淋巴管新生與腫瘤轉移的研究進展

鄧戀綜述 劉陶文審校

轉移是腫瘤患者治療失敗和死亡的主要原因。經(jīng)淋巴道轉移是惡性腫瘤轉移的重要途徑之一，既往的研究由于缺乏淋巴管內皮細胞標志物，很難區(qū)分腫瘤組織中的血管和淋巴管［1］。隨著淋巴管內皮細胞標志物如 VEGFR-3、LYVE-1、Prox-1、podoplanin以及D2-40等的發(fā)現(xiàn)，關于腫瘤淋巴道轉移的過程及分子機制的研究成為熱點［2，3］。以VEGF-C和VEGF-D為代表的多種促淋巴管生成因子從不同途徑誘導腫瘤組織淋巴管新生，促進腫瘤細胞經(jīng)淋巴道轉移。

1 淋巴管內皮標志物

業(yè)已證實淋巴管內皮細胞標志物主要有以下幾種:①血管內皮生長因子受體-3(vascular endothelial growth factor receptor 3，VEGFR-3)是第1個被鑒定的淋巴管內皮標志物。VEGFR-3在胚胎早期主要參與血管形成，表達于血管和淋巴管內皮細胞。成年后僅見于淋巴管內皮細胞，主要與淋巴管新生和腫瘤淋巴管轉移有關。在惡性腫瘤中，VEGFR-3能與VEGF-C、VEGF-D特異性結合，促進腫瘤淋巴管生成。Smith等［4］觀察到大腸癌組織中VEGFR-3主要分布于瘤內淋巴管內皮細胞，在血管中未見表達;而乳腺癌組織新生血管內皮中VEGFR-3高表達。因此，關于VEGFR-3作為淋巴管內皮細胞標志物的特異性還存在爭議。②淋巴管內皮透明質酸受體-1(lymphaticvessel endothelial HA receptor，LYVE-1)在透明質酸的代謝、結合及其進入淋巴管的過程中起重要作用，同時也參與淋巴結和淋巴管內白細胞的歸巢［5］。該分子主要表達于淋巴管內皮細胞及肝、脾的竇狀內皮細胞，在巨噬細胞、淋巴結中毛細血管后微靜脈(high endothelial venule，HEV，也稱之為高內皮小靜脈)及胚胎卵黃囊中的血管也有表達，其特異性有待進一步研究。③果蠅prospero同源異形盒蛋白1(Prospero related homeobox gene-1)是早期淋巴系統(tǒng)發(fā)育的1個重要分子。Prox-1表達于晶狀體、心臟、肝臟、胰腺和神經(jīng)系統(tǒng)等多種組織的非內皮細胞［6］;在內皮細胞僅特異性地存在于成人正常組織、胚胎或腫瘤組織中的淋巴管內皮細胞，具有較高的特異性和靈敏性。④腎小球足突細胞膜蛋白(Podoplanin)主要表達于小淋巴管，在血管中(包括淋巴結內的高內皮小靜脈)無表達［2］，此特性使其在許多研究中作為淋巴管內皮細胞的特異性標志物。⑤D2-40單克隆抗體最初是研究M2A抗原時制備的1種單克隆抗體。之后的研究顯示D2-40是1種高度特異性的淋巴管內皮細胞標志物。在正常及腫瘤組織中用D2-40及CD34雙重免疫組化技術顯示D2-40僅特異性的標志淋巴管內皮而不標志血管內皮［3］。最近，觀察到D2-40在人類多種腫瘤中也有表達，如非小細胞肺癌、食管鱗狀細胞癌等［7，8］。說明D2-40可能與腫瘤細胞的分化程度及惡性程度有關。

2 促淋巴管生成分子

VEGF-C和 VEGF-D(vascular endothelial growth factor C、D)是目前研究較為廣泛的促淋巴管生長因子。VEGF-C、VEGF-D通過與淋巴管內皮細胞表面的受體VEGFR-3特異性結合，激活依賴蛋白激酶C的p42/p44 MAPK信號轉導途徑，而使淋巴管內皮細胞增生、遷徙和存活，導致促淋巴管生成。VEGF-C、VEGF-D高表達可誘導腫瘤淋巴管新生和促進腫瘤淋巴結轉移［9］。Sugiura等［10］報道 VEGF-C 和 VEGF-D 在口腔鱗狀細胞癌中的高度表達與腫瘤組織內淋巴管密度、淋巴結轉移及患者的不良預后密切有關。在腫瘤發(fā)生淋巴結轉移過程中VEGF-C的生物學效應強于VEGF-D。在大鼠腫瘤模型中VEGF-C的第二受體neuropilin-2也可以誘導腫瘤相關淋巴管的生成，抑制VEGF-C/D-VEGFR-3或neuropilin-2信號通道，可減少腫瘤發(fā)生淋巴結轉移或遠處器官轉移［11］。此外，血管內皮生長因子家族的VEGF-A與其受體VEGFR-2結合也可誘導腫瘤淋巴管生成，但是VEGF-A是直接促進淋巴管的生成還是通過誘導其他相關分子促進淋巴管新生尚不清楚。此外，在小鼠腫瘤模型中觀察到促血管生成因子如血小板來源生長因子BB，肝細胞生長因子、血管生成素及胰島素樣生長因子1、2等都可以誘導淋巴管生成［12～15］，而轉化生長因子 β 能夠顯著抑制淋巴管生成［16］。

3 淋巴管生成與腫瘤轉移的關系

3.1 淋巴管新生對腫瘤發(fā)生淋巴結轉移的作用

淋巴結是大部分腫瘤分期的關鍵因素。某些惡性腫瘤，如黑色素瘤、乳腺癌、前列腺癌，最初是通過淋巴管轉移到區(qū)域淋巴結。目前通常經(jīng)全切或部分切除區(qū)域淋巴結行病理檢查確定是否存在淋巴結轉移，然后根據(jù)淋巴結轉移情況決定治療策略。但是，由于手術切除的局限性，部分發(fā)生跳躍性轉移的引流淋巴結可能被漏檢，從而導致錯誤的腫瘤分期及治療方案。因此，尋找新的方法準確判斷腫瘤有無淋巴結轉移是目前亟待解決的問題。

既往研究認為腫瘤內不存在淋巴管，隨著對淋巴管內皮細胞特異性標志物的鑒別，大量研究發(fā)現(xiàn)腫瘤內存在新生的淋巴管。在形態(tài)結構上腫瘤新生淋巴管與正常組織的淋巴管相比截然不同，腫瘤組織內新生淋巴管管壁較薄，與細胞間質結合疏松，雖然沒有成熟的淋巴管網(wǎng)中豐富的盲端和分支，但腫瘤新生淋巴管內皮細胞疏松的細胞間隙及不完整的基膜仍是腫瘤細胞侵入淋巴管管腔的最佳通道。腫瘤淋巴管新生主要發(fā)生在腫瘤組織內及瘤周。瘤周淋巴管(peritumoral lymphatics)常呈擴張狀態(tài)并彌漫性地分布于腫瘤周圍，瘤內淋巴管(intratumoral lymphatics)則由于迅速增長的腫瘤組織擠壓而呈塌陷或閉塞狀態(tài)，瘤內淋巴管是否為功能性淋巴管、是否與腫瘤轉移有關尚不十分清楚。

隨著對腫瘤淋巴管新生的研究進展，幾種新的可評價淋巴管生成的參數(shù)已用于臨床研究，其中包括腫瘤淋巴管密度、腫瘤淋巴管侵犯及腫瘤引流淋巴結中淋巴液流速及流量的改變。淋巴管密度(lymphatic vessel density，LVD)是評估腫瘤淋巴管新生的重要指標。部分研究發(fā)現(xiàn)皮膚黑色素瘤、頭頸部鱗狀細胞癌、膀胱移行細胞癌、非小細胞肺癌中腫瘤周圍淋巴管與瘤內淋巴管的分布有顯著性差異。與瘤內淋巴管密度(intra-tumoral lymphatic vessel density iLVD)相比，瘤周淋巴管密度(peri-tumoral lymphatic vessel density，pLVD)與腫瘤發(fā)生淋巴結轉移有關。因此，觀察腫瘤LVD可以客觀判斷腫瘤淋巴管生成情況，且有利于評估腫瘤淋巴結轉移的風險及預后。Wang等［17］應用D2-40單克隆抗體標記胰腺癌淋巴管，發(fā)現(xiàn)胰腺癌pLVD與iLVD無顯著性差異。pLVD與胰腺癌細胞的分化程度、淋巴管浸潤及淋巴結轉移有關，iLVD則與這些參數(shù)無關。推測pLVD可作為預測淋巴結轉移和評估腫瘤預后的1個重要指標。此外，Ying等［18］應用D2-40單克隆抗體標記宮頸鱗狀細胞癌中的淋巴管，發(fā)現(xiàn)D2-40陽性標記的淋巴管腔主要位于瘤周區(qū)域，這些新生淋巴管呈擴張狀態(tài)，管腔形狀和大小不規(guī)則;進一步觀察到瘤周淋巴管密度與宮頸癌的復發(fā)有關，與盆腔淋巴結轉移無關。該研究認為檢測瘤周淋巴管密度有助于評估腫瘤復發(fā)的風險性。然而，存在淋巴結轉移的乳腺癌、宮頸癌及前列腺癌組織內淋巴管密度與腫瘤發(fā)生淋巴結轉移卻沒有相關性。上述研究結果的差異，可能與腫瘤的發(fā)生部位、組織學類型、微環(huán)境產(chǎn)生的淋巴管生成因子等有關。淋巴管新生是否與腫瘤發(fā)生淋巴結轉移有關有待進一步研究。

3.2 毛細淋巴管的解剖學特點及腫瘤細胞遠處轉移的途徑

轉移是惡性腫瘤的重要特征之一，經(jīng)血道和淋巴道轉移是腫瘤轉移的2個重要途徑。與毛細血管相比，微小淋巴管具有以下特點:①毛細淋巴管的管徑比毛細血管大;②淋巴液流速緩慢、剪切力低，其組成與組織間液基本相同，沒有血清中各種細胞因子等因素的影響;③毛細淋巴管管壁薄，基膜不完整，內皮細胞間隙大。這些特點有助于腫瘤細胞的存活、增殖，為經(jīng)淋巴道轉移提供了有利條件［19］。

腫瘤細胞在生長的過程中，可通過3條途徑向區(qū)域淋巴結或遠處器官轉移。首先，腫瘤細胞可通過直接侵犯周圍組織發(fā)生轉移;其次，腫瘤細胞通過自身運動經(jīng)微血管進入淋巴管，然后向淋巴結或遠處器官轉移;此外，腫瘤細胞也可以通過瘤內或瘤周淋巴管進入淋巴循環(huán)，轉移至前哨淋巴結，然后通過引流淋巴結到達胸導管和右鎖骨下靜脈，從而到達遠處器官。由此可見，血循環(huán)和淋巴循環(huán)在腫瘤細胞的播散過程中是缺一不可、緊密相連的。

3.3 原發(fā)腫瘤誘導的淋巴結淋巴管生成

最初對于淋巴管新生的研究主要集中在腫瘤原發(fā)部位及周圍組織上。Paget在1889年提出了腫瘤的“種子和土壤”假說，該假說認為腫瘤細胞的轉移發(fā)生在特定器官的特定環(huán)境。最新研究發(fā)現(xiàn)“種子”的“土壤”來之不易，在腫瘤細胞發(fā)生轉移之前，原發(fā)腫瘤可能已經(jīng)在準備“土壤”以營造腫瘤細胞的生存環(huán)境。對口腔鱗狀細胞癌及非小細胞肺癌的研究發(fā)現(xiàn)原發(fā)腫瘤可以誘導前哨淋巴結中淋巴管的新生，而且這在腫瘤轉移之前就發(fā)生了，腫瘤產(chǎn)生的VEGF-C在此過程中起重要作用［20，21］。

3.4 腫瘤細胞對淋巴管的侵犯

腫瘤侵犯淋巴管又稱淋巴管侵犯(lymphovascular invasion，LVI)，即腫瘤細胞進入淋巴管管腔，通常表現(xiàn)為1個或1簇癌細胞在腫瘤原發(fā)部位或遠處轉移器官的淋巴管管腔內聚集。淋巴管內皮細胞可分泌趨化因子吸引腫瘤細胞向高淋巴管密度的區(qū)域遷徙，腫瘤細胞通過黏附、遷移等過程侵入毛細淋巴管，然后聚集形成瘤栓進入下一級淋巴管或遠處淋巴結［22］。大部分學者認為腫瘤組織淋巴管侵犯是造成淋巴結轉移的關鍵步驟。對非小細胞肺癌、乳腺癌、前列腺癌及黑色素瘤、膀胱移行細胞癌的研究均發(fā)現(xiàn)有腫瘤淋巴管侵犯。更重要的是，與血管相比，腫瘤細胞更容易侵犯淋巴管［23～26］。75%的黑色素瘤患者的瘤內及瘤周淋巴管都有癌細胞侵犯，同時伴有前哨淋巴結的轉移，LVI是評價腫瘤患者預后及總體生存率的1個重要參數(shù)［27］。

4 腫瘤淋巴管新生的分子靶向治療

4.1 單克隆抗體

應用參與淋巴管生成信號途徑分子的單克隆抗體可抑制淋巴管新生的信號傳導，從而達到阻滯腫瘤淋巴轉移的目的。目前研究較多的是應用抑制VEGFR-3/VEGF-C和VEGFR-3/VEGF-D信號途徑的抗體。在動物模型中發(fā)現(xiàn)應用VEGFR-3中和抗體可以減少淋巴管的生成，并能在一定程度上阻抑腫瘤經(jīng)淋巴管的轉移，進一步研究發(fā)現(xiàn)VEGFR-3中和抗體對新生淋巴管的形成有抑制作用，但是對已經(jīng)存在的淋巴管沒有影響［28］。VEGF-A對腫瘤淋巴管生成也有促進作用，VEGF-C和VEGF-D也可以激活 VEGFR-2，因此聯(lián)合抑制 VEGFR-2和VEGFR-3或VEGF-A和VEGF-C/D誘導的信號途徑與單獨抑制以上途徑相比，前者在阻滯腫瘤誘導的淋巴管新生方面可能具有更大的潛在價值。

4.2 可溶性受體

可溶性受體VEGFR-3-Ig是由VEGFR-3的胞外區(qū)基因及IgC Fc基因偶聯(lián)組成的，經(jīng)載體轉染腫瘤細胞使其表達VEGFR-3-Ig?？扇苄允荏wVEGFR-3-Ig與膜表面受體VEGFR-3競爭地與VEGF-C/D結合從而抑制信號傳導。Yang等［29］在大鼠原位膀胱癌模型中，使用VEGFR-3-Ig抑制VEGF-C/D的信號途徑可顯著抑制腫瘤淋巴管新生及腫瘤淋巴管轉移。

4.3 小分子抑制劑

VEGFR-3和VEGFR-2均具有酪氨酸激酶活性，目前，已在臨床上應用的索拉非尼及舒尼替尼等酪氨酸激酶抑制劑通過與VEGFR-2和VEGFR-3結合并抑制細胞內的信號轉導，從而抑制腫瘤血管的新生。至今尚未見有關索拉非尼及舒尼替尼等酪氨酸激酶抑制劑是否具有抗淋巴管生成作用的報道。西地尼布是1種抑制VEGF-A誘導的血管生成的小分子酪氨酸激酶抑制劑，Heckman等［30］研究發(fā)現(xiàn)西地尼布不僅可以抑制 VEGFR-2的活性和血管的生成，還具有抑制VEGFR-3的活性和淋巴管生成的作用。SU5416是1種合成的酪氨酸激酶小分子抑制劑，對VEGFR-3的抑制作用大約是對VEGFR-2的5倍，但SU5416是否具有抑制腫瘤淋巴管生成的作用尚不清楚［31］。

4.4 基因治療

RNA干擾(RNA interference，RNAi)是指由外源性或內源性雙鏈RNA(dsRNA)誘導轉錄后引起特異性基因沉默(PTGS)。小干擾 RNA(siRNA)和微小 RNA(microRNA，miRNA)是RNAi技術最主要的組成部分，已成為分子生物學研究熱點之一，并作為1種新的靶向治療方法應用于腫瘤的治療研究。Lui等［32］體外培養(yǎng)大腸癌LOVO細胞并加入小分子RNA以干擾VEGFR-3的表達，結果顯示此技術可顯著抑制腫瘤細胞增殖和淋巴管新生。

總之，目前大多數(shù)研究已顯示在腫瘤組織中存在淋巴管新生。淋巴管特異性標志物及促淋巴管生長因子的發(fā)現(xiàn)擴展了對腫瘤相關淋巴管生長的分子機制和新生淋巴管的探索。這些研究有益于腫瘤治療的新策略，如針對腫瘤淋巴管新生的靶向治療的開發(fā)與應用。

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