以血管内皮生长因子及血管内皮生长因子受体为靶点的抗肿瘤血管生成的治疗进展.doc

以血管内皮生长因子及血管内皮生长因子受体为靶点的抗肿瘤血管生成的治疗进展昆明医学院2008,(2B):7073JournalofKunmingMedicalUniversityCN53一l049/R综述以血管内皮生长因子及血管内皮生长因子受体为靶点的抗肿瘤血管生成的治疗进展李淼综述陈明清审校(昆明医学院第一附属医院生物治疗科,云南昆明650032)摘要】肿瘤生长,浸润和转移都依赖于肿瘤血管生成,而肿瘤血管生成又受多种因子影响.血管内皮生长因子(VEGF)是最重要的血管生成因子,可特异性作用于血管内皮细胞生长因子受体(VEGFR),通过促进内皮细胞增殖,增加血管通透性,而诱导肿瘤血管生成.因而以VEGF及VEGFR为靶点抗肿瘤血管生成已越来越成为人们研究的热点.对以VEGF及VEGFR为靶点抗肿瘤血管生成的治疗进展作一综述.关键词血管内皮生长因子;血管内皮生长因子受体;抗血管生成;肿瘤中图分类号R730.5文献标识码A文章编号10034706(2008)2B一007004AdvanceofTargetingVEGFandVEGFRinAnti?-angiogenesisofTumorLIMiao,CHENGMingqing(Dept.ofBiotherapyCenter,The1stAffiliatedHospitalofKunmingMedicalUniversity,KunmingYunnan650032,China)AbstractTumorgrowth,invasionandmetastasesalldependontumorangiogenesis,tumorangiogenesisareinfluencedbymanyfactors.Vascularendothelialgrowthfactor(VEGF)isaveryimportantfactorintheprocessofangiogenesis.Itcanbindwithvascularendothelialgrowthfactorreceptor(VEGFR),andinducetumorangiogenesisbypromotinggenerationofendothelialcellandaugmentingvasopermeability.SothestudyoftargetingVEGFandVEGFRhasbecomehot.ThisarticlereviewedadvanceinoftumoroftargetingVEGFandVEGFRantiangiogenesis.1KeywordsJVEGF;VEGFR;Anti-angiogenesis;Tumor肿瘤的发生发展是一个非常复杂的过程,肿瘤血管不仅为肿瘤细胞的生长输送营养,并且也是肿瘤细胞播散的主要途径.如以VEGF及其受体VEGFR为靶点,通过使VEGF和VEGFR表达减少,阻断其信号转导通路或耗竭肿瘤细胞产生的VEGF而抑制肿瘤血管的生成,切断肿瘤血供,则有望达到抑制肿瘤生长,发展和转移的目的基金项目云南省自然科学基金资助项目(2005C0073M);作者简介李淼(1978),女,辽宁阜新人,硕士研究生,通讯作者陈明清.Email:yougjenyahoo.corn.an1VEGF及VEGFR1.1VEGF结构及功能VEGF是分子量为3445kD的二聚体糖蛋昆明医学院创新群体研究基金资助项目(KMC2005DG01)主治医师,主要从事肿瘤治疗方面的研究.第2B期李淼,等.以血管内皮生长因子及血管内皮生长因子受体为靶点的抗肿瘤血管生成的治疗进展71白.有4种分子形式,包括来源于同一基因转录的mRNA经不同剪切方式形成的4种异构体,即氨基酸数分别为121,165,189,206的VEGF.VEGF主要功能有:(1)促进血管内皮细胞有丝分裂和增殖,发挥类似内皮细胞激动剂(如凝血酶,组胺)的作用;(2)促进血管内皮细胞移动,增加微血管通透性;(3)刺激单核细胞和成骨细胞的迁移;(4)参与淋巴内皮细胞发育,肿瘤淋巴浸润和淋巴结转移.1.2VEGFR的结构及种类VEGFR是典型的跨膜镶嵌蛋白,可分为胞外区,跨膜区和胞内区.(1)胞外区:由7个免疫球蛋白样的结构域组成.(2)跨膜区:由一串精一赖一蛋一赖一精残基组成;(3)胞内区:有558个氨基酸组成,主要为酪氨酸激酶区.VEGFR家族成员现已发现有4种,分别是VEGFR一1(Fit一1),VEGFR一2(KDBFlk一1),VEGFR一3(Fh一4),NRP(Neuropilin一1/2),其中前3种属于酪氨酸蛋白激酶受体(receptortyrosinekinases,RTKs).此外,尚存在可溶性的VEGFR(sVEGFR).2以VEGF及VEGFR为靶点的抗肿瘤治疗VEGF和VEGFR在恶性肿瘤的血管生成过程中协同表达,VEGF和VEGFR在肿瘤血管生成中的作用表明:阻断VEGF和VEGFR作用有希望成为抑制血管生成及肿瘤生长的有效治疗措施.以VEGF和VEGFR为靶点,具有特异性高,易与肿瘤细胞接触,不易产生耐药等优点,因而通过它来抑制肿瘤血管生成是当前肿瘤治疗研究的热点之一.目前以VEGF及其受体为靶点的抗肿瘤血管生成的治疗方法主要有以下几种.2.1基因治疗2.1.1基因反义技术基因反义技术(antiseneapproach)即反义基因疗法,是指利用人工合成的反义RNA和反义DNA来阻断基因的转录或复制.目前,针对VEGF和VEGFR的反义基因治疗主要有两种方法:(1)将VEGF或其受体的特异cDNA反向连接到质粒或病毒等表达载体上,导入肿瘤细胞后转录出反义RNA,与相应信使RNA(mRNA)形成双链后阻止其翻译和表达,从而在mRNA水平阻断靶基因的表达;(2)在体外人工合成针对VEGF及其受体的反义寡核苷酸.2.1.2导入抑癌基因在多种肿瘤中抑癌基因的缺失或突变是肿瘤发生发展的关键,向这些肿瘤中导入抑癌基因可以抑制肿瘤的生长或诱导其死亡.抑癌基因治疗肿瘤中研究较多的是p53基因.野生型p53(wtp53)基因通过调控细胞周期,诱导细胞凋亡及抗血管生成来抑制肿瘤生长.体外培养的肿瘤细胞能被插入的野生型P53逆转为正常细胞.以腺病毒为载体,将野生型p53基因导入小鼠体内,可表现为明显的肿瘤抑制.美国自1995年起已开始进行重组腺病毒p53制品的临床试验.Fujisawa等在对子宫内膜癌的研究中发现,p53基因可明显下调VEGF的表达.用野生型p53基因的复制缺陷型载体Ad5/CMV/p53转染p53基因突变型的人结肠癌细胞株KM12L4和SW620后,发现这两株细胞株的VEGFmRNA表达明显减少.2.1.3RNA干扰(RNAinterference,RNAi)的基因治疗RNAi是一种双链RNAfdoublesandedRNA,dsRNA)分子在mRNA水平关闭相应序列基因的表达或使其沉默的过程,也就是序列特异性的转录后基因沉默(posttranscriptionalgenesilencing,PrGS).如果将与VEGF和VEGFRmRNA序列同源性的siRNA转染至肿瘤细胞内,关闭VEGF和VEGFR基因的表达,即可起到抑制肿瘤血管生成的作用.Zhang等1I将针对鼠VEGF的RNA干扰序列插入到RNA聚合酶启动子的下游并转染至小鼠体内,成功地封闭(knock2down)小鼠体内VEGF基因的表达,并认为RNAi能有效地抑制肿瘤血管生成.2.1.4抗FLT21核酶核酶是指由RNA组成的酶,可催化RNA切割和RNA剪接反应.具有催化RNA切割的核酶可特异性地切割靶RNA序列,故其可作为基因表达和病毒复制的抑制剂.抗FLT21核酶可靶向作用于VEGFR一1的RNA序列.在I/期临床试验中【3I,对28例肿瘤患者每天皮下注射核酶,持续给药16个月后,17例病情稳定,2例轻度有效,且在注射位点不易产生耐药性.期临床试验正在进行中,主要是研究核酶独立给药或与其他化学治疗药联用等不同的用药方式.2.2酪氨酸激酶抑制剂VEGF主要通过VEFGR发生作用,VEFGR72昆明医学院第29卷主要都是酪氨酸蛋白激酶,用特异性的酪氨酸激酶抑制剂可抑制VEGFR的活性,从而阻止其与VEGF结合,达到抑制肿瘤血管生成及肿瘤转移的作用.因此,VEGFR酪氨酸激酶(receptortyrosinekinases,RTKs)是理想的药物作用靶点,目前已有大量以此为靶点的药物应用于临床,主要包括32取代222吲哚酮类,苯胺酞嗪类,苯胺喹唑啉类及其他类型.32取代222吲哚酮类化合物是一类具有RTKs抑制活性的化合物.现主要有SU541,SU6668和SUO11248.苯胺酞嗪类化合物是通过与受体ATP结合位点的对接,从而抑制所有的3类VEGFR.PTK787是新型苯胺酞嗪类RTKs抑制剂,其安全性,耐受性较好,对多种肿瘤有效.ZD6474是一种苯胺喹唑啉类小分子VEGFR一2抑制剂.目前,本品在进行期临床试验,用于多发性骨髓瘤的治疗1.此外,CP2547632是一种小分子RTKs抑制剂,可靶向抑制VEGFR一2和FGFR.正在开发的酪氨酸激酶抑制剂还有AE2941,CEP27055,CO2358774和ZD4190等.2.3VEGFR单克隆抗体应用抗VEGFR的单克隆抗体可封闭VEGFR,阻止VEGF与VEGFR的结合,抑制血管形成.Bevacizumab(Avastin)是一种人源化抗VEGF单克隆抗体.Kabbinavar61报道了Bevacizumab与52FU/LV,52FU/LV与安慰剂治疗组的对照试验.结果显示:前者在有效率,无进展生存期和生存期方面均优于后者,其生存期平均延长5个月.2.4可溶性VEGF受体可溶性的VEGFR(sVEGFR)是通过剪切VEGFR的胞外区或改变胞外区结构而形成,只具备和VEGF结合的能力,不能诱发信号传导.可溶性VEGFR抗血管生成主要通过两种途径起作用:一是:可溶性VEGFR与VEGF结合,从而降低VEGF与膜表面的VEGFR结合,以达到阻止VEGF信号转导的作用;二是:可溶性VEGFR与膜表面的VEGFR的配体结合,形成杂二聚体,从而阻止VEGF信号转导,产生抗肿瘤活性.Lin等将鼠VEGFR一2整段胞外功能区与6个组氨酸羧基端融合,构建了可溶性VEGFR(EXFIKHis),在体外与VEGF具有高亲和力,可阻断受体活性,抑制VEGF诱导的内皮细胞增殖和迁移.2.5细胞免疫治疗将VEGFR特异性的CD8+细胞毒性淋巴细胞作为抗体抑制剂是最原始的治疗方法.逆转录病毒可以转染淋巴细胞CD8+中的VEGFR序列,使其产生抑制VEGFR表达细胞毒活性.这些淋巴细胞在鼠的体内试验中可以抑制肿瘤的生长,当与抗血管生成剂TNP2470联合用药时,可显示出更强的抑制肿瘤生长的作用1.2.6导向治疗VEGFR在肿瘤血管内皮细胞中过度表达,而在相邻正常血管内皮细胞中几乎检测不出.因此,VEGF与VEGFR为肿瘤的导向治疗提供了特异性较高的靶点.VEGF可与其它抗肿瘤药物,毒素,放射性核素等联用,用于肿瘤的导向治疗.Olson等将重组VEGF165拼接到一个剪接过的白喉毒素分子(DT385)上,该结合物对VEGFR阳性细胞具有选择性毒素作用,动物实验证明,经VEGF165一DT385结合物治疗后,肿瘤生长被显着抑制,组织学检查可见肿瘤中心和周围有广泛出血性坏死,而实验动物的其它多血管脏器如肝脏,肾脏等则无明显改变,提示VEGF165一DT385能选择性作用于肿瘤血管内皮细胞.2.7其它选择性对VEGF和VEGFR结合的抑制剂Qi等【lOl发现组织抑制剂金属蛋白酶一3(TIMP一3)具有抑制血管内皮生长及肿瘤转移的作用.血小板因子一4(plateletfactor一4,PF一4),可直接通过其C一端片断与VEGF结合,抑制VEGF与VEGFR的结合,阻断信号的传导,从而达到抑制血管生成的作用.某些短肽类也具有抑制血管生成的作用.某些已有的药物也可阻断VEGF和VEGFR的结合,从而抑制内皮细胞的生长和血管通透性的增加,例如已经运用于前列腺癌临床治疗的苏拉明.现发现卟啉类似物也可以抑制成纤维细胞因子(FGF)和血管内皮生长因子与VEGFR的结合,从而抑制内皮细胞的增殖以及肿瘤的生长和转移.另外,绿茶中的儿茶酸可抑制VEFGR2的磷酸化,从而起到抑制血管生成的作用.第2B期李淼,等.以血管内皮生长因子及血管内皮生长因子受体为靶点的抗肿瘤血管生成的治疗进展733结语随着现代分子生物学技术的发展,对于VEGF和VEGFR功能和结构的研究不断深入,以VEGF及VEGFR为靶点的抗血管形成研究取得了很大的进展.其中VEGFR单克隆抗体研究更是当前研究的热点,目前为止,已有多种VEGFR的抗体和酪氨酸激酶抑制剂在动物实验中都取得了令人振奋的抑制肿瘤生成和转移的效果,其中相当一部分也已进入临床试验.总之,随着肿瘤发病机制的深入阐明,肿瘤相关基因的揭示及体内重组载体表达调控技术的提高,以VEGF及VEGFR为靶点抗肿瘤血管生成的治疗必然具有广阔的发展前景.参考文献1FUJISAWAT,WATANABEJ,KAMATAY,eta1.Effectofp53genetI_ansfctiononvascularendothelialgrowthfactorexpressioninendometrialcancercellsJ.ExpMolPathol,2003,74:2762812ZHANGL,YANGN,MOHAMEDHADLEYA,eta1.VectorbasedRNAi,anoveltoolforisoformspecificknockdownofVEGFandantiangiogenesisgenetherapyofcancerJ.BiochemBiophysResCommun,2003,303:1169一l1783WENGDE,WEISSP,KELLACKEYC,eta1.Angiozymepharmacokineticandsafetyresults:aphaseI/studyinpatientstlrefractorysolidtulnoursM.USA:ProcAmSocClinOnco1.2001:994MANLEYPW,FURETP,BOLDG,eta1.Anthranilicacidamides:anovelclassofantiangiogenic|EGFreceptorki-naseinhibitorsJ.JMedChem,2002,45(26):56875693l5KABBINVARFF,SCHULzJ,MCCLE0DM,eta1.Additionofbevacizumabtobolusfluorouracilandleucovofininfirstlinemetastaticcolorectalcancer:resultsofarandomizedphaseIItrialJ.JClinOncol,2005,23(16):36973705l6UNP,SANKARS,SHANS.InhibitionoftumorgroahbYtargetingtumorendothehumusingasolublevascularendothelialgroahfac