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肿瘤转移机制及相关治疗 第一节肿瘤转移的过程 1 肿瘤转移 Tomurmetastasis 是指肿瘤细胞离开原发生长部位 通过各种转运途径 在机体远隔部位的组织或器官继续生长 形成转移性肿瘤的过程 肿瘤异质性 Heterogeneity 是肿瘤选择转移部位 产生多样性表型的根本原因 肿瘤转移是一系列相互作用和相互依赖的多个事件的连续过程 中断任何一步都会使转移停止 肿瘤转移的过程 2 正常细胞转化 增生为具有侵袭性的肿瘤细胞当肿瘤长到1 2mm时 合成和自分泌促血管生成因子 诱导新生血管产生 构建从周围组织通向肿瘤内部的毛细血管网 肿瘤细胞的运动能力增强 在粘附分子作用下 部分肿瘤细胞浸入周围间质 穿透并进入微循环系统 肿瘤细胞从原发灶脱落进入循环系统 绝大多数肿瘤细胞在循环系统内被迅速清除 肿瘤转移的过程 3 循环中存活的肿瘤细胞粘附在毛细血管内皮细胞或基质膜上 在远处组织或器官的毛细血管床滞留 附着肿瘤细胞通过与浸润类似的机制侵入到器官的实质内转移性的肿瘤细胞逃避宿主的免疫机制 在器官的实质内增殖 完成了转移过程 一 肿瘤的血管生成 肿瘤直径小于1 2mm时 渗透作用 转移发生在血管生成之后 血管生成是指有新的微血管生长 包括毛细血管内皮细胞移行 增殖和管道形成 实体瘤的新生血管在通透性 血管稳定性和生长调节上与正常组织均有差异 血管密度方面 良性肿瘤的血管分布少 密度低 生长缓慢 恶性肿瘤血管丰富 生长迅速 其密度与浸润及转移潜能呈正相关 临床上观察到 微血管密度高的浸润性乳腺癌容易发生转移 而血管生成指数高又是前列腺癌 卵巢癌和结肠癌的预后不良指标 二 肿瘤的浸润 肿瘤转移的关键是肿瘤细胞通过间质进入到血管和淋巴管系统 有几种机制参与了肿瘤细胞的浸润 压力梯度 运动能力 粘附力 降解酶介导的组织损伤 绝大多数恶性肿瘤细胞有自主运动能力 某些肿瘤细胞存在运动因子受体 通过与配体的结合增加了肿瘤浸润和转移的能力 组织特异性的降解酶增加了细胞外基质的不稳定性 有利于肿瘤细胞的转移 三 肿瘤的血道转移 血道转移是大多数肉瘤 肾癌 恶性黑素瘤等恶性肿瘤转移的主要方式 肿瘤出血坏死 瘤栓容易进入血液循环 临床持续时间长 进入血液循环中的肿瘤栓子数量也相应增多 只有进入临近组织并增殖的肿瘤细胞才能发生血道转移 比例小于0 1 肿瘤细胞之间或肿瘤细胞与宿主细胞之间发生聚集 纤维蛋白凝结和血小板凝聚 使循环中的肿瘤细胞减少机械性损伤 逃避宿主的免疫杀灭机制 抗凝剂和抗血小板药物阻断上述凝集机制 有防治肿瘤血道转移的作用 四 肿瘤的淋巴道转移 淋巴道转移癌多于肉瘤 肿瘤浸润时 肿瘤细胞穿透小的淋巴管壁进入淋巴系统并引流到淋巴结发生 瀑式转移 或 跳跃式转移 区域淋巴结增大 淋巴结转移与原发瘤发生部位和引流区域有关 与肿瘤组织来源无关 区域淋巴结的清扫能阻止肿瘤细胞扩散 现在这个观点有很大的争议 大肠癌患者切除原发肿瘤和清扫区域淋巴结 提高了生存率 黑色素瘤广泛切除转移的淋巴结可以延长患者的无瘤生存期 但在乳腺癌的随机前瞻性研究中发现 切除同侧腋窝淋巴结并不能提高患者的生存率 五 肿瘤细胞的滞留 粘附和穿出脉管 微循环中的肿瘤细胞附着于内皮细胞损伤处 形成团块并滞留 附着 结合是通过粘附作用实现的 粘附分子能够调节这种作用 肿瘤细胞的转移能力与部位的选择 肿瘤细胞粘附能力以及内皮细胞的反应有关 滞留在微循环中的肿瘤细胞破坏管壁 穿透基质膜 或随游动的白细胞浸入到周围的器官组织 恶性细胞在某些特定的继发部位浸润 增殖和生长 与肿瘤细胞对组织及器官因子的反应性有关 肿瘤细胞完成了转移的全部过程后 又开始了增殖 诱发新生血管生成并发生新的转移 六 肿瘤转移的异质性 人类恶性肿瘤多数来源于单个转化细胞的克隆性增殖 在进展过程中产生了多样化克隆的复杂组合 肿瘤具有异质性以及含有不同转移性能的细胞亚群 同一肿瘤病灶内可以有异质性表现 单一细胞起源的肿瘤也是一个异质性的细胞群 黑色素瘤 乳腺癌 结肠癌等含有转移能力差异的细胞亚群 肿瘤细胞的转移性能越强 产生多形性表型和对治疗耐受的几率就越大 化疗药物的诱导能够增加这种异质性 乳腺癌 七 肿瘤转移与宿主的免疫力 免疫机制与肿瘤抗原异质性 免疫原性以及宿主识别和消除抗原的能力有关 宿主的免疫反应低下使自发性和实验性转移瘤的转移率增高 另一些肿瘤中 免疫功能下降反而减少了肿瘤转移 也有一些肿瘤 免疫能力的变化对原发和转移肿瘤的生长影响不大 免疫系统有抑制和刺激肿瘤细胞的生长的双重作用 这二种作用可同时发生 肿瘤内在的抗原性和宿主对这些抗原的免疫反应能力 是影响免疫治疗的两个重要因素 八 微环境与肿瘤转移 解剖的或机械性因素可以造成肿瘤的区域性转移 许多肿瘤转移 是由于肿瘤细胞对微环境特异的亲合作用造成的微环境能影响肿瘤细胞稳定性 抑制转移性肿瘤细胞的存活和生长 微环境中的细胞因子 生长因子及激素也能刺激肿瘤表型发生改变 促进转移性肿瘤的存活和生长 微环境的酸碱度 氧供因素 也能影响肿瘤转移结果血管生成因子可以促进肿瘤血管的形成 抑制或下调血管生成因子的表达可以使一些转移性肿瘤消退 小结 转移是一个连续的过程 只有极少数的肿瘤细胞能在循环中存活并发生致死性转移 发生转移的肿瘤细胞与宿主体内各种平衡因素之间的相互作用决定了转移的最终结果 第二节肿瘤转移的分子机制 肿瘤转移的分子机制是一个复杂的过程 受多种特殊基因的调控 它们在肿瘤转移的过程中被激活或抑制 起协同或拮抗作用 从而影响肿瘤细胞的生物学性质 肿瘤转移的分子机制是肿瘤发生转移的内在原因 一 肿瘤细胞运动与运动因子 肿瘤细胞的浸润 转移与其运动能力呈正向关系 狭义的运动因子是指一类只影响细胞运动的蛋白因子 它可刺激肿瘤细胞形成迁移 化学趋化 吞噬等多方面的运动 广义的运动因子是指影响细胞运动和细胞生长的细胞因子运动因子三种主要类型 刺激细胞运动和浸润的因子 包括迁徙刺激因子 自分泌运动因子等 刺激生长和运动的因子 包括肝细胞生长因子 分散因子 表皮生长因子等 促进运动而抑制生长的因子 包括转化生长因子和干扰素等 自分泌运动因子 AMF AMF是一种热溶蛋白质 与其受体 AMFR 结合后刺激细胞运动和生长 原发肿瘤细胞能分泌足量的AMF 刺激自身运动 AMFR是细胞表面糖蛋白 gp78 信号途径涉及G蛋白和受体的磷酸化gp78的表达增加了肿瘤细胞的转移能力 在人肿瘤组织中gp78表达与临床病理特征和病人的预后有关 Maruyama等研究认为食管癌患者gp78表达 与淋巴结侵犯呈正相关 另发现淋巴结转移 周围组织浸润的大肠癌患者 gp78表达的阳性率明显高于局限期大肠癌病人 迁徙刺激因子 MSF MSF由肿瘤性纤维母细胞产生 其氨基酸序列含有大量的吡咯氨酸 部分氨基酸序列与纤维连接素的胶原结合片段 GBF 有同源性 MSF能与肝素结合 以自分泌的方式刺激肿瘤细胞的运动和对胶原的侵袭 胶原基质中玻尿酸积累使细胞运动增强目前认为 MSF是恶性疾病的一般特征 大部分乳腺癌病人的成纤维细胞能释放MSF 可能增强了肿瘤细胞的运动能力 转化生长因子 1 TGF 1 可能是MSF的抑制物 肝细胞生长因子 分散因子 HGF SF 1 HGF是很强的致有丝分裂原 对内皮细胞和某些肿瘤细胞有很强的旁分泌促进运动的作用 又称为分散因子 SF HGF能刺激胃癌 肺癌的微血管内皮细胞运动和生长 也使结肠癌 肝细胞癌和胃癌等细胞群落分散 改变细胞骨架和使运动能力增加 Sakon和Kaneko发现有肝转移的肿瘤病人血中HGF的值比正常对照者高 肺癌及其它一些癌症转移性浆膜渗出液中HGF明显增高 肝细胞生长因子 分散因子 HGF SF 2 HGF的受体是原癌基因C met编码的具有酪氨酸激酶活性的生长因子受体 正常组织C metmRNNA低表达或不表达 在相应的恶性肿瘤细胞中则过度表达 肝 胃肠 甲状腺等肿瘤组织中 C met的mRNA及其蛋白产物表达比相应的正常组织高出数十倍 可能过度表达C met的肿瘤细胞对HGF反应更敏感 从而增加了恶性细胞的运动和侵袭能力 二 肿瘤细胞粘附与粘附分子 恶性肿瘤侵袭基质膜 ECM 是远处转移的关键 肿瘤细胞首先粘附在ECM上 在粘附分子或基质成分诱导下激活或增强蛋白酶的活性 降解ECM和细胞外基质成分 向周围组织浸润 粘附分子 Adhesionmolecule 是一组参与细胞与细胞或细胞与基质间相互作用的细胞表面结构 它增强了细胞间的粘附力 粘附分子缺失可使细胞转变为运动或侵袭状态 粘附分子由四个超家族组成 即整合素 钙粘连素 免疫球蛋白超家族和选择素 整合素 Integrin Integrin是一组二价离子依赖性细胞表面糖蛋白 由 和 亚单位以非共价键结合成异二聚体 为广谱的粘附分子受体 其配体为层粘连蛋白 LN 型胶原等 Integrin的胞浆内部分调节细胞内钙离子的变化 基因表达和肿瘤生长等 肿瘤细胞表面存在大量LN受体 基质LN的B1链上YIGSR Tyr Ile Gly Ser Arg 顺序 促进肿瘤细胞的粘附和迁移 Integrin分子结构或表达水平的异常与恶性肿瘤侵袭性密切相关 钙粘连素 Cadherin Cadherin家族是一组钙离子依赖性细胞表面糖蛋白 通过胞外结构中组 丙 缬 HAV 序列识别 介导同种细胞 细胞之间的粘附 有抑制转移的作用 E 钙粘合素 E cadherin 参与同型细胞间粘附 使肿瘤细胞间密切接触 E cadherin基因突变 失活能使细胞获得浸润表型 转染E cadherin的mRNA降低肿瘤细胞侵袭能力 抗E cadherin的单抗降低细胞间的粘附作用 能增强其体外侵袭能力 在乳腺癌和头颈部肿瘤 E 钙粘合素表达明显减少 免疫球蛋白超家族 Ig superfamily 此类分子的细胞外结构含有免疫球蛋白样折叠 介导钙离子依赖性细胞间粘附反应 细胞间粘附分子 ICAM 1 血管内皮细胞粘附分子 VCAM 神经粘附分子 NCAM 和癌胚抗原 CEA 等是与肿瘤转移相关免疫球蛋白超家族成员 DCC是肿瘤抑制基因 编码产物为粘附分子 该基因缺失使肿瘤细胞转移能力增加 结直肠癌中 DCC的表达减少 CEA介导结直肠癌细胞间或与基质胶原间的粘附反应 血清CEA升高对肿瘤转移与复发有指示作用 选择素 Selectin Selectin是一类以糖基为识别配体的粘附分子 已发现至少有L selectin E selectin和P selectin三种 其细胞外成分含有一个独特的类凝集素样的结构 与循环中肿瘤细胞的靶器官选择性有关 三 基质成分降解与蛋白水解酶 1 细胞外的ECM主要成分是纤维结合素 层粘连蛋白 胶原蛋白 弹性蛋白等 是肿瘤细胞在转移中的屏障 肿瘤细胞产生大量的蛋白水解酶 降解基质成分 包括金属蛋白酶 肝素酶 Heparase 半胱氨酸蛋白酶 丝氨酸蛋白酶 如纤溶酶原激活因子uPA 纤溶酶 弹性蛋白酶 等 它们参与了肿瘤细胞降解ECM的过程 可由肿瘤细胞或基质细胞产生 多以无活性形式存在于组织间质中 被组织中的抑制剂抑制 三 基质成分降解与蛋白水解酶 2 肿瘤细胞在侵袭时 可分泌某些激活因子 活化组织中无活性的蛋白水解酶使其发挥作用 基质金属蛋白酶 MMP 及其抑制剂组织基质金属蛋白酶抑制因子 TIMP 纤溶酶原激活物 PA 及其抑制剂纤溶酶原激活物抑制物 PAI 是两个重要的蛋白水解酶系统 在细胞外基质降解过程中发挥重要的作用 MMP蛋白水解酶系统 1 MMP为一个庞大的蛋白水解酶家族 是指一系列生理情况下可降解细胞外基质及ECM的内肽酶总称 它能降解各类几乎所有的ECM骨架成分 MMP在以下几个方面参与了肿瘤转移过程 肿瘤浸润 降解ECM和基质 降解内皮下的ECM 进入血管或淋巴管 在远处部位降解毛细血管内皮下的ECM 进入转移部位 在转移部位的浸润 MMP蛋白水解酶系统 2 MMP家族成员有18种 特点 催化活性需要Zn2 序列同源性 以无活性的酶原形式产生 经有限的蛋白水解后激活 MMP可以被其天然的抑制剂TIMP所抑制 MMP按作用底物不同分为4种 胶原酶 Collagenases 基质溶解素 Stromelysins 明胶酶 Gelatinases 及膜型MMP MembranetypeMMP MT MMP 在肿瘤的发生发展和转移的过程中 MMP常过度表达 降解ECM及细胞外基质 促使肿瘤的侵袭转移及血管形成 MMP蛋白水解酶系统 3 间质胶原酶 Interstitialcollagenase MMP 1 MMP 7 能降解 型胶原 MMP 1在头颈表皮样癌 肺癌 乳腺癌中表达明胶酶 MMP 2 MMP 9 分解ECM中的 型胶原 在甲状腺癌 前列腺癌和结肠癌中表达 三螺旋 型胶原构建成为基质的基本骨架 而 型胶原酶 MMP 9 是能够降解 型胶原的唯一的基质水解酶 多种恶性肿瘤表达高水平的 型胶原酶 TIMP蛋白水解酶系统 1 TIMP蛋白产物特异性地下调MMP的活性 对于维持ECM的稳态具有重要意义 TIMP以1 1的非共价键的方式结合MMP 抑制后者的活性 至少发现四种TIMP家族成员 即TIMP 1 TIMP 2 TIMP 3 TIMP 4 TIMP 1主要在肿瘤细胞表达 TIMP 2在间质表达 外源性重组的TIMP 1或TIMP 2均可以使肿瘤细胞株的侵袭能力显著下降 而TIMP 1的反义寡核苷酸能增加转染鼠3T3细胞株的侵袭能力 TIMP蛋白水解酶系统 2 实体瘤中 MMP升高与肿瘤的进展与预后相关 前列腺癌MMP TIMP比率升高与肿瘤的分期晚 分化差有关 乳腺癌中MMP 2 MMP 9活性较纤维腺瘤明显升高 小细胞肺癌中MMP 3 MMP 11 MMP 14表达升高与生存率下降显著相关 PA蛋白水解酶系统 PA将纤溶酶原转换为纤溶酶 以降解血凝块中的纤维蛋白和ECM中的LN FN成分 肿瘤细胞产生PA 降解正常血管ECM 介导MMP的作用 PA分为尿激酶型 uPA 和组织型 tPA 属于丝氨酸蛋白酶家族 uPA在组织重构过程中发挥关键作用 肿瘤细胞分泌uPA或表达uPA受体的水平 与其降解ECM及浸润能力呈正相关 抗uPA的抗体能够抑制这种作用 VEGF和bFGF能诱导uPA及其受体的表达 PAI蛋白水解酶系统 PAI属于丝氨酸蛋白酶抑制剂家族 PAI有PAI 1 PAI 2和PN 1三种亚型 由不同的细胞产生 PA与PAI以非共价健结合 形成复合物 特异性抑制PA的活性 将PAI的基因转导肿瘤细胞后 发现它可明显抑制肿瘤细胞的转移能力 已有动物实验显示PAI具抗肿瘤血管生成 抑制肿瘤生长的作用 在肿瘤血管新生和肿瘤侵袭 转移过程中PA及其抑制剂PAI系统有重要的作用 四 肿瘤血管生成和调节因子 1 肿瘤血管生成 Angiogenesis 是原发肿瘤持续增殖和肿瘤细胞转移的首要条件 步骤 血管下ECM溶解 内皮细胞激活 向肿瘤组织延长 内皮细胞迁移 增殖 内皮细胞管化 分支并形成血管环 形成新血管外膜 血管生成刺激因子和抑制因子之间的平衡失调 是肿瘤血管生成表型转换的主要原因 VEGF bFGF和Angiostatin Endostatin是目前研究较为广泛的血管生成的正负调控因子 四 肿瘤血管生成和调节因子 2 刺激新血管生成的血管生成因子主要是一大类生长因子或细胞因子类的多肽物质 包括成纤维细胞生长因子 血管内皮细胞生长因子和基质金属蛋白酶家族成员 MMP 2 MMP 9 等 这些物质直接或间接引起血管膨胀 内皮细胞变形 毛细胞血管芽生 血管生成的抑制性调节因子包括血小板反应素 血小板因子4 PF 4 TIMP 血管抑素 Angiostatin 和内皮抑素 Endostatin 等 血管生成刺激因子 血管内皮细胞生长因子VEGF VEGF是一种血管内皮细胞有丝分裂素 特异性和血管内皮细胞结合 生物学功能有 刺激内皮细胞增殖并促进血管生成 增加微循环中大分子物质渗透性 是肿瘤血管高通透性的主要原因 为肿瘤细胞提供营养供应 VEGF以扩散型和结合型的形式存在 与三种表达在血管或淋巴管内皮细胞上的特异性和高亲和力的酪氨酸激酶受体结合发挥作用 VEGF及其受体VEGFR的分布和主要作用如下 VEGF及其受体的分布与作用 VEGFR配体主要分布主要作用VEGFR 1VEGF A B 肿瘤血管内皮 调节肿瘤血管生成 影响微血管的量VEGFR 2VEGF A D 原发肿瘤细胞 肿瘤血管内皮表面表面 调节肿瘤血管生成VEGFR 3VEGF C D 淋巴内皮表面 调节肿瘤淋巴管的生成 血管生成刺激因子 血管内皮细胞生长因子VEGF VEGFR与配体结合后发生自主酪氨酸磷酸化 激活PLC 水解PIP2 IP3和DAG 其中DAG可激活胞浆中PKC 并固定在胞膜上 PKC介导内皮细胞生长 血管渗透性增加VEGF通过旁分泌途径联合调控血管内皮细胞分化和血管生成 受体与配体结合特征性地导致细胞内Ca2 浓度的升高 达正常的4倍以上 血管生成刺激因子 硷性成纤维细胞生长因子bFGF bFGF有多个亚型 目前研究主要为18Kda的亚型 IL 2 INF 等促进bFGF的表达 作用 刺激VEGF分泌 协同作用 诱发血管前改变 诱导蛋白水解酶 尿激酶血浆素受体产生 提高血管内皮细胞的抗凋亡能力 肺癌 白血病 神经胶质瘤等有bFGF及其受体的高表达 胃癌组织bFGF的mRNA高表达与预后差有关 肺癌的发生和预后与bFGF受体关系密切 bFGF及其受体同时表达的消化道肿瘤发生浆膜层浸润 淋巴转移多见 血管生成抑制因子 血管抑素Angiostatin Angiostatin是一种有效的抗肿瘤因子 产生的主要途径有 某些肿瘤细胞分泌蛋白酶降解纤溶酶原 纤溶酶原经基质金属蛋白酶转化而产生Angiostatin具有强大的抑制血管生成的作用 Lewis肺癌小鼠血清和尿中的Angiostatin特异性地抑制血管内皮细胞的增殖 Angiostatin在动物体内抑制内皮细胞对血管生成因子的反应 使内皮细胞增殖受到抑制 肿瘤处于凋亡或增殖平衡的休眠状态 血管生成抑制因子 内皮抑素Endostatin Endostatin能特异性地抑制内皮细胞的增殖和迁移 具有糖基化结构的Endostatin有活性 引起内皮细胞在G1期发生阻滞和凋亡 从而表现出抗血管生成作用Endostatin和胶原X 的其它一些片段竞争Laminin 1 Perlecan Fibulins 打乱了ECM内细胞的相互作用 增加了凋亡的发生Endostatin与金属蛋白酶 2前体蛋白形成稳定的复合物 阻止其激活 是Endostatin抗血管生成的另一种机制 小结 肿瘤细胞的转移由运动因子启动 与基质膜粘附 降解胞外基质进入循环系统 在相应受体和转移因子的作用下到达新的部位 穿出血管和淋巴管重新粘附 逃避宿主的免疫机制而增殖 进而诱导血管增生 形成转移灶 第三节肿瘤转移遗传基础 肿瘤克隆形成时遗传学的变异和宿主的选择压力 导致了具有优先生长的新亚系出现 用比较基因组杂交和微卫星测定的方法进行原发肿瘤和转移瘤的核酸分析显示 转移瘤染色体有更加复杂的结构和倍体改变 而新的核型异常 往往是疾病恶性程度加剧的信号 肿瘤细胞的转移性能越高 遗传表型改变和逃避治疗的可能性就越大 此过程可因许多化疗药物的诱变作用而加速 一 肿瘤转移相关染色体异常 所有的人类肿瘤都存在遗传学的改变 主要包括染色体的获得 缺失 易位和倒位等 这些改变可能促进了肿瘤转移表型的出现 浸润性膀胱癌普遍存在10q染色体的杂合性缺失 推测在10q24 1 q24 3 10q26 1 q26 2分别有2个肿瘤抑制基因 它们的缺失可能促进了膀胱癌的进展 8p部位的缺失也涉及肿瘤抑制基因失活 与膀胱癌的恶性程度和转移潜能增加有关 一 肿瘤转移相关染色体异常 食道鳞癌5p15和14q21的DNA序列拷贝数异常的患者 术后容易发生转移 13q12 13等位基因缺失的食道鳞癌与淋巴结转移密切相关肝癌转移瘤的8p染色体的缺失较原发部位发生率高 可能在肝癌转移中起作用 10q23 3 16q24 1 q24 2缺失是有转移的前列腺癌标志 转移性肿瘤基因组的变化常为8p 9p 10q缺失 17q和Xq扩增 二 肿瘤转移促进基因 肿瘤转移涉及到很多原癌基因和生长基因的异常活化 这些基因的蛋白产物增加了肿瘤转移能力 Ras基因的激活参与了细胞外基质降解 改变微环境等肿瘤转移的一系列过程 酪氨酸激酶Yes相关基因和核糖体蛋白L18a基因在有转移能力的肿瘤细胞系中高表达 这两种基因的产物可能参与了改变细胞形状和增加肿瘤细胞的运动 二 肿瘤转移促进基因 VEGF在食道癌和大肠癌的进展和转移中有重要作用 MCAM MUC18是一种细胞表面糖蛋白 它的表达同黑色素瘤的转移和发展有关 胃癌中c met基因的扩增和异常表达可导致肿瘤的生长和转移 Her2受体在人恶性肿瘤细胞中过量表达与肿瘤预后不良有关 MYC和INT2基因扩增在有淋巴结转移的乳腺癌发生率 较无淋巴结转移的乳腺癌高 三 肿瘤转移抑制基因 1 肿瘤转移抑制基因的失活方式包括纯合或杂合缺失 突变 甲基化失活和转录后的失活机制等 转移抑制基因失活的直接后果是肿瘤细胞累积了转移潜能 促进转移出现 Nm23 H1 H2 基因家族与分化和抑制肿瘤转移有关 参与粘附和跨膜信号调节 Nm23在高转移细胞中低表达 低转移或不转移的癌细胞中高表达 在一些肿瘤如乳腺癌 恶性黑素瘤和肾癌等 Nm23的表达与肿瘤的转移和预后不良呈负相关 三 肿瘤转移抑制基因 2 CD44基因定位在11p13 编码的膜糖蛋白参与细胞与细胞或细胞与胞外基质相互作用 CD44是前列腺癌的转移抑制基因 表达下调可使前列腺癌发展成为有转移潜能的状态 而CD44的变异体或失活则促进了肿瘤进展和出现转移 转移性大肠癌细胞中 有p53失活和DDC基因的杂合性缺失 Smad4基因是18q等位基因缺失的靶基因之一 它的失活也使人大肠癌的转移加速 三 肿瘤转移抑制基因 3 KAI1转移抑制基因的表达下调可促进人前列腺癌 肺癌和乳腺癌的浸润 胰腺癌和大肠癌常发生18q缺失 此处的肿瘤抑制基因的候选基因DCC Smad4的失活与胰腺癌和大肠癌的远处转移有关 这些抑制转移的基因失活能作为基因治疗的靶点 进行基因替代治疗 逆转或减轻肿瘤转移表型 延迟肿瘤出现转移的时间 四 转录因子 1 转录因子是调节基因转录的蛋白质 可以识别并结合于基因调控元件部位的靶序列 或结合于调节复合体的其他蛋白 在细胞的分化 发育和维持分化的功能上发挥关键作用 AP 2是恶性黑色素瘤细胞的转移抑制因子 转录因子E2F基因家族生理情况下诱导肿瘤细胞增殖和凋亡 它的表达下调在乳腺癌的形成和转移过程中起重要作用 四 转录因子 2 由于遗传不稳定性 在染色体的脆性部位重排 易位而产生的肿瘤特异性融合蛋白 具有转录调节因子的活性 有些核转录因子在肿瘤转移中起重要作用 原癌基因Ets 1是一种转录因子 使肿瘤获得转移表型 Nakayama等发现 Ets 1在已有恶变的胃粘膜细胞中过量表达 是胃癌浸润的机制之一 Ets相关的E1AF通过调节转移相关基因的转录 参与肿瘤的侵袭与转移 小结 肿瘤转移是多种遗传背景累积的结果 明确肿瘤转移过程中的具体环节及其遗传学基础 有效地加以阻止 是从基因水平治疗肿瘤转移的有效措施 策略 1 修复或通过载体重建失活的抑癌基因 腺病毒 2 抑制过度表达的癌基因 反义技术 第四节抗肿瘤血管生成的临床应用进展 血管生成是肿瘤转化 生长和转移的基础 肿瘤持续生长和转移依赖于新生血管 肿瘤血管生成是刺激因子与抑制因子平衡失调的结果 微环境改变 基因突变等因素以及肿瘤细胞与内皮细胞的旁分泌作用 激活血管生成因子 促使内皮细胞迁长 增殖 形成血管芽及微血管 同时亦激活MMP活性 使细胞外基质降解 利于血管形成 伸延及肿瘤生长和转移 针对的这些因子或环节进行干预的靶向治疗是抑制肿瘤生长和转移的新方法 一 血管生成抑制剂 VEGF bFGF PDGF等血管生成刺激因子 能促进肿瘤新生血管的生长 选择性地抑制一种或几种血管生成因子的作用可以抑制肿瘤生长抗VEGF单克隆抗体可以直接抑制VEGF的作用 PTK787 ZK22584可以阻断VEGF受体 戊聚糖 PPS 可以阻断bFGF受体 一 血管生成抑制剂 1 苏拉明 Suramin 是一种多磺酰萘酰尿素化合物 与bFGF TGF IGF EGF等形成多聚体 阻止这些生长因子的活性 抑制血管内皮细增生 又降低MMP 2的活性 保护ECM的完整性 目前已用于前列腺癌的治疗 2 干扰素 IFN 下调肾癌 前列腺癌和乳腺癌bFGF和VEGF表达 抑制血管形成 IFN 2A治疗儿童致命性血管瘤 可使90 肿瘤消退 治疗Kaposi s肉瘤 PR达40 IFN还能降低内皮细胞MMP 2或IP 10等表达 参与抗血管生成作用 期临床试验在进行中 一 血管生成抑制剂 3 SU5416 是新合成的VEGF受体 2酪氨酸激酶的抑制剂 bFGF VEGF的受体VEGFR 2是经酪氨酸酶传递信号 SU5416是该酶磷酸化的抑制剂 能阻止受体后的信号传导 体外试验SU5416抑制依赖于VEGF刺激的血管内皮细胞的增殖 而对肿瘤细胞无直接作用 期临床试验对肝癌和非小细胞肺癌及脑胶质瘤疗效较好 可用于防止肿瘤复发 目前已用于前列腺癌的治疗 二 基质降解抑制剂 1 MMPI 与金属蛋白酶的锌指结构结合而抑制其活性 保护ECM 阻碍内皮细胞移出及管腔形成 从而抑制肿瘤的生长与转移 天然的MMPI如Neovastat 人工合成的MMPI如BAY12 9566 AG 3340均在临床试验阶段 绝大多数人工合成MMPI的特点是 与MMP类似的小分子物质 均具有锌结合区 ZBG nmol L浓度即可发挥作用 二 基质降解抑制剂 早期合成的MMPI多为广谱的MMP抑制剂 如Batimastat BB94 随后出现了口服生物利用度好 便于长期服用的MMPI 如Marimastat BB2516 目前开发的可选择性抑制MMP亚型 如MMP 2 MMP 9 的非肽类抑制剂AG3340及BAY12 9566正在临床实验中 二 基质降解抑制剂 1 BB 94 是一种人工合成的小分子MMPI 最早被应用于临床试验 它是一种与作用底物肽链结构相似的异羟肟酸衍生物 可溶性差 主要用于直接注射控制恶性胸水或腹水的控制 临床研究证实18例恶性胸水 胸腔注射BB 94后 症状减轻 胸水减少 23例需引流腹水以减轻症状的晚期肿瘤 腹腔注射BB 94后 22 症状减轻 腹水控制 生存期4月 主要的副作用为局部疼痛 恶性呕吐 转氨酶升高等 二 基质降解抑制剂 2 BB2516 是第二代口服MMPI 优于其它TIMP6组包括结肠癌 卵巢癌和前列腺癌的 期临床研究显示RR达58 伴血浆肿瘤标记物 CA199 CEA PSA CA125 下降和SR延长 BB2516与细胞毒类化疗药物联合治疗 对胰腺癌及胃癌有效 剂量增大伴有肌肉酸痛和乏力 BB 2516与化疗药物联合治疗小细胞肺癌 胰腺癌 胃癌正在进行多中心 期临床试验 二 基质降解抑制剂 3 AG3340 作用靶点分别是MMP 2 MMP 9 MMP 13及MMP 14 体内试验抑制肿瘤侵袭及转移 抑制肿瘤细胞增殖 呈剂量依赖性关系 AG3340目前正处于 期临床试验 包括47例肺癌 前列腺癌及结直肠癌等患者分别接受不同剂量的AG3340治疗 12例病灶稳定持续4 10月 AG3340联合泰素帝或卡铂治疗难治性非小细胞肺癌 联合吡喃阿霉素治疗晚期激素治疗耐受的前列腺癌的 期临床研究已显示初步疗效 二 基质降解抑制剂 2 PAI PA可分为uPA和tPA 它们属于丝氨酸蛋白酶家族 其中uPA与肿瘤生长和转移关系较密切 PAI属于丝氨酸蛋白酶抑制剂家族 PAI可以和PA非共价健结合形成复合物 特异性抑制PA的活性 动物实验显示PAI具抗肿瘤血管生成 抑制肿瘤生长的作用 用腺病毒载体介导的PAI 1cDNA转染 通过干涉血浆酶原激活剂的功能 降低ECM的消化 可明显降低肿瘤的转移 三 内皮细胞生长抑制剂 这类药物直接抑制活化的内皮细胞增殖和 或促使其凋亡 烟曲霉素及其衍生物AGM 1470 TNP 470 CombretastainA 4produg CA4P 仍在临床试验阶段 这类药物以Angiostatin Endostatin的治疗效果最为理想 三 内皮细胞生长抑制剂 1 TNP 470 TNP 470是人工合成的烟曲霉素类似物 强烈抑制内皮细胞增殖与血管形成 是近年来第一个进入临床试用的抑制血管生成药物 主要抑制DNA合成及细胞周期进展 期临床用于前列腺癌 乳腺癌等实体瘤治疗 有显著的抗肿瘤活性 200多例肿瘤晚期患者经TNF 470治疗后 肿瘤不同程度缩小 症状减轻 生存期延长 期TNP 470与健择或顺铂联合应用显示生存期优势 由于它的抗肿瘤增殖和转移效果较好 TNT 470有望成为理想的抗恶性肿瘤增殖和转移的药物 三 内皮细胞生长抑制剂 2 Angiostatin 是一种肿瘤源性的血管生成抑制物 血浆纤维蛋白溶酶原内部片段 特异性抑制肿瘤血管内皮细胞增殖 有强大的抑制血管生成作用在原发肿瘤存在时 弹性蛋白酶水解活性增高 水解Pgn或者血浆纤维蛋白溶酶 Plm 产生Angiostatin片段显著抑制原发和转移瘤的生长 无明显毒副作用和耐药 荷瘤鼠实验证实Angiostatin有强大的血管抑制作用 明显地抑制肿瘤转移 三 内皮细胞生长抑制剂 3 Endostatin Endostatin是胶原蛋白X 的C末端片段 与纤维母细胞生长因子竞争 阻止内皮细胞生长和迁移 对肿瘤血管内皮细胞生长的抑制作用 是迄今最好的血管生成抑制因子 抗血管生成作用和抗瘤能力强于或等同于Angiostatin 未发现毒副作用 不产生耐药性 二者联合应用 具有明显的协同作用 60例多种肿瘤的I期临床试验 显示对肺癌 乳腺癌有很好的疗效 现已进入 期临床实验 四 粘附作用抑制剂 内皮细胞表面的某些Integrin可与细胞外基质结合 促进内皮细胞的迁移 某些药物如EMD121974可以阻断Integrin与细胞外基质间的相互作用 抑制内皮细胞迁移和肿瘤血管生成 初步的临床试验表明它对Kaposi肉瘤 脑肿瘤有较好的疗效 LM609 vitaxin LM609含有RGD序列 与受体结合后进入细胞 激活procaspase 3 导致血管内皮细胞凋亡 乳腺癌 结肠癌 肺癌及黑色素瘤中被证实 现进行 期临