jìn)展和抗VEGF治療中激發(fā)血管生成和耐藥性。

EGF/EGFRs

表皮生長(zhǎng)因子（EGF）通過(guò)EGFR廣泛參與細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖、分化、遷移、粘附、凋亡和腫瘤血管生成。作為啟動(dòng)分子，EGF通過(guò)激活下游信號(hào)通路（MAPK、PI3K/AKT/PKB、STAT和PLCγ/PKC）參與內(nèi)皮細(xì)胞增殖和分化。此外，它促進(jìn)有絲分裂，并通過(guò)Ang-2配體上調(diào)各種血管生成因子的合成、表達(dá)和分泌，如VEGF，間接促進(jìn)腫瘤血管生成。

FGF/FGFR

作為促進(jìn)傷口愈合的關(guān)鍵因素，成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（FGF）家族是內(nèi)皮細(xì)胞的有效有絲分裂原和驅(qū)動(dòng)因子之一，也是最早發(fā)現(xiàn)的與血管生成相關(guān)的生長(zhǎng)因子。主要由血管內(nèi)皮細(xì)胞、干細(xì)胞和受損心肌細(xì)胞分泌。FGF家族中最具影響力的促血管生成因子是FGF-2（bFGF），它通過(guò)旁分泌調(diào)節(jié)心臟非肌細(xì)胞的功能分化，并刺激血管生成相關(guān)過(guò)程，如內(nèi)皮細(xì)胞的遷移和侵襲以及纖溶酶原激活劑的產(chǎn)生。bFGF在乳腺癌（BC）、肺癌、膀胱癌和白血病中通常過(guò)度表達(dá)，與癌癥轉(zhuǎn)移和患者預(yù)后不良有關(guān)。

HGF/c-Met

HGF/c-Met是傷口愈合、組織再生和胚胎發(fā)生的關(guān)鍵信號(hào)通路。異常的HGF/c-Met信號(hào)，如c-Met基因的擴(kuò)增或突變、轉(zhuǎn)錄失調(diào)以及HGF的異常分泌，促進(jìn)癌組織的擴(kuò)散、侵襲和血管生成。

IGF/IGFR

胰島素樣生長(zhǎng)因子（IGF）是一種調(diào)節(jié)人類生長(zhǎng)、發(fā)育和能量代謝的生長(zhǎng)因子。高表達(dá)的IGF1和IGF2誘導(dǎo)VEGF合成并上調(diào)HIF-1α和VEGF的表達(dá)以促進(jìn)血管生成。研究表明，IGF過(guò)表達(dá)會(huì)促進(jìn)糖尿病視網(wǎng)膜病變（DR）、動(dòng)脈粥樣硬化和癌癥的進(jìn)展。

TGF-β

TGF-β是一種多效性的細(xì)胞因子，與身體穩(wěn)態(tài)、組織修復(fù)、炎癥和免疫反應(yīng)有關(guān)，還參與細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、增殖、自噬、凋亡和腫瘤血管生成。在腫瘤中，TGF-β誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞遷移，促使血管出芽；其次，其通過(guò)EMT促進(jìn)腫瘤的浸潤(rùn)和侵襲；此外，TGF-β誘導(dǎo)結(jié)締組織生長(zhǎng)因子（CTGF）、VEGF和bFGF的表達(dá)，它們對(duì)腫瘤血管生成至關(guān)重要。

HIF-1

缺氧誘導(dǎo)因子-1（HIF-1）調(diào)節(jié)細(xì)胞對(duì)缺氧的適應(yīng)、能量代謝、紅細(xì)胞生成和組織灌注平衡，并參與細(xì)胞存活、增殖，遷移、粘附、細(xì)胞凋亡、紅細(xì)胞生成和葡萄糖代謝。在腫瘤進(jìn)展中，HIF-1α可以上調(diào)所有VEGF亞型、PlGF、FGF、PDGF和Ang-1的相關(guān)基因的表達(dá)，以促進(jìn)腫瘤血管生成或誘導(dǎo)耐藥性。

整合素

整合素是細(xì)胞外基質(zhì)中的主要粘附因子，通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞之間以及這些細(xì)胞與周圍基質(zhì)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，參與人體中的各種細(xì)胞過(guò)程。αvβ6是整合素中第一個(gè)發(fā)現(xiàn)具有血管生成作用的粘附因子，廣泛表達(dá)于重塑和病理組織中活化的血管內(nèi)皮細(xì)胞上。αvβ3是bFGF和TNF-α信號(hào)通路啟動(dòng)的血管生成中不可或缺的因子，而αvβ5是TGF-α和VEGF介導(dǎo)的血管生成所必需的。

蛋白水解酶

基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）是一類由結(jié)締組織和基質(zhì)細(xì)胞分泌的鋅和鈣依賴性內(nèi)肽酶家族。在各種血管生成中，MMPs是破壞ECM和重塑基底膜的主要介質(zhì)。參與腫瘤血管生成的主要亞型是MMP-2、MMP-9和MMP-14。MMP-9是細(xì)胞外基質(zhì)降解的中心蛋白酶，其增加VEGF的生物利用度并募集周細(xì)胞以維持腫瘤微環(huán)境中的穩(wěn)態(tài)，觸發(fā)內(nèi)皮細(xì)胞的形態(tài)發(fā)生和出芽以刺激腫瘤血管生成。

NF-κB

核因子κB（NF-κB）是人體中的一種重要轉(zhuǎn)錄因子，參與細(xì)胞存活、氧化損傷、炎癥、免疫反應(yīng)和血管生成。作為一種間接介質(zhì)，NF-κB通過(guò)調(diào)節(jié)血管生成因子的表達(dá)水平來(lái)調(diào)節(jié)各種癌癥（如CRC、BC和黑色素瘤）的進(jìn)展。

血管生成素

血管生成素維持靜止的內(nèi)皮細(xì)胞穩(wěn)態(tài)和血管形態(tài)，并參與新血管的形成、胚胎發(fā)育和腫瘤血管生成。血管生成素由四個(gè)配體組成，Ang-1、Ang-2、Ang-3和Ang-4。Ang-1和Ang-2是參與血管穩(wěn)態(tài)的主要因素。在腫瘤中，Ang-1和Ang-2的過(guò)表達(dá)促進(jìn)血管生成和腫瘤生長(zhǎng)。

Notch通路

Notch受體是一種特殊的非RTK蛋白，參與許多細(xì)胞過(guò)程，如形態(tài)發(fā)生、增殖、遷移、分化、凋亡、粘附、EMT和血管生成。在Notch家族中，Dll-4和Jag-1是腫瘤血管生成中最具代表性的配體。

Ephrin/EphR

Ephrin/EphR是一個(gè)獨(dú)特的激酶家族，通過(guò)典型的雙向信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)相鄰細(xì)胞之間的相互作用。在人體中，Ephrin/EphR信號(hào)通路在細(xì)胞形態(tài)發(fā)生、動(dòng)靜脈形成、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、組織形成、組織穩(wěn)態(tài)和各種血管生成過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。其中，最關(guān)鍵的通路是EphrinB2/EphB4，它能有效地促進(jìn)發(fā)芽，腫瘤血管生成中的血管成熟和血運(yùn)重建。

抗腫瘤血管生成藥物的研究進(jìn)展

抗血管生成治療是通過(guò)抗血管生成藥物抑制腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，限制腫瘤組織的血液供應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。盡管分子和機(jī)制研究表明，許多調(diào)節(jié)因子參與了腫瘤血管生成，但血管生成抑制劑的研究仍然集中在VEGF/VEGFR信號(hào)通路上。其中，單克隆抗體和小分子酪氨酸激酶抑制劑是抗血管生成治療的主流藥物。

單克隆抗體

最具代表性的抗腫瘤血管生成抗體是貝伐單抗（Avastin）。貝伐單抗是第一種獲批的血管生成抑制劑，通過(guò)中和所有VEGF亞型來(lái)抑制腫瘤血管生成，從而阻斷VEGF通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)。在CRC患者的III期臨床試驗(yàn)中， PFS從中位數(shù)6.2個(gè)月增加到10.6個(gè)月，OS從34.8%增加到44.8%，中位反應(yīng)持續(xù)時(shí)間增加了3.3個(gè)月。因此，貝伐單抗于2004年被FDA批準(zhǔn)用于CRC患者。除了第一個(gè)適應(yīng)癥外，貝伐單抗已被批準(zhǔn)用于多種其他癌癥的單藥治療、手術(shù)輔助治療或與化療聯(lián)合治療，并且測(cè)試抗血管生成治療的更多潛力。

Ramucirumab（Cyramza）是一種靶向VEGFR-2的抗體，在三期REGARD臨床試驗(yàn)中，Ramucirumab顯著改善了不可切除胃和胃食管交界腺癌患者的中位OS（5.2個(gè)月vs 3.8個(gè)月）和PFS（2.1個(gè)月vs 1.3個(gè)月）。2014年，F(xiàn)DA批準(zhǔn)ramucirmab用于先前治療的晚期胃或胃食管交界處（GEJ）腺癌。Olaratumab（Lartruvo）是一種靶向PDGFRα的單克隆抗體，是FDA批準(zhǔn)的治療軟組織肉瘤的一線藥物。

寡核苷酸衍生物

Pegaptanib（Macugen）是一種VEGF-A靶向RNA適配體，于2004年12月被批準(zhǔn)用于血管源性年齡相關(guān)性黃斑變性，通過(guò)玻璃體內(nèi)注射，在AMD患者中具有良好的耐受性和治療效果。

重組融合蛋白

Aflibercept（Eylea）是一種靶向VEGF的重組誘餌蛋白，它細(xì)胞外VEGFR結(jié)構(gòu)域和人IgG1的Fc段融合而成。Aflibercept通過(guò)特異性阻斷VEGF-A從而抑制內(nèi)皮細(xì)胞的分裂和增殖，降低血管通透性，并用于AMD、DR和DME等非腫瘤性血管生成疾病。此外，它也被FDA批準(zhǔn)用于治療對(duì)含奧沙利鉑耐藥性或進(jìn)展的轉(zhuǎn)移性CRC患者。

mTOR抑制劑

Everolimus（RAD001）是mTOR的口服抑制劑，通過(guò)間接阻斷mTOR抑制腫瘤細(xì)胞的增殖并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和自噬。mTOR是一種絲氨酸/蘇氨酸（Ser/Thr）激酶，通過(guò)與PI3K/AKT信號(hào)通路協(xié)同作用，在腫瘤細(xì)胞增殖和血管生成中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在一項(xiàng)針對(duì)RCC患者的II期臨床試驗(yàn)中，Everolimus取得了很好的結(jié)果，中位PFS為11.2個(gè)月，中位OS為22.1個(gè)Temsirolimus是另一種mTOR抑制劑，已被FDA批準(zhǔn)用于晚期RCC。它還被歐盟批準(zhǔn)用于復(fù)發(fā)或難治性套細(xì)胞淋巴瘤/非霍奇金淋巴瘤。

小分子TKIs

sorafenib是一種多重靶向的血管生成抑制劑，通過(guò)阻斷Raf和激酶受體（包括VEGFR、PDGFR、c-Kit和RET）的自磷酸化，抑制腫瘤的增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移和血管生成。2005年12月，F(xiàn)DA批準(zhǔn)sorafenib用于晚期RCC患者。sorafenib作為首個(gè)抗血管生成小分子酪氨酸激酶抑制劑，顯著促進(jìn)了隨后抗血管生成大分子藥物的開(kāi)發(fā)和臨床研究。此外，其它的小分子血管生成抑制劑還包括Sunitinib、Pazopanib、Vandetanib、Regorafenib、Cabozantinib、Lenvatinib和Axitinib等。

抗血管生成治療的局限性和挑戰(zhàn)

血管生成抑制劑用于癌癥治療，通過(guò)影響腫瘤中新血管的形成，為廣泛的實(shí)體瘤治療開(kāi)辟了新的領(lǐng)域。然而，由于腫瘤血管生成機(jī)制復(fù)雜，研究有限，抗血管生成治療仍存在一些不足，包括腫瘤復(fù)發(fā)、耐藥性、缺乏生物標(biāo)志物、短效療效和一些嚴(yán)重不良事件。

安全性和有效性

最初認(rèn)為，與其他化療藥物相比，抗血管生成療法可能沒(méi)有毒性。然而，事實(shí)證明這是一個(gè)誤判。在許多不同的臨床治療中出現(xiàn)了常見(jiàn)的嚴(yán)重不良事件，如高血壓、蛋白尿、淋巴細(xì)胞減少癥、血小板減少癥、白細(xì)胞減少癥、中性粒細(xì)胞減少癥和一些由不同藥物引起的身體異常，這可能會(huì)影響患者的耐受性，甚至導(dǎo)致治療終止。

此外，血管生成抑制劑通過(guò)阻斷血液供應(yīng)在短期內(nèi)控制腫瘤的生長(zhǎng)和擴(kuò)散，但長(zhǎng)期結(jié)果可能是缺氧誘導(dǎo)的腫瘤局部侵襲和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)增加，以及停止治療后血運(yùn)重建和腫瘤復(fù)發(fā)的可能性。

耐藥性

耐藥性是一個(gè)主要的挑戰(zhàn)，它一直限制著靶向抗血管生成治療的臨床結(jié)果�？赡艿哪退帣C(jī)制包括：（a）腫瘤組織中代償性促血管生成信號(hào)通路的上調(diào)；（b）腫瘤募集骨髓來(lái)源的內(nèi)皮祖細(xì)胞、周細(xì)胞祖細(xì)胞、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞和未成熟單核細(xì)胞，其可以維持血管的形成；（c） 血管周細(xì)胞的募集，其可以覆蓋未成熟的腫瘤血管，以防止抗血管生成藥物的破壞；（d）非常規(guī)血管生成過(guò)程。此外，耐藥性還涉及腫瘤組織和TME的高度異質(zhì)性、內(nèi)皮異質(zhì)性、腫瘤細(xì)胞自噬、癌癥干細(xì)胞分化、基質(zhì)細(xì)胞浸潤(rùn)、腫瘤類型、腫瘤或靶點(diǎn)的基因突變以及患者的用藥史等因素，都會(huì)影響患者對(duì)抗腫瘤治療的反應(yīng)和耐受性。

缺乏有效的生物標(biāo)志物

生物標(biāo)志物的應(yīng)用是一種強(qiáng)大的輔助手段，對(duì)疾病識(shí)別、早期診斷和預(yù)防以及藥物治療監(jiān)測(cè)至關(guān)重要。然而，盡管做出了相當(dāng)大的努力，但很少有對(duì)血管生成有反應(yīng)的生物標(biāo)志物被批準(zhǔn)用于臨床應(yīng)用。事實(shí)上，由于腫瘤血管生成的復(fù)雜性、腫瘤的異質(zhì)性和可變性、反應(yīng)或毒性的不可預(yù)測(cè)性以及臨床前和臨床試驗(yàn)的局限性等眾多因素，生物標(biāo)志物的開(kāi)發(fā)將是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

小結(jié)

血管生成是腫瘤增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵條件之一，以血管優(yōu)化為標(biāo)準(zhǔn)的抗血管生成治療已逐漸成為一種流行的抗腫瘤策略。但一些不可忽視的問(wèn)題仍有待解決，如治療效果不足、耐藥性等。這些限制激勵(lì)著研究人員開(kāi)發(fā)新的血管生成抑制劑，探索更多靶點(diǎn)的藥物以及可靠的生物標(biāo)志物。

相信隨著對(duì)腫瘤血管生成、腫瘤微環(huán)境和耐藥性的深入了解，這些問(wèn)題可能在不久的將來(lái)得到解決。作為一種新興的策略，抗血管生成治療將為癌癥患者和抗腫瘤治療帶來(lái)更多的臨床益處。

參考文獻(xiàn)：

1.Angiogenicsignaling pathways and anti-angiogenic therapy for cancer. Signal TransductTarget Ther.2023 May 11;8(1):198

       原文標(biāo)題 : 腫瘤的血管生成信號(hào)通路與抗血管生成治療