血管新生与疾病课件

1、血管新生与疾病1 血管新生与疾病血管新生与疾病 Angiogenesis and Diseases 买买提祖农买买提祖农 血管新生与疾病2 同时治疗性血管新生为缺血性疾病的攻克同时治疗性血管新生为缺血性疾病的攻克 带来了新的希望。带来了新的希望。 肿瘤的生长和转移是一个依赖于血管的过程，当肿瘤的生长和转移是一个依赖于血管的过程，当 肿瘤体积超过肿瘤体积超过1mm1mm3 32mm2mm3 3时，维持其生长靠新生血管时，维持其生长靠新生血管 的生成。因而以新生血管为靶点对肿瘤进行生物治的生成。因而以新生血管为靶点对肿瘤进行生物治 疗成为近年来的研究热点。疗成为近年来的研究热点。 肿瘤和缺血性疾病

2、严重危害人类健康肿瘤和缺血性疾病严重危害人类健康 血管新生与疾病3 v概念概念 v血管新生的分期与方式血管新生的分期与方式 v血管新生的调控血管新生的调控 v血管新生与疾病的发生和防治血管新生与疾病的发生和防治 血管新生与疾病4 l 在个体发育和器官组织的形成过程在个体发育和器官组织的形成过程 中中, ,必有微血管形成必有微血管形成, ,这些微血管按器官这些微血管按器官 组织的功能不同组织的功能不同, ,形成具有一定形状的三形成具有一定形状的三 维结构维结构, ,这就是器官组织的微血管血液注这就是器官组织的微血管血液注 系统系统微循环单位微循环单位(microcirculatory (micr

3、ocirculatory unit)unit). 血管新生与疾病5 血管新生与疾病6 Vasculogenesis Vasculogenesis 血管形成或称血管发生血管形成或称血管发生 主要发生在胚胎早期，由成血管细胞成长，主要发生在胚胎早期，由成血管细胞成长， 是血管从是血管从无到有无到有的过程的过程。 AngiogenesisAngiogenesis血管新生血管新生 在原有毛细血管与（或）微静脉基础上通过在原有毛细血管与（或）微静脉基础上通过 血管内皮细胞增殖和迁移，从先前存在的血管血管内皮细胞增殖和迁移，从先前存在的血管 处以芽生或非芽生（或称套叠）的形式生成新处以芽生或非芽生（或称套

4、叠）的形式生成新 的毛细血管的毛细血管。是血管从是血管从少到多少到多的过程的过程 文献所指的文献所指的血管生成血管生成实际上主要是指实际上主要是指血管新生血管新生 血管新生与疾病7 血管新生与疾病8 （一）分期（一）分期 初期初期 许多体内外的刺激使得许多体内外的刺激使得促血管生成因子分泌增加，促血管生成因子分泌增加， 在局部积聚在局部积聚，诱导血管新生。能引起这一变化的刺激有血管，诱导血管新生。能引起这一变化的刺激有血管 损伤、创伤、缺氧、肿瘤生长、局部炎症反应和某些细胞因损伤、创伤、缺氧、肿瘤生长、局部炎症反应和某些细胞因 子。子。 增生侵入期增生侵入期 蛋白酶降解细胞外基质蛋白酶降解细胞

5、外基质(extracellular (extracellular matrix ECM),matrix ECM),松解内皮细胞与周围组织的粘附，内皮细胞增松解内皮细胞与周围组织的粘附，内皮细胞增 生、迁移和浸润。生、迁移和浸润。 成熟分化期成熟分化期 包括血管管腔形成，内皮细胞分化，血管结构包括血管管腔形成，内皮细胞分化，血管结构 的修整、改建，毛细血管网可根据组织需要进一步增生变密的修整、改建，毛细血管网可根据组织需要进一步增生变密 或退化变疏，成熟的血管最终形成。或退化变疏，成熟的血管最终形成。 血管新生与疾病9 血管新生与疾病10 血管新生与疾病11 血管新生与疾病12 血管新生与疾病1

6、3 （二）血管新生的方式（二）血管新生的方式 芽生式芽生式 毛细血管在原有的基础上发芽（毛细血管在原有的基础上发芽（sprouting),sprouting),分分 头呈线性长出，头呈线性长出，VEGF(vascular endothelial growth VEGF(vascular endothelial growth factor)factor)等促进血管新生的因子常作为趋化剂指引出芽生长的等促进血管新生的因子常作为趋化剂指引出芽生长的 方向。方向。 血管新生与疾病14 （二）血管新生的方式（二）血管新生的方式 2.2.非芽生式非芽生式 原有的毛细血管被横贯血管的间质突起纵向一分为原有的

7、毛细血管被横贯血管的间质突起纵向一分为 二，成为两条新的毛细血管二，成为两条新的毛细血管, ,在此之前，被分割的毛细血管常在此之前，被分割的毛细血管常 发生内皮细胞增生，管腔变大。发生内皮细胞增生，管腔变大。 另一种血管生长方式称套入式血管新生，已有的毛细血另一种血管生长方式称套入式血管新生，已有的毛细血 管呈柱状插入管腔，不需要内皮细胞出芽，在管腔内形成套管呈柱状插入管腔，不需要内皮细胞出芽，在管腔内形成套 入式的血管新生。入式的血管新生。 血管网络形成时，这两种血管新生方式同时发生，脑血血管网络形成时，这两种血管新生方式同时发生，脑血 管发育以芽生方式生长为主，肺血管增生以非芽生方式生长管

8、发育以芽生方式生长为主，肺血管增生以非芽生方式生长 为主。为主。 血管新生与疾病15 o HanahanHanahan、FolkmanFolkman和和PeperPeper等提出了等提出了 血管新生的平衡学说，即正常情况下血血管新生的平衡学说，即正常情况下血 管新生的诱导和抑制处于平衡状态，一管新生的诱导和抑制处于平衡状态，一 旦此平衡打破就会激活血管系统发芽长旦此平衡打破就会激活血管系统发芽长 出新生血管出新生血管 o OReillyOReilly提出血管新生受到促进血提出血管新生受到促进血 管生成因子和抑制血管生成因子调控，管生成因子和抑制血管生成因子调控， 这两种因子的平衡使血管处于正常

9、的生这两种因子的平衡使血管处于正常的生 长状态。长状态。 血管新生与疾病16 分类分类 诱导剂名称诱导剂名称 多肽类多肽类 VEGF/VPF, bFGF, PDGF, Angiogenin, Angiopoietin TGF、 ， G-CSF/GM-CSF, IL-1 等等 低分子质量非肽类低分子质量非肽类 趋化因子，趋化因子， 脂类等脂类等 未定性因子未定性因子 肝素，肝素， 铜离子络合物等铜离子络合物等 Angiogenin-血管生成素；血管生成素； Angiopoietin-促血管生成素；促血管生成素； G-CSF-粒粒 细胞集落刺激因子；细胞集落刺激因子； GM-CSF 粒细胞巨噬细胞

10、集落刺激因子粒细胞巨噬细胞集落刺激因子 血管新生与疾病17 19831983年首先由年首先由SengerSenger等在豚鼠肿瘤腹腔渗液中以及等在豚鼠肿瘤腹腔渗液中以及 多种肿瘤细胞培养上清液中发现使豚鼠血管通透性升高多种肿瘤细胞培养上清液中发现使豚鼠血管通透性升高 的因子，称之为血管通透性因子的因子，称之为血管通透性因子(vascular penitreit (vascular penitreit factor,VPF)factor,VPF)。 19891989年，年，GospodarwizGospodarwiz等从垂体滤泡细胞培养上清等从垂体滤泡细胞培养上清 液中分离出一种特异性的促进血管

11、内皮细胞有丝分裂的液中分离出一种特异性的促进血管内皮细胞有丝分裂的 因子，取名为因子，取名为VEGFVEGF。 现已证实血管内皮生长因子与以前发现的现已证实血管内皮生长因子与以前发现的VPFVPF是是 同一蛋白质，均由两条相对分子量为同一蛋白质，均由两条相对分子量为2400024000碱性糖蛋白碱性糖蛋白 单链的同源二聚体。单链的同源二聚体。 血管新生与疾病18 血管新生与疾病19 VEGFD VEGF VEGF165 VEGFC VEGF189 VEGFA VEGF121 VEGFBVEGF206 VEGFE 促促进进血管血管内内皮皮细细胞胞 有有丝丝分裂，增加血分裂，增加血 管管内内皮通透

12、性皮通透性 仅增加血管仅增加血管 内皮通透性内皮通透性 4种种VEGF是由同一基因转录是由同一基因转录 后以不同后以不同VEGF mRNA拼接方拼接方 式的产物，因此，各种式的产物，因此，各种VEGF 有相同的抗原决定簇，有相同的抗原决定簇，VEGF 抗体与各型抗体与各型VEGF均结合均结合 分类分类 血管新生与疾病20 血管新生与疾病21 VEGFVEGF在动物和成人正常组织中合成水平很低，但在动物和成人正常组织中合成水平很低，但 在胚胎中和在有血管新生的组织中合成水平较高。在胚胎中和在有血管新生的组织中合成水平较高。 VEGF在血管新生中，被认为有促进毛细血在血管新生中，被认为有促进毛细血

13、 管融合、大血管生成的作用。管融合、大血管生成的作用。 血管新生与疾病22 活化的癌基因产物活化的癌基因产物Src蛋白蛋白 NO 缺氧缺氧 （最明显），据报道，细胞在无氧条件下，（最明显），据报道，细胞在无氧条件下，VEGF的合成的合成 可增加可增加12倍。其机制：倍。其机制： 缺氧缺氧 缺氧诱导因子（缺氧诱导因子（HIF-1） VEGF基因转录基因转录 (HIF-1:hypoxia inducible factor-1) 有人推测暖箱中早产儿氧中毒时的视网膜血管异常增生，可有人推测暖箱中早产儿氧中毒时的视网膜血管异常增生，可 能是发生在出暖箱后（停止输氧），相对缺氧，能是发生在出暖箱后（停止

14、输氧），相对缺氧，VEGF分泌增多所分泌增多所 促成的。促成的。 血管新生与疾病23 目前发现的有三种：目前发现的有三种： VEGF R-1VEGF R-1，即，即Flt-1(fms-like tyrosine kinase-1,VEGFR-1)Flt-1(fms-like tyrosine kinase-1,VEGFR-1) VEGF R-2, VEGF R-2, 即即KDR(kinase domain region,VEGFR-2)KDR(kinase domain region,VEGFR-2) VEGF R-3VEGF R-3，即，即flt-4flt-4 三者均属酪氨酸激酶受体三者均属

15、酪氨酸激酶受体 VEGF R-2VEGF R-2是早期成血管细胞发育所必需，取出该基因的胚胎是早期成血管细胞发育所必需，取出该基因的胚胎 不仅成血管细胞缺失，造血肝细胞也缺失。不仅成血管细胞缺失，造血肝细胞也缺失。 VEGF R-1VEGF R-1的作用则稍后，使成血管细胞组织成血管的作用则稍后，使成血管细胞组织成血管。 血管新生与疾病24 Flt Flt只在肿瘤细胞内皮细胞上表达，在肿瘤只在肿瘤细胞内皮细胞上表达，在肿瘤 细胞中表达不明显。细胞中表达不明显。 KDRKDR不仅在肿瘤血管内皮细胞上表达，而且不仅在肿瘤血管内皮细胞上表达，而且 在肿瘤细胞中也表达。在肿瘤细胞中也表达。 去除去除2

16、 2条染色体中的一条条染色体中的一条VEGFVEGF基因，则胚鼠基因，则胚鼠 会死于宫内，会死于宫内，2 2条条VEGFVEGF基因都去除，则出现更早基因都去除，则出现更早 期的血管发育障碍。期的血管发育障碍。 早期胚胎发育时，早期胚胎发育时，VEGFVEGF受体所受的刺激可受体所受的刺激可 能来自母体的能来自母体的VEGFVEGF获获VEGFVEGF类的其他因子。类的其他因子。 血管新生与疾病25 血管新生与疾病26 血管新生与疾病27 bFGF（碱性成纤维细胞生长因子）（碱性成纤维细胞生长因子） 研究的最多，分子量为研究的最多，分子量为1800018000的碱性多肽的碱性多肽 ， 对内皮细

17、胞有趋化性，直接刺激内皮细胞释放基底对内皮细胞有趋化性，直接刺激内皮细胞释放基底 膜降解酶，并刺激内皮细胞的迁移和增殖，形成新膜降解酶，并刺激内皮细胞的迁移和增殖，形成新 血管。血管。 血管新生与疾病28 bFGF 硫酸硫酸 肝素肝素 bFGF与肝素结合，免受其被破坏 血管新生与疾病29 血管新生与疾病30 促血管生成素促血管生成素(angiopoietin,(angiopoietin,AngAng)是一种糖蛋白，是一种糖蛋白， 相对分子量为相对分子量为7000070000，由血管内皮细胞和内皮前体细，由血管内皮细胞和内皮前体细 胞产生。胞产生。 AngAng有两个亚型，即有两个亚型，即Ang

18、-1Ang-1（促进血管生成）和（促进血管生成）和Ang-2Ang-2 （抑制血管生成）。（抑制血管生成）。 Tie-2Tie-2是是Ang-1Ang-1和和Ang-2Ang-2的共同受体。的共同受体。Ang-1 Ang-1 与与Tie-2 Tie-2 结合后，趋化局部间质细胞，诱导间质细胞分化为血结合后，趋化局部间质细胞，诱导间质细胞分化为血 管周细胞和平滑肌细胞，刺激基质沉积而形成血管。管周细胞和平滑肌细胞，刺激基质沉积而形成血管。 Ang-2Ang-2是是Ang-1Ang-1的竞争性抑制物。的竞争性抑制物。 血管新生与疾病31 Tie-2Tie-2受体主要在胚胎中表达，去除该受体主要在胚

19、胎中表达，去除该 基因，可见卵黄囊腔肿大，被主动脉破损、基因，可见卵黄囊腔肿大，被主动脉破损、 心肌小梁缺如、脑内大小血管几乎一样粗心肌小梁缺如、脑内大小血管几乎一样粗 （提示芽生式新生受抑制）、神经外培层的（提示芽生式新生受抑制）、神经外培层的 血管芽生式长入受抑制。血管芽生式长入受抑制。 血管新生与疾病32 血管生成素血管生成素(angiogenin) 是一种相对分子质量是一种相对分子质量141000141000碱性单链碱性单链 多肽，多肽，James 1983 James 1983 年从腺癌细胞系培养液年从腺癌细胞系培养液 中提取并纯化，在实验中表现出强烈的刺激中提取并纯化，在实验中表现

20、出强烈的刺激 血管新生作用。可由正常细胞、淋巴细胞和血管新生作用。可由正常细胞、淋巴细胞和 肝细胞生成。是一种非血管内皮细胞源性有肝细胞生成。是一种非血管内皮细胞源性有 丝分裂原。丝分裂原。 特点：不与肝素结合特点：不与肝素结合 体内低剂量即可表现出强烈的刺激绒体内低剂量即可表现出强烈的刺激绒 毛膜尿囊膜（毛膜尿囊膜（CAMCAM）和兔角膜血管生成活性。）和兔角膜血管生成活性。 血管新生与疾病33 刺激因子 内皮细胞增殖 内皮细胞迁移 内皮细胞分化 在体部位 血管新生诱导因子及其作用血管新生诱导因子及其作用 IL-8 + + ? 角膜 PAF ? + ? Matrigel* 血管新生与疾病34

21、 成年机体的血管新生不如胚胎普遍，血管新生的速度成年机体的血管新生不如胚胎普遍，血管新生的速度 在生理状态下也远比病理状态下慢（如肿瘤时），这与体在生理状态下也远比病理状态下慢（如肿瘤时），这与体 内存在血管新生抑制因子有关。内存在血管新生抑制因子有关。 血管新生抑制素（血管新生抑制素（angiostatin)angiostatin)、内皮细胞抑制素（、内皮细胞抑制素（endostatin) endostatin) 组织金属蛋白酶抑制剂（组织金属蛋白酶抑制剂（tissue inhibitor of metalloproteinase,TIMPtissue inhibitor of metall

22、oproteinase,TIMP) 软骨源性抑制剂软骨源性抑制剂(cartilage derived inhibitor,CDI) 凝血敏感蛋白凝血敏感蛋白-1(thrombospodin-1,TSF-1) 血小板因子血小板因子-4(platelete fact-4) 干扰素诱导蛋白干扰素诱导蛋白-10(interferone inducible protein-10,IP-10) 迁移抑制因子迁移抑制因子(migration inhibitor factor,MIG) 血管新生与疾病35 19941994年由年由OReilly M S OReilly M S 首先发现，是纤溶酶原首先发现，是

23、纤溶酶原 的降解片断，是纤溶酶原的降解片断，是纤溶酶原9844098440氨基酸残基片断，也氨基酸残基片断，也 是纤溶酶原是纤溶酶原N N段片断。某些蛋白水解酶（如弹性蛋白段片断。某些蛋白水解酶（如弹性蛋白 水解酶）在体外与纤溶酶原或纤溶酶作用即可产生血水解酶）在体外与纤溶酶原或纤溶酶作用即可产生血 管新生抑制素。管新生抑制素。 血管新生抑制素能特异性的抑制内皮细胞增殖，血管新生抑制素能特异性的抑制内皮细胞增殖， 可选择性的调控可选择性的调控E-E-选择素的表达，从而抑制内皮细胞选择素的表达，从而抑制内皮细胞 增殖。增殖。 血管新生与疾病36 angiostatinangiostatin 血管

24、新生与疾病37 血管新生与疾病38 TIMPTIMP能抑制组织金属蛋白酶（能抑制组织金属蛋白酶（matrix matrix metallo proteinasemetallo proteinase，MMPMMP）。）。 MMPMMP是内皮细胞分泌的，它能使内皮是内皮细胞分泌的，它能使内皮 细胞迁移，新血管生成。当细胞迁移，新血管生成。当MMPMMP被被TIMPTIMP抑制后血抑制后血 管新生即被抑制。所以近年来在脏器炎症纤维管新生即被抑制。所以近年来在脏器炎症纤维 化和肿瘤的研究中，试图激活化和肿瘤的研究中，试图激活TIMPTIMP，使，使MMPMMP抑制，抑制， 血管生成阻断，炎症纤维化中止

25、，肿瘤缩小血管生成阻断，炎症纤维化中止，肿瘤缩小。 血管新生与疾病39 存在于血小板存在于血小板 颗粒中的糖蛋白。颗粒中的糖蛋白。 是一种内源性血管新生抑制剂，能够阻断血是一种内源性血管新生抑制剂，能够阻断血 管生长因子诱导的毛细血管内皮细胞的增殖、管生长因子诱导的毛细血管内皮细胞的增殖、 迁移和管腔形成。同时能加强平滑肌细胞对迁移和管腔形成。同时能加强平滑肌细胞对 PDGFPDGF所引起的增殖和迁移反应。所引起的增殖和迁移反应。 血管新生与疾病40 PF-4来自血小板。实验证明，来自血小板。实验证明，PF-4能与氨基能与氨基 葡萄糖基结合，阻碍葡萄糖基结合，阻碍bFGF与受体结合，从而抑制与

26、受体结合，从而抑制 血管新生。其可能途径为：血管新生。其可能途径为： 1）PF4直接与直接与bFGF竞争硫酸肝素，而硫酸肝素竞争硫酸肝素，而硫酸肝素 维持维持bFGF 的活性非常重要。的活性非常重要。 2）PF4直接与直接与bFGF的受体结合，在受体水平与的受体结合，在受体水平与 bFGF竞争。竞争。 3）PF4可能与可能与bFGF形成复合物，并抑制形成复合物，并抑制bFGF的的 二聚体形成。二聚体形成。 血管新生与疾病41 当然，血管新生的调控除了受上述诱当然，血管新生的调控除了受上述诱 导剂、抑制剂的作用外，还有很多因素如导剂、抑制剂的作用外，还有很多因素如 细胞微环境的改变（如缺氧、细胞

27、微环境的改变（如缺氧、pHpH、NONO）、）、 癌基因（癌基因（c-rasc-ras）的激活、抑癌基因的突）的激活、抑癌基因的突 变（变（p53p53）均可通过影响）均可通过影响VEGFVEGF的表达而调的表达而调 控血管新生。控血管新生。 血管新生与疾病42 血管新生性疾病主要是指与微血管异常生长相关的疾病，血管新生性疾病主要是指与微血管异常生长相关的疾病， 表现为血管新生过度、缺陷或抑制。表现为血管新生过度、缺陷或抑制。 肿瘤、糖尿病、视网膜病、血管瘤、牛皮癣、类风湿性关肿瘤、糖尿病、视网膜病、血管瘤、牛皮癣、类风湿性关 节炎、月经失调等节炎、月经失调等血管异常增生血管异常增生的疾病。的

28、疾病。 冠心病、心肌梗死后、脑梗塞后、血管闭塞性血栓性脉管冠心病、心肌梗死后、脑梗塞后、血管闭塞性血栓性脉管 炎等血管炎等血管新生抑制新生抑制的疾病。的疾病。 上述疾病的中心发病环节均为血管新生调节障碍，上述疾病的中心发病环节均为血管新生调节障碍， 故治疗时均要针对血管新生，对血管异常增生疾病治疗要抗故治疗时均要针对血管新生，对血管异常增生疾病治疗要抗 血管新生，对血管新生抑制的疾病治疗要促血管新生血管新生，对血管新生抑制的疾病治疗要促血管新生 。 血管新生与疾病43 1.肿瘤的血管新生肿瘤的血管新生 肿瘤的生长首先需要建立一个新生血管网络。肿瘤的生长首先需要建立一个新生血管网络。 缺少血供的

29、肿瘤直径一般只能维持在缺少血供的肿瘤直径一般只能维持在1-2mm1-2mm以内。以内。 新生肿瘤血管表现为结构不规则，生长方式各不相同，新生肿瘤血管表现为结构不规则，生长方式各不相同， 提示肿瘤血管生成有着与正常新生血管不同的条件提示肿瘤血管生成有着与正常新生血管不同的条件 。 恶性肿瘤细胞依赖丰富的新生毛细血管网及时得到其恶性肿瘤细胞依赖丰富的新生毛细血管网及时得到其 迅速无限生长所需的氧气和养料，并运走代谢废物。迅速无限生长所需的氧气和养料，并运走代谢废物。 肿瘤在生长过程中可分泌损伤血管但也可促进新生血肿瘤在生长过程中可分泌损伤血管但也可促进新生血 管形成的物质。管形成的物质。 血管新生

30、与疾病44 BimbroneBimbrone等在动物模型中观察到瘤栓中恶性瘤等在动物模型中观察到瘤栓中恶性瘤 细胞在对宿主周围毛细血管浸润性生长的无血管阶细胞在对宿主周围毛细血管浸润性生长的无血管阶 段中，瘤细胞生长缓慢，称之为段中，瘤细胞生长缓慢，称之为静止状态或休眠状静止状态或休眠状 态（态（dormancy statedormancy state）。当有新生毛细血管。当有新生毛细血管 从宿从宿 主小静脉壁长入肿瘤组织时，中瘤细胞的生长就加主小静脉壁长入肿瘤组织时，中瘤细胞的生长就加 快。快。 血管新生与疾病45 肿瘤的转移必须有以下肿瘤的转移必须有以下2个条件个条件： 血管内皮细胞分泌的

31、胶原酶和纤溶酶原激活因子血管内皮细胞分泌的胶原酶和纤溶酶原激活因子 使肿瘤细胞从肿瘤组织中脱落；使肿瘤细胞从肿瘤组织中脱落； 新生血管基底膜不完整，中瘤细胞可通透，并比新生血管基底膜不完整，中瘤细胞可通透，并比 成熟正常毛细血管更易接受肿瘤细胞，从而为肿成熟正常毛细血管更易接受肿瘤细胞，从而为肿 瘤细胞的转移提供途径。瘤细胞的转移提供途径。 血管新生与疾病46 实验实验 利用抗血管内皮某些成分的单抗（如抗利用抗血管内皮某些成分的单抗（如抗CD31CD31、 CD34CD34抗原的抗体）染色表明：血管新生主要发生在抗原的抗体）染色表明：血管新生主要发生在 肿瘤原位或转移病灶的周边部位，对转移病灶

32、计数肿瘤原位或转移病灶的周边部位，对转移病灶计数 或对血管密度分级发现血管生成与乳癌的转移呈正或对血管密度分级发现血管生成与乳癌的转移呈正 相关。检测血管密度可作为乳癌、黑色素瘤、头颈相关。检测血管密度可作为乳癌、黑色素瘤、头颈 部肿瘤及其他多种肿瘤预后的一个独立标志部肿瘤及其他多种肿瘤预后的一个独立标志。 血管新生与疾病47 血管前期（血管前期（prevascular phase），为无），为无 血管生长期，肿瘤增殖到大约血管生长期，肿瘤增殖到大约2mm。 血管期（血管期（vascular phase），以肿瘤组织），以肿瘤组织 中的毛细血管进行性生长为标志。中的毛细血管进行性生长为标志。

33、血管新生与疾病48 肿瘤组织中的血管是由邻近组织中小血肿瘤组织中的血管是由邻近组织中小血 管壁芽生并向肿瘤组织内生长成熟的。此管壁芽生并向肿瘤组织内生长成熟的。此 过程可分为过程可分为4个期：个期： 血管生长形成期血管生长形成期 肿瘤组织启动促进血管形成的肿瘤组织启动促进血管形成的 遗传信息进行表达。通过调节促进或抑制血管新遗传信息进行表达。通过调节促进或抑制血管新 生物质的含量，诱导新血管的生成。生物质的含量，诱导新血管的生成。 内皮细胞和周细胞均含有形成血管腔隙并分内皮细胞和周细胞均含有形成血管腔隙并分 支连接成毛细血管网的遗传信息。支连接成毛细血管网的遗传信息。 血管新生与疾病49 2)

34、2)基底膜降解期基底膜降解期 由周围细胞产生的胶原酶和由周围细胞产生的胶原酶和 纤溶酶原激活物降解母血管的基底膜和局部纤溶酶原激活物降解母血管的基底膜和局部 基质基质, ,使母血管管腔扩张使母血管管腔扩张, ,为内皮细胞迁移提为内皮细胞迁移提 供条件供条件. . 3)3)内皮细胞迁移期内皮细胞迁移期 在血管生长因子作用方向在血管生长因子作用方向 上上, ,内皮细胞发生趋化性生长、迁移，或一个内皮细胞发生趋化性生长、迁移，或一个 细胞从母血管壁向周围组织长出，或多个细细胞从母血管壁向周围组织长出，或多个细 胞同时平行长出。长出的细胞形成突起，突胞同时平行长出。长出的细胞形成突起，突 起的中央内皮

35、细胞分裂增殖。起的中央内皮细胞分裂增殖。 血管新生与疾病50 4)4)管腔形成期管腔形成期 母血管内皮细胞增生形成的细胞索向肿瘤母血管内皮细胞增生形成的细胞索向肿瘤 组织长入的过程中组织长入的过程中, ,内皮细胞之间逐渐形成裂内皮细胞之间逐渐形成裂 隙样腔隙隙样腔隙, ,同时被拉长成管状同时被拉长成管状 。这些腔隙与母。这些腔隙与母 血管腔隙相连，并在内皮细胞和周细胞外围出血管腔隙相连，并在内皮细胞和周细胞外围出 现基底膜，从而新生血管形成现基底膜，从而新生血管形成。 血管新生与疾病51 血管新生与疾病52 血管新生与疾病53 “血管新生开关血管新生开关”（angiogenic switcha

36、ngiogenic switch） 在研究血管新生在肿瘤发生和转移中的重要作用及在研究血管新生在肿瘤发生和转移中的重要作用及 其正负调节因子之间的平衡时提出的概念，它在肿瘤发其正负调节因子之间的平衡时提出的概念，它在肿瘤发 生时被打开。生时被打开。 P53P53基因经常在中瘤组织中发生突变，使基因经常在中瘤组织中发生突变，使 肿瘤在缺氧状态下存活，并上调肿瘤在缺氧状态下存活，并上调VEGFVEGF表达和下调表达和下调TSP-1TSP-1 表达，从而打开血管生成开关表达，从而打开血管生成开关 。 血管新生与疾病54 在肿瘤潜伏期，血管新生诱导因子和血管新在肿瘤潜伏期，血管新生诱导因子和血管新 生

37、抑制因子之间保持着动态平衡，此时细胞凋亡生抑制因子之间保持着动态平衡，此时细胞凋亡 率很高，一旦血管生成开始，细胞增生将超过细率很高，一旦血管生成开始，细胞增生将超过细 胞凋亡速度。胞凋亡速度。 血管新生与疾病55 血管新生与疾病56 “休眠状态休眠状态”（dormancy state） 原发瘤能够产生血管新生诱导因子和抑制因子，原发瘤能够产生血管新生诱导因子和抑制因子， 抑制因子在循环中的半寿期比前者长，在继发肿瘤中抑制因子在循环中的半寿期比前者长，在继发肿瘤中 的作用超过前者，使肿瘤保持在休眠状态。某些癌症的作用超过前者，使肿瘤保持在休眠状态。某些癌症 患者发生患者发生“肿瘤休眠肿瘤休眠”

38、的分子基础是的分子基础是TSP，TSP能够使能够使 肿瘤转移率降低肿瘤转移率降低15-20倍，原发瘤的体积缩小倍，原发瘤的体积缩小6倍。为倍。为 TSP抗肿瘤提供了直接证据。抗肿瘤提供了直接证据。 血管新生与疾病57 血管新生与疾病58 o 肿瘤病人血、尿中肿瘤病人血、尿中VEGFVEGF明显增高明显增高 o 肿瘤组织中肿瘤组织中VEGFVEGF和和VEGFRVEGFR均升高均升高 o 有远处转移者有远处转移者VEGFVEGF更高更高 o 血管丰富的肿瘤组织中血管丰富的肿瘤组织中VEGFVEGF显著升高显著升高 o VEGFVEGF与疗效和预后相关与疗效和预后相关 血管新生与疾病59 VEGF

39、VEGF特异性作用于血管内皮细胞，发挥促增特异性作用于血管内皮细胞，发挥促增 殖、促迁移、促趋化作用。殖、促迁移、促趋化作用。 VEGFVEGF增加血管通透性，增加血管通透性，FgFg等血浆蛋白外渗与等血浆蛋白外渗与 组织中纤维连接蛋白等凝结形成纤维蛋白凝组织中纤维连接蛋白等凝结形成纤维蛋白凝 胶体，为新生毛管网的建立和肿瘤细胞的生胶体，为新生毛管网的建立和肿瘤细胞的生 长提供必要的基质。长提供必要的基质。 VEGFVEGF诱导血管内皮细胞产生间质胶原酶、纤诱导血管内皮细胞产生间质胶原酶、纤 溶酶原激活物。溶酶原激活物。 血管新生与疾病60 v抗血管新生疗法：抗血管新生疗法：针对肿瘤血管新生的

40、过程进行治疗，针对肿瘤血管新生的过程进行治疗， 抑制血管新生和肿瘤生长。抑制血管新生和肿瘤生长。 血管新生抑制剂（血管新生抑制剂（angiogenesis inhibitorsangiogenesis inhibitors），分两大，分两大 类：类： A.A.特异性抗血管新生药，仅抑制特异性抗血管新生药，仅抑制VECVEC增值和转移，增值和转移， 对非对非 VEC VEC 作用不大，代表性药物如作用不大，代表性药物如烟曲霉醇烟曲霉醇 （TNF-470TNF-470）。）。 B B . .非特异性抗血管新生药，对非特异性抗血管新生药，对VECVEC、肿瘤细胞和、肿瘤细胞和 其他细胞均有作用，代表

41、性药物为其他细胞均有作用，代表性药物为IL-12IL-12。 血管新生与疾病61 v一个血管被破坏后，成千上万个肿瘤细胞坏死。一个血管被破坏后，成千上万个肿瘤细胞坏死。 v不易产生抗药性。不易产生抗药性。 v药物很容易找到他的靶细胞。药物很容易找到他的靶细胞。 v有时药物虽不引起肿瘤缩小，但抑制其生长，有时药物虽不引起肿瘤缩小，但抑制其生长， 为为 其它治疗提供条件。其它治疗提供条件。 v联合应用效果佳。联合应用效果佳。 v对小肿瘤治疗比大肿瘤好对小肿瘤治疗比大肿瘤好。 血管新生与疾病62 PF-4PF-4能非特异的阻断能非特异的阻断VEGFVEGF与与VEGFRVEGFR的结合，抑的结合，抑

42、 制内皮细胞增殖、游走，阻止新生血管形成。制内皮细胞增殖、游走，阻止新生血管形成。 烟曲霉素烟曲霉素及其类似物，如及其类似物，如AGM-1470AGM-1470（TNP-TNP- 740740）。其类似物可在很多植物中，如）。其类似物可在很多植物中，如6-6-磷酸磷酸- - 肌醇（植酸）、豆类、谷类植物中发现。肌醇（植酸）、豆类、谷类植物中发现。 一些小分子化合物一些小分子化合物，如，如SV1498SV1498等可阻断等可阻断VEGFVEGF受受 体下游的信号转导。体下游的信号转导。 血管新生与疾病63 VEGF的反义的反义cDNA可阻断可阻断VEGF的基因表达。的基因表达。 某些细胞因子某些

43、细胞因子，如，如 INF，IGF，IL-12等。等。 中和血管生成的多肽或其受体中和血管生成的多肽或其受体，如，如VEGF抗抗 体、体、VEGF的可溶性受体的可溶性受体。 干扰血管基底膜和细胞外基质的抑制剂干扰血管基底膜和细胞外基质的抑制剂，如，如 PEX、KB-R7785 。 其他其他，抗粘附分子抗体、基因治疗等，抗粘附分子抗体、基因治疗等 血管新生与疾病64 血管新生与疾病65 是特异的破坏已存在的血管的方法，从而诱导是特异的破坏已存在的血管的方法，从而诱导 肿瘤坏死。如细胞因子肿瘤坏死。如细胞因子TNF大剂量时抑制血管内大剂量时抑制血管内 皮细胞，在四肢转移的黑色素瘤治疗中，四肢局部皮细

44、胞，在四肢转移的黑色素瘤治疗中，四肢局部 动脉注射大剂量动脉注射大剂量TNF，结果特异的破坏肿瘤血管，结果特异的破坏肿瘤血管， 从而抑制肿瘤生长。从而抑制肿瘤生长。 血管新生与疾病66 不稳定性心绞痛、急性心梗、冠脉狭窄，不稳定性心绞痛、急性心梗、冠脉狭窄， ASAS、以及血栓形成所致的各种缺血性心血管、以及血栓形成所致的各种缺血性心血管 疾病时，侧枝循环代偿尚未充分建立，使组疾病时，侧枝循环代偿尚未充分建立，使组 织严重而持续的急性缺氧，即可发生梗死。织严重而持续的急性缺氧，即可发生梗死。 血管新生与疾病67 VEGFVEGF是一种高度特异的、强烈的血管内皮细胞促是一种高度特异的、强烈的血管

45、内皮细胞促 分裂因子，能促使生理性或病理性的血管生成，使分裂因子，能促使生理性或病理性的血管生成，使 体内新生血管生成的重要调控物质。体内新生血管生成的重要调控物质。 促进血管内皮细胞增殖和迁移。促进血管内皮细胞增殖和迁移。 促进具有降解基底膜作用的蛋白酶释放。促进具有降解基底膜作用的蛋白酶释放。 促进内皮细胞形成管腔促进内皮细胞形成管腔 血管新生与疾病68 有报道，体内外的缺血、缺氧的心肌细胞有报道，体内外的缺血、缺氧的心肌细胞VEGFVEGF表表 达明显增加，可推测达明显增加，可推测VEGFVEGF可能参加体内缺血心肌的侧可能参加体内缺血心肌的侧 枝血管的生成枝血管的生成。 临床研究证明，

46、发生心肌梗死后，单纯靠自身生临床研究证明，发生心肌梗死后，单纯靠自身生 理性血管再生，以适应缺血变化的过程非常缓慢，一理性血管再生，以适应缺血变化的过程非常缓慢，一 般情况下只能部分代偿冠状动脉阻塞引起的心肌缺血，般情况下只能部分代偿冠状动脉阻塞引起的心肌缺血， 在血管成形术、冠状动脉旁路术无效的时候，人为地在血管成形术、冠状动脉旁路术无效的时候，人为地 增加心肌局部生长因子的浓度，对缓解以致解除心肌增加心肌局部生长因子的浓度，对缓解以致解除心肌 缺血状态、减缺血状态、减 轻心肌坏死有潜在的可能性。轻心肌坏死有潜在的可能性。 这种人工控制的血管新生的方法曾一度叫做这种人工控制的血管新生的方法曾

47、一度叫做 “分子搭桥术分子搭桥术”（molecular bridgingmolecular bridging），目前一般，目前一般 称其为称其为治疗性血管新生治疗性血管新生(therapeutic angiogenesis)(therapeutic angiogenesis)。 血管新生与疾病69 目前认为，重建冠脉血供是治疗缺血性目前认为，重建冠脉血供是治疗缺血性 心脏病最有效和最根本的方法。有人提出：心脏病最有效和最根本的方法。有人提出： “冠脉侧支循环的建立将大大改变冠状动冠脉侧支循环的建立将大大改变冠状动 脉的历史。脉的历史。 所谓所谓“治疗性血管新生治疗性血管新生”就是指将外就是指将

48、外 源性生长因子转入组织中来增强缺血区域源性生长因子转入组织中来增强缺血区域 的侧支血管生长。的侧支血管生长。 血管新生与疾病70 侧枝循环形成方式侧枝循环形成方式 原先存在的微血管的原先存在的微血管的 延长生长或扩张延长生长或扩张; ; 血管新生诱导因子作血管新生诱导因子作 用下毛细血管芽生式新用下毛细血管芽生式新 生；生； 在切应力作用下微血在切应力作用下微血 管原位膨大，最后导致管原位膨大，最后导致 新的成熟的血管网形成新的成熟的血管网形成 血管新生与疾病71 VEGF治疗治疗 蛋白治疗蛋白治疗 基因治疗基因治疗 肌肉注射肌肉注射 动脉注射动脉注射 渗透泵心腔外注入渗透泵心腔外注入 病毒

49、载体介导病毒载体介导 脂质介导脂质介导 质粒质粒DNA介导介导 局部灌注局部灌注 局部注射 基因埋线 球囊导管导入 应用转化细胞包被 血管新生与疾病72 动物实验结果提示，动物实验结果提示，VEGFVEGF、FGFFGF等生等生 长因子可以促进冠脉侧支循环的建立，改长因子可以促进冠脉侧支循环的建立，改 善心肌血供，减少心肌梗死面积，改善心善心肌血供，减少心肌梗死面积，改善心 肌舒张功能肌舒张功能。 血管新生与疾病73 LazarousLazarous等人研究狗心肌梗死，等人研究狗心肌梗死， 模型中采用不同给药途径注入模型中采用不同给药途径注入bFGFbFGF， 发现冠脉内注射、左心房注射及心包

50、发现冠脉内注射、左心房注射及心包 内注射内注射bFGFbFGF可以观察到心肌血管新生，可以观察到心肌血管新生， 而静脉注射和而静脉注射和SwanGanzSwanGanz导管给药无促导管给药无促 血管新生作用血管新生作用。 血管新生与疾病74 在慢性心肌缺血的猪模型中向心肌直接注在慢性心肌缺血的猪模型中向心肌直接注 入入VEGFVEGF，冠脉血流增加，缺血心肌的局部血流，冠脉血流增加，缺血心肌的局部血流 得以部分恢复。得以部分恢复。 有人在冠脉狭窄、闭塞的动物模型中，应有人在冠脉狭窄、闭塞的动物模型中，应 用用VEGFVEGF蛋白作冠脉内注射，每日蛋白作冠脉内注射，每日1 1次，次，28 d28

51、 d后后 发现实验组与对照组比，侧支血管增加发现实验组与对照组比，侧支血管增加4040， 心肌内分布的血管密度增加心肌内分布的血管密度增加9090，并改善冠脉，并改善冠脉 流量，侧支循环形成的数量随流量，侧支循环形成的数量随VEGFVEGF剂量的增加剂量的增加 而增加。而增加。 血管新生与疾病75 将将4040例接受冠脉搭桥术的病人随机例接受冠脉搭桥术的病人随机 分人两个组，治疗组心肌注射有活性分人两个组，治疗组心肌注射有活性 的的FGF-1FGF-1，对照组注射加热灭活的，对照组注射加热灭活的FGFFGF， 随访随访3 3个月、个月、3 3年的冠脉造影结果都显年的冠脉造影结果都显 示治疗组较

52、对照组血管数明显增加示治疗组较对照组血管数明显增加 血管新生与疾病76 为避免直接注射血管生长因子为避免直接注射血管生长因子 作用时间短的缺点，有研究将含作用时间短的缺点，有研究将含 bFGFbFGF的肝素藻酸盐缓慢释放装置埋的肝素藻酸盐缓慢释放装置埋 人心脏心外膜下脂肪中，发现病人人心脏心外膜下脂肪中，发现病人 症状改善，心肌灌注显像提示部分症状改善，心肌灌注显像提示部分 区域灌注改善。区域灌注改善。 血管新生与疾病77 1515例病人行冠脉旁路手术的同时接受例病人行冠脉旁路手术的同时接受 VEGFl21 cDNAVEGFl21 cDNA直接注射人心肌中，直接注射人心肌中，6 6例病例病 人只接受人只接受VEGF cDNAV