血管內(nèi)皮生長因子家族與結(jié)腸癌關(guān)系的研究進(jìn)展

李 璐 顧玉蘭

常熟市第二人民醫(yī)院（215500）

惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展是多因素、多階段的復(fù)雜過程，其中腫瘤血管生成是腫瘤特別是實(shí)體瘤生長、浸潤和轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵因素。血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）是目前已知的直接刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖作用最強(qiáng)最特異的因子，具有調(diào)節(jié)血管及淋巴管的生理功能，還可動(dòng)員骨髓中表達(dá)VEGFR-1和2的細(xì)胞來到腫瘤局部分泌多種細(xì)胞因子和蛋白酶，調(diào)節(jié)血管形成和基質(zhì)重建[1]。目前在許多實(shí)體瘤都觀察到VEGF表達(dá)增加，提示患者預(yù)后不良[2,3]。VEGF已廣泛應(yīng)用于胃癌、胰腺癌、鼻咽癌等惡性腫瘤研究領(lǐng)域中。本文就VEGF各家族成員與結(jié)腸癌關(guān)系的研究進(jìn)展作一表述。

1 VEGF及其受體的結(jié)構(gòu)

目前發(fā)現(xiàn)的VEGF家族有7個(gè)成員：VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E、VEGF-F和胎盤生長因子（placenta growth factor，PIGF）[4]。它們都是分泌型二聚體糖蛋白，具有相似的氨基酸序列，人和動(dòng)物體內(nèi)的大腦、腎臟、肝臟、脾臟、胰腺和骨骼組織中廣泛分布，并且含有特征性的8個(gè)半朧氨酸殘基，與血小板源性生長因子（platelet derived growth factor，PDGF）具有結(jié)構(gòu)同源性。VEGFR家族成員已發(fā)現(xiàn)5種：VEGFR-1 （Flt-1）、VEGFR-2（KDR/Flt-1）、VEGFR-3（Flt-4）、Npn-1（neuropillin-1）和Npn-2（neuropilin-2），前3種屬于酪氨酸蛋白激酶受體（receptor tyrosine kinases，RTKS）超家族，后2種目前研究較少。

2 VEGF家族與結(jié)腸癌

2.1 VEGF-A

VEGF-A 即是以往所稱的VEGF。它的基因位于染色體的P21，全長28kb，編碼VEGF的基因長約14kb，由8個(gè)外顯子和7個(gè)內(nèi)含子組成[5]。VEGF-A 可由血管平滑肌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞等所分泌，VEGF-A 基因的表達(dá)受到氧張力的調(diào)控，缺氧可以導(dǎo)致VEGF-mRNA快速和持續(xù)地增加。VEGF-A是最主要的血管生成因子，主要與VEGFR-2結(jié)合，產(chǎn)生以下生物學(xué)作用：增加血管通透性、促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞分裂增殖、抑制凋亡，誘導(dǎo)蛋白酶降解細(xì)胞外基質(zhì)、改變細(xì)胞骨架和細(xì)胞間連接，促進(jìn)細(xì)胞遷移[6,7]。VEGFR-1對(duì)VEGF-A親和力高但促血管生成作用弱，可能扮演誘拐角色抑制血管過度生成。NBR沒有胞內(nèi)信號(hào)域，可能是輔助受體，特異的增加某些配體的親和力和/或效應(yīng)，阻斷NBR-1能增加阻斷VEGF的效果[8]。生理情況下，VEGF-A及其受體的表達(dá)水平均很低，且只有在內(nèi)皮細(xì)胞才會(huì)有增殖效應(yīng)，在腫瘤細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞均有較高水平的表達(dá)，其表達(dá)量與腫瘤惡性程度呈正相關(guān)。

呂盈盈等[9]用半定量RT-PCR方法檢測(cè)結(jié)腸癌腫瘤標(biāo)本、癌旁組織、正常標(biāo)本中VEGF各配體及VEGF受體表達(dá)，結(jié)果表明在VEGF家族成員中，VEGF-A與腫瘤的大小、Duke's分期相關(guān)，提高VEGF-A mRNA水平在結(jié)腸癌血管生成中起重要作用，說明其在血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖、發(fā)生和轉(zhuǎn)移中起作用。Cascinu等[10]報(bào)道VEGF陽性的大腸癌患者復(fù)發(fā)率高達(dá)1/2，而VEGF陰性者復(fù)發(fā)率僅為11.7%，且復(fù)發(fā)者VEGF呈強(qiáng)陽性。由此可見，在臨床治療中，血清VEGF水平對(duì)預(yù)測(cè)腫瘤的生長、侵襲和轉(zhuǎn)移，具有很重要的指導(dǎo)意義。一個(gè)包括91個(gè)健康志愿者和614個(gè)結(jié)腸癌術(shù)后患者的隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，把VEGF值 465pg/mL為分界點(diǎn)，高于該水平者的生存期明顯縮短了。EGFR和VEGF在結(jié)腸癌的靶向治療中是最有希望的兩個(gè)因子，抑制EGFR或VEGF的化療藥的I期和Ⅱ1期臨床試驗(yàn)，在臨床效果上，均表現(xiàn)良好。

2.2 VEGF-B

VEGF-B又稱相關(guān)因子（VRF），VEGF-B的基因位于染色體11q13上，全長4kb。目前發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)不同的轉(zhuǎn)錄子都產(chǎn)生于編碼VEGF-B mRNA兩種不同剪接方式，VEGF-B主要通過其與受體VEGFR-1結(jié)合發(fā)揮促進(jìn)血管內(nèi)皮生長和遷移作用，從而促進(jìn)腫瘤的生長與轉(zhuǎn)移。二者與大腸癌的淋巴浸潤和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。

2.3 VEGF-C

又稱VEGF相關(guān)蛋白（VRP），VEGF-C基因位于染色體4q34。VEGF-C通過與VEGFR-2 結(jié)合促進(jìn)血管的生成，在體內(nèi)具有很強(qiáng)的血管生成作用，在發(fā)育的胚胎中能促進(jìn)血管進(jìn)行分化生長。通過與VEGFR-3 的結(jié)合促進(jìn)淋巴管的生成，可選擇性地誘導(dǎo)淋巴管的增生，并參與間質(zhì)液的引流，調(diào)節(jié)免疫功能，與感染和腫瘤轉(zhuǎn)移有關(guān)。它的獨(dú)特功能還表現(xiàn)在調(diào)節(jié)淋巴內(nèi)皮中，在調(diào)節(jié)其它幾類內(nèi)皮通透性及血管生成方面與VEGF有相同的作用。目前對(duì)VEGF-C的普遍認(rèn)識(shí)是，可增加腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移機(jī)制，通過激活淋巴管內(nèi)皮，刺激淋巴管增生或擴(kuò)張，這些新生或擴(kuò)張的淋巴管，增加了腫瘤細(xì)胞的淋巴轉(zhuǎn)移機(jī)會(huì)。同時(shí)，激活的淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞可能分泌某些細(xì)胞因子，對(duì)腫瘤細(xì)胞的定向遷移產(chǎn)生趨化作用[11]。

劉銳等[12]在大鼠皮下注射VEGF-C后，利用流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)外周血單個(gè)核細(xì)胞中的淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞數(shù)目顯著增多，證實(shí)了VEGF-C有促進(jìn)淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞 的趨化作用。并且還發(fā)現(xiàn)癌組織中VEGFR-3的表達(dá)也增高，從而推測(cè)VEGF-C通過作用于受體VEGFR-3促進(jìn)新生淋巴管的形成。Hirakawa等[13]在研究VEGF-C轉(zhuǎn)發(fā)基因鼠的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)其腫瘤的哨兵淋巴結(jié)內(nèi)部的淋巴網(wǎng)擴(kuò)張，且與腫瘤向遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移有關(guān)。王璟璐等[14]發(fā)現(xiàn)結(jié)腸癌癌組織中微淋巴管密度（LMVD）與癌的浸潤深度、有否淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移以及Dukes分期密切相關(guān)，并且發(fā)現(xiàn)淋巴管密度的增加與VEGF-C的增加顯著相關(guān)。Noda等[15]、李光明等[16]也在研究中發(fā)現(xiàn)VEGF-C陽性組中的LMVD顯著高于陰性組，陽性組的預(yù)后較差，說明大腸癌中VEGF-C的表達(dá)與LMVD存在相關(guān)性，VEGF-C的過表達(dá)可促進(jìn)淋巴管的生成，導(dǎo)致腫瘤的淋巴道轉(zhuǎn)移。證實(shí)了我們?cè)谂R床中可以把VEGF-C作為大腸癌的獨(dú)立預(yù)后因子。李焱等[17]的實(shí)驗(yàn)同樣證實(shí)有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況的，其VEGF-C 表達(dá)也較多，這與國內(nèi)外研究結(jié)果都很相似。阻斷VEGFR-3介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)途徑，可有效抑制腫瘤淋巴管生成和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。

2.4 VEGF-D

VEGF-D mRNA在成人的心臟、肺、骨骼肌、結(jié)腸、和小腺體表達(dá)豐富[18]。VEGF-D是目前比較明確的淋巴管生成因子之一，與VEGF-C的結(jié)構(gòu)相似，與VEGFR-3結(jié)合后VEGFR-3發(fā)生磷酸化，激活多條細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)通路，淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生增殖、分化、遷移，在細(xì)胞外基質(zhì)成分及淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞的周細(xì)胞環(huán)境下形成新生淋巴管，然后腫瘤細(xì)胞通過黏附、遷移等過程侵人毛細(xì)淋巴管，逐級(jí)在淋巴系統(tǒng)內(nèi)播散。同時(shí)激活的淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞可能分泌某些細(xì)胞因子，對(duì)腫瘤細(xì)胞的定向遷移產(chǎn)生趨化作用[19]。這些就為腫瘤的淋巴道轉(zhuǎn)移增加了機(jī)會(huì)。

許多學(xué)者致力于研究VEGF-D/VEGFR-3信號(hào)傳導(dǎo)途徑以了解淋巴系統(tǒng)的功能以及開展新的抗淋巴管生成治療。施華球等[20]在結(jié)直腸癌的研究中發(fā)現(xiàn)VEGF-D、VEGFR3與D2-40蛋白表達(dá)與結(jié)直腸癌的分化程度、Dukes分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，從而提示這3種蛋白可能參與腫瘤的分化及淋巴道轉(zhuǎn)移并具有協(xié)同作用。

2.5 VEGF-E和VEGF-F

VEGF-E又稱病毒Orf VEGF，從羊口瘡病毒染色體組被分離出來，相對(duì)分子質(zhì)量為20×103，與VEGFR-1結(jié)合，與VEGF-A165的生物學(xué)作用和效能相似。VEGF-F又稱蛇毒VEGFs，其機(jī)制不明，報(bào)道甚少。

2.6 胎盤生長因子

于1991年由Magline等從人的胎盤cDNA文庫中分離純化而得，基因定位于14q24～q31，其堿基序列與血管內(nèi)生長因子VEGF基因有高度同源型。PIGF的同型及異型二聚體與VEGFR-1和Nrp-1結(jié)合。PIGF能增加VEGF的活性，與VEGF的作用相比，PIGF刺激產(chǎn)生的新血管具有正常的特性而無異常的改變，這些新血管不會(huì)引起水腫和低血壓等副反應(yīng)。而它的過表達(dá)能導(dǎo)致表皮血管在數(shù)量、分支和大小的持續(xù)增加，并能增加血管的通透性。多個(gè)研究小組報(bào)道了PIGF在各種實(shí)體瘤中的表達(dá)上調(diào)，從而導(dǎo)致腫瘤生長的增快和血管的存活。VEGFR-1可被PIGF或VEGF激活，誘導(dǎo)各種基因表達(dá)，而這種聯(lián)合作用增加了VEGF誘導(dǎo)的血管新生。

VEGF家族成員是近年來被認(rèn)為在調(diào)節(jié)腫瘤血管生成中起重要作用的因子，臨床治療中的應(yīng)用亦受到越來越多的關(guān)注。以腫瘤血管形成為靶點(diǎn)的抗腫瘤治療已成為近年來研究的熱點(diǎn)，可以不同程度地改善患者的生存質(zhì)量，甚至能明顯延長其生存期。但就目前臨床使用來看，大多數(shù)患者用藥后客觀有效率有限，尚缺乏可靠的療效評(píng)價(jià)指標(biāo)，缺乏特異性強(qiáng)的分子或細(xì)胞水平的生物標(biāo)志物。目前研究最多的為VEGF-A和VEGF-C，VEGF家族中的部分成員的特性，如作用機(jī)制、信號(hào)傳導(dǎo)等仍然不十分清楚。對(duì)其作用機(jī)制的深入研究，將有助于對(duì)高選擇性的具有良好藥物動(dòng)力學(xué)性質(zhì)藥物的研發(fā)。抗血管生成治療的毒副作用也不容忽視，在臨床用過程中應(yīng)加以有效預(yù)防。在未來的一段時(shí)間，VEGF家族成員仍將是多個(gè)學(xué)科研究的熱點(diǎn)問題之一。

[1]Robert R Jr.Vascular endothelial growth factor(VEGF)signaling in tumor progression[J].Crit Rev Oncol Hematol,2007,62(3)：179-213.

[2]Jenab-Wolcott J,Giantonio BJ.Bevacizumab：Current indications and future development for management of solid tumors[J].Expert Opin Biol Ther,2009,9(4)：507.

[3]Jain RK,Duda DG,Clark JW,et a1.Lessons from phase III clinical trials on anti-VEGF therapy for cancer[J].Nat Clin Pract Oncol,2006,3(1)：24-40.

[4]Ribatti D.The crucial role of vascular permeability factor vascular endothelial growth factor in angiogenesis：a historical review[J].Br J Haematol,2005,128(3)：303-309.

[5]Yla-hertuala S,Martin JF.Cardio vascular gene therapy[J].Lancet,2000,355(91/99)：213-222.

[6]Nngy JA,Benjamin L,Zeng H,el a1.Vascular permeability,vascuIar hyperpermeability and angiogenesis[J].Angiogenesis,2008,11(2)：109-119.

[7]Hicklin DJ,Ellis LM.Role of the vascular endothelial growth factor pathway in tumor and angiogenesis[J].J Clin Oncol,2005,23(5)：1011.

[8]Pan Q,Chanthery Y,Liang WC,et al.Blocking neuropilin-1 function has additive effect with anti-WEGF to inhibit tumor[J].Cancer Cell,2007,11(1)：53.

[9]呂盈盈,錢家鳴,顧建剛等.結(jié)腸癌血管生成相關(guān)因子的表達(dá)及其意義的研究[J].臨床消化病雜志,2006,18(1)：30-34.

[10]Cascinu S,Staccioli MP,Gasparina G,et al .Expression of vascular endothelial growth factor Can predict event free survival in stage II colon cancer[ J].Clin Cancer Res,2000,6(7)：2803.

[11]Yonemura Y,Fushida S,Bando E,et a1.Lymph angiogenesis and the vascular endothelial growth factor receptor(VEGF)-3 in gastric cancer[J].Eur J Cancer,2001,37(7)：918-923.

[12]劉銳,譚玉珍,王海杰等.胞因子對(duì)淋巴管內(nèi)皮祖細(xì)胞的趨化和動(dòng)員作用[J].解剖學(xué)報(bào),2008,39(1)：45-49.

[13]Hirakawa S,Brown SF,Kodama S,et a1.VEGF-C induced in lmphangio genesis in sentinel lymph nodes promotes tumor metastasis to distant sithes[J].Blood,2007,109(3)：1010-1017.

[14]王璟璐,邢麗娜.VEGF-C和VEGFR-3 在人結(jié)腸癌組織中的表達(dá)及意義[J].中國腫瘤臨床,2008,35(16)：910-913.

[15]Noda E,Maeda K,Inoue T,et a1.Predictive value of Vascular endothelial growth factor-C expression for local recurrence of rectal carcinoma[J].Oncol Rep,2007,17(6)：1327-1331.

[16]李光明,范躍祖.大腸癌組織中VEGF-C表達(dá)與淋巴管生成及臨床意義[J].腫瘤學(xué)雜志,2008,14(4)：277-279.

[17]李焱,張濤,高輝等.MTAl和VEGF-C在結(jié)腸癌組織中的表達(dá)及其與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的關(guān)系[J].現(xiàn)代醫(yī)學(xué),2009,37(6)：401-404.

[18]Yla-hertuala S,Martin JF.Cardioascular gene therapy[J].Lancet,2000 ,355(91/99)：213-222.

[19]Yonemura Y,Fushida S,Bando E,et a1.Lymphangiogenesis and the vascular endothelial growth factor receptor-3 in gastric cancer[J].Eur J Cancer,2001,37(7)：918-923.

[20]施華球,鄢俊,王祥財(cái).VEGF-D及其受體在結(jié)直腸癌中的表達(dá)及與淋巴管生成的關(guān)系[J].山東醫(yī)藥,2010,50(1)：38-39.