血管生成相關(guān)因子在口腔鱗癌中的研究進展

聞?wù)?張霓霓+黃桂林

[摘要] 腫瘤的發(fā)展及轉(zhuǎn)移與血管生成關(guān)系密切，當腫瘤生長至一定程度，在多種因子的調(diào)節(jié)作用下，瘤體通過血管新生從宿主獲取生長所需的營養(yǎng)及氧氣，轉(zhuǎn)運代謝產(chǎn)物，同時新生血管在一定程度上為腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移及擴散創(chuàng)造了條件。近年來，隨著腫瘤與血管生成之間研究的不斷深入，以抗血管生成為靶點的口腔鱗癌綜合序列治療日益引起重視。本文就影響血管生成的相關(guān)因子在口腔鱗癌中的研究現(xiàn)狀進行綜述。

[關(guān)鍵詞] 口腔鱗癌；血管生成；細胞因子；酶

[中圖分類號] R781 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2016）11（a）-0057-04

口腔鱗癌作為口腔頜面部最為常見的惡性腫瘤，其傳統(tǒng)治療以手術(shù)結(jié)合放化療為主。近年來，貝伐單抗等以抗腫瘤血管生成為靶點的藥物為臨床治療結(jié)直腸癌、乳腺癌等常見惡性腫瘤開創(chuàng)了新節(jié)點，同時也為口腔鱗癌的臨床治療提供了新視角。本文就血管生成相關(guān)因子在口腔鱗癌中的研究現(xiàn)狀進行綜述，以期為抗血管生成在口腔鱗癌治療的應(yīng)用提供思路。

1 腫瘤血管生成的生理基礎(chǔ)

1971年Folkman提出“腫瘤的生長及擴散依賴血管生成”這一概念，認為腫瘤的生長可分為無血管期及血管期。當瘤體<1 mm3，腫瘤聚集體可通過組織間彌散作用獲得營養(yǎng)、氧氣并轉(zhuǎn)移代謝廢物；而當體積>1 mm3，瘤體便無法僅依靠彌散作用獲得維持生長所需的物質(zhì)，維持局部微環(huán)境穩(wěn)態(tài)，此時血管新生就顯得尤為重要，若無新生血管向瘤體內(nèi)長入，腫瘤便無法繼續(xù)增長，甚至發(fā)生沉默或退化[1]。

通常對哺乳動物而言，除雌性生理周期外，血管系統(tǒng)在健康成年動物體內(nèi)呈靜止狀態(tài)，而僅在外傷、腫瘤等特殊病理條件下，血管新生才被激活?；谶@一規(guī)律，Hanahan等[2]提出“血管生成開關(guān)（angiogenic switch）”假說，認為血管新生過程受到血管生成誘導因子與抑制因子的“開關(guān)”調(diào)控，只有當誘導因子上調(diào)或抑制因子下調(diào)時，這一“開關(guān)”被激活，腫瘤血管新生才得以進行。

2 促血管生成相關(guān)因子

血管生成過程受多種促血管生長因子的調(diào)控，包括血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）、堿性成纖維細胞生長因子（basic fibroblast growth factor，bFGF）、血管生成素（angiopoietin，ANGPT）、環(huán)氧化酶（cyclooxygenase，COX）、血小板源性生長因子、表皮生長因子、轉(zhuǎn)化生長因子、survivin蛋白等。本文就相對重要的因子進行概述。

2.1 VEGF

VEGF是一類對內(nèi)皮細胞具有高度特異性作用，在胚胎形成及人體正常生長發(fā)育過程中影響血管生成的重要因子，為心血管系統(tǒng)的正常構(gòu)建奠定了基礎(chǔ)[3]。通常在脈管系統(tǒng)形成后，VEGF在正常組織內(nèi)低表達，而在實性腫瘤及部分造血源性腫瘤中過表達，且對于口腔鱗癌、乳腺癌、結(jié)腸癌、食管癌等惡性腫瘤，VEGF是評價其預后的重要指標[4]。其主要功能包括：①促進血管內(nèi)皮及淋巴管內(nèi)皮細胞的增殖；②調(diào)節(jié)血管通透性；③舒張血管；④對神經(jīng)細胞、肺上皮細胞、心肌細胞等的營養(yǎng)作用[3]。

現(xiàn)階段研究認為，VEGF與口腔鱗癌進展及轉(zhuǎn)移關(guān)系密切。Kukreja等[5]發(fā)現(xiàn)，口腔鱗癌癌巢及瘤內(nèi)上皮均可見VEGF表達，且表達水平與腫瘤病理分期呈正相關(guān)，同時癌組織中微血管密度（microvessel density，MVD）較正常組織及癌前病變顯著升高。Sales等[6]發(fā)現(xiàn)，原發(fā)灶及癌周組織內(nèi)VEGF-A及其mRNA表達顯著高于正常組織，同時其在癌周組織中的表達明顯高于原發(fā)灶，病變組織內(nèi)VEGF-A 表達水平與病變大小及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移程度呈正相關(guān)，認為VEGF-A與口腔鱗癌轉(zhuǎn)移相關(guān)，癌周組織參與了VEGF-A的生成。

2.2 ANGPT

ANGPT屬于分泌型低聚糖蛋白，包含Ang-1、Ang-2、Ang-3、Ang-4四種亞型，其中以Ang-2與腫瘤血管生成關(guān)系最為密切。Ang-2由血管內(nèi)皮細胞產(chǎn)生，作為酪氨酸激酶受體-2（tyrosine kinase receptor-2，Tie-2）部分激動劑，過表達的Ang-2可與Ang-1競爭結(jié)合Tie-2，抑制由Ang-1誘導的PI3K、Akt、Grb2等信號通路，降低血管基底膜的穩(wěn)定性，抑制血管內(nèi)皮細胞及管周細胞的相互作用及血管的自我修復作用[7]，為口腔鱗癌血管新生創(chuàng)造條件。

Li等[8-9]發(fā)現(xiàn)，癌組織內(nèi)MVD較正常及癌周組織明顯升高，而血管成熟度明顯降低，MVD及血管成熟度與Ang-2表達水平顯著相關(guān)，認為Ang-2與口腔鱗癌內(nèi)血管生成及成熟關(guān)系密切；并進一步發(fā)現(xiàn)，過表達的Ang-2可誘導TCA8113舌癌細胞產(chǎn)生波形蛋白并抑制黏鈣素的表達，提高腫瘤細胞的遷移及局部浸潤能力，同時Ang-2可誘導腫瘤細胞表達VEGF，促進瘤體內(nèi)血管生成。梁博[10]發(fā)現(xiàn)，鱗癌組織內(nèi)MVD顯著高于正常組織，且Ang-2及其mRNA表達明顯增高，Ang-2表達水平與MVD呈正相關(guān)，認為Ang-2是口腔鱗癌的血管生成的影響因子。

2.3 bFGF

bFGF在機體的創(chuàng)傷修復及血管生成中具有重要作用[11]。作為成纖維細胞生長因子成員之一，其幾乎在所有細胞皆有表達，經(jīng)與內(nèi)皮細胞表面的酪氨酸激酶FGF受體-1/2（tyrosine kinase FGF receptor-1/2，TK-FGFR-1/2）、肝素硫酸蛋白多糖等結(jié)合后，可促進內(nèi)皮細胞的增殖及遷移，誘導內(nèi)皮細胞在基底膜上的改組并形成管腔樣結(jié)構(gòu)[12]，同時可激活VEGF/VEGFR系統(tǒng)，協(xié)同促進腫瘤及胚胎的血管生成[11]。

大量研究表明，bFGF與口腔鱗癌轉(zhuǎn)移關(guān)系密切。He[13]發(fā)現(xiàn)，口腔鱗癌內(nèi)bFGF含量顯著高于正常組織，其表達水平與瘤體內(nèi)MVD呈正相關(guān)，與患者的年齡、病理分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移程度關(guān)系密切。Hase等[14]發(fā)現(xiàn)，約67%的口腔鱗癌病例中，bFGF/FGFR1可見明顯表達，其表達強度與腫瘤局部侵襲及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率呈正相關(guān)，認為bFGF/FGFR1的表達水平與口腔鱗癌浸潤轉(zhuǎn)移有關(guān)，是口腔鱗癌預后評估的依據(jù)。

2.4 MMPs

MMPs是一類Zn2+依賴的蛋白水解酶家族，根據(jù)作用底物的不同，MMPs可分為六類：膠原酶（collagenases）、基質(zhì)溶解酶（matrilysins）、明膠酶（gelatinases）、膜基質(zhì)金屬蛋白酶（membrane-type MMPs）、間質(zhì)溶解素（stromelysin）及其他基質(zhì)金屬蛋白酶。其作用主要包括：腫瘤細胞通過自分泌及釋放VEGF等因子刺激內(nèi)皮細胞產(chǎn)生MMPs，MMPs選擇性作用于細胞外基質(zhì)及血管基底膜，提高血管的通透性，協(xié)助腫瘤細胞遷移及擴散；同時為內(nèi)皮細胞經(jīng)血管間隙向血管外的出芽遷移，形成新生血管網(wǎng)提供條件[15]。

研究表明，MMP-2、MMP-9與口腔鱗癌血管生成關(guān)系密切[15]。Andishehtadbir等[16]發(fā)現(xiàn)，MMP-9在口腔鱗癌組織內(nèi)高表達，且表達率與瘤內(nèi)MVD呈正相關(guān)，認為MMP-9可促進口腔鱗癌血管生成。張壯等[17]發(fā)現(xiàn)，口腔鱗癌中MMP-2表達量與MVD呈正相關(guān)，且MMP-2、MVD與腫瘤大小及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移程度呈正相關(guān)，認為MMPs可通過影響腫瘤血管生成促進腫瘤的發(fā)展及轉(zhuǎn)移。Mishev等[18]發(fā)現(xiàn)，在口腔鱗癌進展的各階段，瘤內(nèi)MMP-2及MMP-9表達水平相對穩(wěn)定，而MMP-7、MMP-13隨腫瘤進展表達逐步下調(diào)，且其在癌組織的侵襲前沿及高度惡性區(qū)亦可見明顯下調(diào)，認為MMPs表達水平可以幫助明確口腔鱗癌發(fā)展進程，并為預后評估提供依據(jù)。

2.5 COX

COX即前列腺素內(nèi)過氧化物合成酶，是前列腺素合成過程中的重要限速酶，其作用在于將花生四烯酸代謝成為各種前列腺素產(chǎn)物，參與機體病理及生理過程。環(huán)氧化酶存在兩種同功酶：COX-1及COX-2，其中COX-1作為結(jié)構(gòu)酶，通常被認為僅參與調(diào)節(jié)機體正常的生理過程[19]；COX-2作為誘導酶，主要表達于炎癥、損傷及腫瘤組織，可影響局部微血管的生成，與口腔鱗癌的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移存在密切聯(lián)系[20]。

Santoro等[20]發(fā)現(xiàn)，在口腔鱗癌組織中，COX-2的平均表達率呈高表達趨勢，且與瘤內(nèi)MVD呈正相關(guān)，認為癌細胞可高表達COX-2，促進瘤體內(nèi)微血管生成及腫瘤細胞的局部浸潤。Byatnal等[21]發(fā)現(xiàn)，口腔癌組織內(nèi)均可見COX-2表達，且表達水平與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率、病變組織病理分期呈正相關(guān)，認為COX-2可作為評估腫瘤進展程度及患者預后的生物指標。

3 血管生成抑制因子

血管生成抑制因子與促血管生成因子的平衡是血管系統(tǒng)穩(wěn)定的關(guān)鍵因素，目前發(fā)現(xiàn)的血管生成抑制因子包括血管抑素（angiostatin，AS）、內(nèi)皮抑素（endostatin，ES）、白細胞介素、血小板反應(yīng)素等，其中以AS、ES最為重要。

3.1 AS

AS是一種具有抗腫瘤潛力的血管生成抑制因子，在正常生理狀態(tài)下并不表達，僅在腫瘤等疾病過程中，其可由MMPs及尿激酶降解血漿纖維蛋白溶酶（plasminogen，Pgn）形成，是一種可溶性的內(nèi)肽片段[22]。作為Pgn的降解產(chǎn)物，AS包含Pgn的前四個Kringle片段，其中Kringle1-3可抑制內(nèi)皮細胞的增殖，Kringle-4可抑制內(nèi)皮細胞的遷移，因此AS的生物活性被認為是由多個Kringle片段聯(lián)合作用的結(jié)果[23]。目前AS與口腔鱗癌之間的研究報道甚少。劉志剛[24]將AS注射至皮下舌癌TCA811后發(fā)現(xiàn)，瘤體內(nèi)細胞凋亡指數(shù)和MVD、VEGF、VEGFR-1、VEGFR-2蛋白及mRNA表達量明顯下調(diào)，并在一定濃度范圍內(nèi)呈現(xiàn)劑量依賴性。認為AS可通過抑制VEGF/VEGFR系統(tǒng)抑制舌癌血管生成。

3.2 ES

ES是第一個被發(fā)現(xiàn)具有血管生成調(diào)控作用的細胞外基質(zhì)蛋白，是膠原蛋白經(jīng)MMPs等水解作用所形成的C-末端非膠原區(qū)的氨基酸片段。其通過抑制bFGF、VEGF-R2/KDR/Flk-1、整合素-α5β1等信號通路，抑制MMP-2/9/13等MMPs的活性，進而抑制內(nèi)皮細胞的遷移；同時ES可通過下調(diào)細胞周期蛋白D1、細胞凋亡抑制基因、細胞周期調(diào)控基因、黏附斑激酶等基因的表達，抑制內(nèi)皮細胞的增殖[25-26]。

研究表明，ES可影響口腔鱗癌組織中血管生成，并一定程度抑制腫瘤的局部侵襲。李剛等[27]發(fā)現(xiàn)，口腔鱗癌組織中ES表達率較正常組織高，且癌組織中ES陽性組的MVD低于陰性組。Alahuhta等[28]通過轉(zhuǎn)染舌癌HSC-3細胞，使其過表達ES，發(fā)現(xiàn)ES可以抑制HSC-3細胞在3D膠原纖維模型中的局部侵襲。Hebert等[29]發(fā)現(xiàn)，口腔鱗癌細胞經(jīng)ES處理后，VEGF及膠原蛋白表達下調(diào)，同時ES可抑制癌細胞的遷移，抑制強度與ES濃度呈正相關(guān)，認為ES具有一定的抗腫瘤侵襲潛能。

4 小結(jié)

腫瘤放化療在臨床治療口腔鱗癌的過程中獲得了不可否定的療效，在縮小原發(fā)灶的基礎(chǔ)上為術(shù)后局部組織缺損修復提供了有效的支持，并為患者預后奠定了良好的基礎(chǔ)。但腫瘤的放化療具有明顯的非特異性，毒副作用明顯，在殺傷腫瘤細胞的同時，對正常的組織、器官造成不同程度的損傷，部分患者在治療過程中常出現(xiàn)嚴重的骨髓抑制、胃腸道刺激等不良反應(yīng)，常常使綜合序列治療無法達到預期的效果?？鼓[瘤血管生成作為一種新興的治療方法，具有較強的特異性，可在腫瘤發(fā)生早期破壞腫瘤微環(huán)境穩(wěn)態(tài)，阻礙腫瘤的正常生長，同時在一定程度上限制腫瘤向癌周正常組織的侵襲及全身遠處轉(zhuǎn)移，為口腔鱗癌的綜合序列治療拓寬了思路，有望成為口腔鱗癌靶向治療的重要途徑。

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（收稿日期：2016-07-06 本文編輯：李亞聰）