雷帕霉素治療小兒卡波西血管內(nèi)皮瘤及從狀血管瘤的研究進(jìn)展

彭勇 孔祥如 李長春

【摘 要】卡波西樣血管內(nèi)皮瘤以及叢狀血管瘤是臨床發(fā)生率較低的內(nèi)皮源性交界性腫瘤。其具有局部侵襲性、病情發(fā)展快等臨床特點。哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（Mammalianrapamycintargetprotein;mTOR）是一種可調(diào)節(jié)細(xì)胞生長以及增殖的關(guān)鍵因子。本文就雷帕霉素治療小兒卡波西血管內(nèi)皮瘤及從狀血管瘤的作用機制、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑以及臨床研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

【關(guān)鍵詞】雷帕霉素;卡波西樣血管內(nèi)皮瘤;叢狀血管瘤;哺乳動物雷帕霉素靶蛋白

【中圖分類號】R682.12 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1672-3783（2018）05-03-0-01

引言：臨床將卡波西樣血管內(nèi)皮瘤（Kaposi - like hemangioendothelioma;KHE）以及叢狀血管瘤（tufted angioma，TA）劃分為血管腫瘤中的特殊類型。臨床對卡波西樣血管內(nèi)皮瘤以及叢狀血管瘤的認(rèn)知逐漸加深，國外學(xué)者對其經(jīng)常引起的一種病理特征描述為卡梅現(xiàn)象（Kasabaeh—MerrittPhenomenon，KMP）[1]。有前瞻性臨床研究表明雷帕霉素的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑、作用機制等對抑制KHE以及TA具有突出作用。雷帕霉素發(fā)現(xiàn)伊始具有抗真菌作用，后經(jīng)臨床證實均有免疫抑制作用，而后隨著臨床研究的深入，雷帕霉素具有抗腫瘤的作用機制也被臨床發(fā)現(xiàn)，其對腫瘤血管生成的抑制性作用值得臨床重視?，F(xiàn)就雷帕霉素對卡波西樣血管內(nèi)皮瘤以及叢狀血管瘤的影響進(jìn)行綜述。

一、雷帕霉素作用途徑

mTOR激活渠道：以人胰島素生長因子（insulin-like growth factor;IGF）、表皮生長因子（epidermal growth factor;EGF）等生長信號與相應(yīng)受體結(jié)合后使磷脂酰肌醇3激酶（（phosphati dyl i nosi tolnase，;P13K）鏈信號途徑激活，進(jìn)而特異性地活化蛋白激酶B（Protein kinase b;PKB）活化，PKB直接激活mTOR。mTOR可調(diào)控細(xì)胞的增殖、周期調(diào)控生長以及凋亡等作用。具體作用機制是其自身的結(jié)構(gòu)特異性，作為絲/蘇氨酸蛋白激酶可通過使結(jié)構(gòu)域磷酸化下游底物，包括翻譯起始因子elF—4、EeEF2、4E.BP1等諸多相關(guān)翻譯因子與翻譯蛋白，翻譯抑制蛋白、翻譯延長因子以及核糖體s6激酶等是促進(jìn)細(xì)胞增殖、生長以及周期進(jìn)展蛋白的重要翻譯因子[2]。

雷帕霉素（rapamycin，RPM）是一種吸水性鏈霉菌發(fā)酵液中提取的一種具有抗腫瘤作用、抗真菌作用的大環(huán)內(nèi)酯類抗生素。RPM對mTOR的作用機制為：RP，與細(xì)胞內(nèi)受體FK506結(jié)合蛋白形成復(fù)合物，此類復(fù)合物具有高親和力的特點。RAPA—.雷帕霉素相關(guān)蛋白（FKBP）—12與mTOR復(fù)合物的結(jié)合位點（FKBP12-rapamycin binding，F(xiàn)RB）憑借其特點產(chǎn)生結(jié)合，進(jìn)而使得mTOR的蛋白激酶催化活性被強烈抑制，通過阻斷多種翻譯因子的作用機制進(jìn)而使生長因子信號的傳達(dá)受阻，抑制蛋白酶催化活性是RPM控制細(xì)胞生長、增殖以及將細(xì)胞周期抑制在G1期的重要作用機制。

二、雷帕霉素抑制卡波西樣血管內(nèi)皮瘤以及叢狀血管瘤的具體作用

卡波西樣血管內(nèi)皮瘤以及叢狀血管瘤是一種臨床發(fā)生率極低的內(nèi)皮源性交界性腫瘤。部分卡波西樣血管內(nèi)皮瘤以及叢狀血管瘤增長速度較快或者體積較大導(dǎo)致患者體內(nèi)血小板水平嚴(yán)重降低，凝血因子被大量消耗，這種KMP現(xiàn)象多發(fā)生于病灶面積高于5cm?。此外根據(jù)流行病學(xué)調(diào)查顯示當(dāng)病灶侵襲發(fā)展至深筋膜下的情況下血小板以及凝血因子水平更加容易下降。出現(xiàn)卡梅現(xiàn)象后在停藥期間患者容易出現(xiàn)病情反復(fù)，利用長春新堿以及激素類藥物等不能完全控制病情，且卡梅現(xiàn)象出現(xiàn)后病情發(fā)展較快，加之停藥后會出現(xiàn)嚴(yán)重的副作用，多個中心報道KHE以及TA具有一定死亡率[3～4]。所以總結(jié)mTOR在治療KHE以及TA時發(fā)揮的作用機制對提升臨床治療水平有重要意義。

雷帕霉素在近些年被臨床廣泛關(guān)注，國內(nèi)外學(xué)者均表明雷帕霉素可抑制腫瘤新生血管的形成。有研究表明KHE以及TA血管新生、淋巴管新生、增殖以及代謝與雷帕霉素抑制mTOR信號的下游生長因子傳導(dǎo)有關(guān)。有國外學(xué)者通過選取衛(wèi)生無病的鼠做標(biāo)本進(jìn)行體外培養(yǎng)，通過處死鼠選取鼠主動脈環(huán)的完整切片，然后檢測主動脈環(huán)上采用雷帕霉素后新血管的芽生情況，研究檢測發(fā)現(xiàn)主動脈環(huán)上新血管的芽生在雷帕霉素濃度在0.1ng/ml時被明顯抑制，隨著雷帕霉素的濃度不斷升高新血管的生長速度越緩慢，當(dāng)雷帕霉素濃度達(dá)到1ng/ml時新血管的發(fā)生幾乎被完全抑制。此外雷帕霉素抑制血管形成的作用在臨床中也被廣泛報道。有國外學(xué)者利用雞胚尿囊膜（ Chick chorioallantoic membrane ;CAM）模型發(fā)現(xiàn)應(yīng)用低劑量雷帕霉素可有效抑制人肝癌誘發(fā)的模型的新生血管的形成，與長春堿的效果較為接近，臨床治療KHE以及TA引起的血小板降低、凝血因子降低時運用氫化可的松+長春堿的治療方案達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)，血小板水平無法改善，治療無法控制病情，而利用雷帕霉素治療后血小板水平明顯上升，證實了其具有抗腫瘤以及抗血管形成的作用[5]。KHE以及TA在血管新生、淋巴管新生時檢測病灶可發(fā)現(xiàn)均含有淋巴內(nèi)皮成分。臨床試驗表明瘤體組織通過酶聯(lián)免疫檢測可得到關(guān)于淋巴內(nèi)皮細(xì)胞所產(chǎn)生的抗原D2-40以及Prox—1。雷帕霉素可抑制抗原D2-40以及Prox—1的表達(dá)，表明其具有抑制KHE以及TA淋巴管新生。有研究設(shè)立了三個模型，分別為傷口愈合、腫瘤形成與轉(zhuǎn)移以及血管新生，均表明了雷帕霉素對淋巴管的新生具有抑制作用[6]。

有學(xué)者在研究中制作大鼠標(biāo)本，利用氫氧化鈉堿性灼傷角膜以及堿性成纖維細(xì)胞生長因子（basic fibroblast growth factor;bFGF）作為誘發(fā)因素，成功建立大鼠以及兔角膜血管模型，通過研究對動物模型應(yīng)用雷帕霉素觀察其抗血管生成作用，發(fā)現(xiàn)帕霉素可明顯抑制大鼠以及兔模型中角膜新生血管的生成，由于KHE以及TA是一種極為罕見的疾病，目前沒有前瞻性、多中心以及大樣本對照研究，應(yīng)用全身激素長期療效并不穩(wěn)定，具有一定的耐藥性，且對患兒長期應(yīng)用激素可導(dǎo)致生長發(fā)育受阻，撤藥之后導(dǎo)致病情反復(fù)，KHE以及TA均可通過血管內(nèi)皮生長因子的生成以及內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移進(jìn)行侵襲性發(fā)展。為防止促KHE以及TA新生血管形成以及內(nèi)皮損傷，研究雷帕霉素抗血管形成的作用較為重要。胰島移植的相關(guān)性研究以及動物實驗均證實了雷帕霉素具有抗血管生成的作用，KHE以及TA是非常少見的血源性腫瘤，發(fā)病時期多集中于嬰幼兒時期，腫瘤增殖階段多集中于嬰幼兒階段，腫瘤組織微環(huán)境的缺氧以及酸性可激活新生血管生成信號途徑，進(jìn)而使腫瘤血管生成速度加快。KHE以及TA腫瘤血管生成機制較為復(fù)雜，是一種多途徑傳導(dǎo)、多因子參與以及多層次發(fā)展的復(fù)雜過程。此外在雷帕霉素抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖以及遷移的前瞻性研究中也有相關(guān)研究提示雷帕霉素可抑制內(nèi)皮細(xì)胞外向生長的報道，不同濃度下RAPA以及重組體血管內(nèi)皮生長因子、堿性成纖維細(xì)胞生長因子均與內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移速度密切相關(guān)。有學(xué)者表明雷帕霉素通過阻斷mTOR信號的下游傳導(dǎo)可調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞增殖以及遷移，

三、雷帕霉素抑制KHE以及TA腫瘤血管形成的機制

KHE以及TA好發(fā)皮膚可引起皮膚改變，其造成皮膚質(zhì)地變硬，當(dāng)其影響速度逐漸超過腫瘤血管生成速度，加之腫瘤細(xì)胞代謝旺盛可形成激活缺氧誘導(dǎo)因子—1的腫瘤微環(huán)境，可增強下游轉(zhuǎn)錄基因促進(jìn)腫瘤血管生成速度。關(guān)于KHE以及TA腫瘤血管形成的具體作用機制包含了多個方面，一是KHE以及TA腫瘤細(xì)胞生成因子腫瘤組織微環(huán)境在激活后會活化血管內(nèi)皮生子因子（Vascular endothelial and factors;VEGF）并激活內(nèi)皮細(xì)胞。通過調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附因子（（Platelet endothelial cell ad-hesion molecule-1，PECAM-1）、基質(zhì)降解促使癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移以及腫瘤血管生成是腫瘤血管生成的主要作用機制。其作用機制二是腫瘤組織以及內(nèi)皮細(xì)胞遷移、增殖。腫瘤血管生成涉及了多種生長因子、蛋白水解酶（ proteolytic enzyme;PZ）以及胞外基質(zhì)等，如其作用機制三是內(nèi)皮細(xì)胞以及腫瘤細(xì)胞通過釋放PZ進(jìn)而降解血管及基底膜、外周細(xì)胞基質(zhì)并誘發(fā)細(xì)胞外基質(zhì)重塑。作用機制四是新生血管以及血管網(wǎng)形成，并依靠PECAM-1等多種因子與已存在的血管網(wǎng)連接。關(guān)于雷帕霉素抑制腫瘤血管生成的機制尚無前瞻性研究確切表明，綜合目前臨床研究成果，雷帕霉素的具體作用機制可能與抑制缺氧誘導(dǎo)因子—1（Hypoxia-inducible factor，HIF-1）、VEGF的生成以及內(nèi)皮細(xì)胞增殖以及遷移，進(jìn)而抑制腫瘤新生血管的形成以及減少內(nèi)皮損傷等[7～10]。有研究表明促進(jìn)腫瘤新生血管的VEGF、bFGF等轉(zhuǎn)錄活性是促進(jìn)腫瘤新生血管生成的重要機制。雷帕霉素對此作用渠道進(jìn)而增強下游基因。有研究為降低腫瘤微血管密度便通過體外培養(yǎng)CT腺癌細(xì)胞，觀察雷帕霉素顯著抑制了CT腺癌細(xì)胞VEGF的分泌，通過再次建立B16黑色素瘤細(xì)胞發(fā)現(xiàn)證實了雷帕霉素確實可以抑制VEGF的分泌，但在關(guān)于對VEGF的上游調(diào)節(jié)因子如低氧誘導(dǎo)因子以及轉(zhuǎn)化生長因子（transforming growth factor;TGF）mRNA的研究中，雷帕霉素對上述兩種因子并無顯著影響。有研究推測，對HIF1的影響可能只停留在蛋白水平上，在腫瘤細(xì)胞中雷帕霉素的影響機制包括在轉(zhuǎn)錄以及翻譯水平上，雷帕霉素對VEGF而言，涉及到了轉(zhuǎn)錄以及翻譯等深層次水平上。最近有研究表明雷帕霉素可通過降低腫瘤細(xì)胞VEGF受體的作用，并在多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞的研究中指出，腫瘤細(xì)胞分泌血管生成因子VEGF以及bFGF，進(jìn)而提高VEGF受體1以及VEGF受體3的表達(dá)。mTOR的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑以及細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK）的信號傳導(dǎo)途徑即通過影響VEGF受體1以及VEGF受體3的表達(dá)，雷帕霉素通過影響這兩種信號傳導(dǎo)途徑有效抑制了腫瘤細(xì)胞的凋亡[11]。關(guān)于雷帕霉素在KHE以及TA中作為mTOR信號傳導(dǎo)途徑抑制劑發(fā)揮的具體作用值得進(jìn)一步探討。

雷帕霉素作為mTOR抑制劑還可通過抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖影響KHE以及TA腫瘤血管形成。KHE以及TA病灶中含有的D2—40以及Prox—1對淋巴內(nèi)皮細(xì)胞新生有重要作用。在目前一項前瞻性研究中不同濃度的RAPA以及重組體血管內(nèi)皮因子、纖維生成因子誘導(dǎo)下培養(yǎng)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞，可以發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮細(xì)胞的增值與遷移速度顯著降低，與未添加雷帕霉素的對照組相比具有顯著差異，證實了雷帕霉素可降低內(nèi)皮細(xì)胞的增殖與遷移，并且呈現(xiàn)劑量依賴性，較低劑量的雷帕霉素即可有效抑制臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞增殖以及形態(tài)構(gòu)成管樣結(jié)構(gòu)，此項研究結(jié)果說明了血管內(nèi)皮生長因素對雷帕霉素較為敏感。臨床諸多研究表明雷帕霉素對內(nèi)皮細(xì)胞的抑制作用可能與其抗腫瘤血管生成有著重要關(guān)聯(lián)。

雷帕霉素的作用機制還包括促進(jìn)腫瘤新生血管血栓形成，雷帕霉素除對抗新生血管形成有顯著效果外對已形成的腫瘤血管同樣具有促血栓形成的作用。有研究通過將雷帕霉素應(yīng)用于荷瘤小鼠觀察其是否誘發(fā)腫瘤微血管局部小血栓形成的作用，活體顯微鏡檢測可發(fā)現(xiàn)雷帕霉素作用過的皮下移植瘤生長，而部分出現(xiàn)選擇性誘發(fā)局部小血栓的現(xiàn)象。有研究表明通過倒置顯微鏡觀察腫瘤周圍組織或者正常組織在雷帕霉素的影響下并無血栓形成，推測形成血栓的原因可能是于腫瘤局部最初開放的腫瘤血管才可產(chǎn)生作用。其主要作用機制通過局部腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷以及凋亡對組織因子形成了強刺激作用，進(jìn)而阻斷了局部血流，這也是正常組織中無血栓形成的原因。

雷帕霉素還具有抑制內(nèi)皮組細(xì)胞的作用。其主要作用機制雷帕霉素通過對骨髓內(nèi)的內(nèi)皮祖細(xì)胞原有的新生血管以及內(nèi)皮組織修復(fù)特性產(chǎn)生抑制作用。臨床關(guān)于內(nèi)皮組細(xì)胞的研究還較少，對內(nèi)皮前體細(xì)胞增殖以及分化潛在的抑制作用尚無深入研究。

四、小結(jié)

2010年起，逐漸有報道雷帕霉素可控制KHE以及TA所伴隨的卡梅現(xiàn)象，相較于長春新堿等藥物更加有效，本文總結(jié)了雷帕霉素的治療KHE以及TA的作用機制，雷帕霉素通過對mTOR的下游bFGF、VEGF等因子進(jìn)行調(diào)節(jié)以及抑制內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移等是其治療KHE以及TA的理論基礎(chǔ)，值的廣泛關(guān)注，臨床對雷帕霉素調(diào)控mTOR信號途徑作用機制進(jìn)行深入研究有助于對KHE以及TA靶向性治療。

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