腫瘤血管生成tumor angiogenesis

1、腫瘤血管生成及抗血管形成療法 亞泰制藥綱要 理論基礎(chǔ) 血管生成的概念 血管生成機制 血管生成信號傳導系統(tǒng) 腫瘤新生血管的特點 腫瘤新生血管的作用 抗血管形成療法第一部分理論基礎(chǔ)佛克曼（JudahFolkman）是一位十分少見的兼具外科藝術(shù)才能和天才科學研究能力的外科醫(yī)生。作出了包括發(fā)明植入式心臟起博器在內(nèi)的很多成就。1968年， 35歲的Folkman在剛剛結(jié)束住院醫(yī)師培訓后就被哈佛大學波士頓兒童醫(yī)院任命為小兒外科主任。腫瘤血管生成理論提出的過程 若把黑色素瘤細胞種到在體外培養(yǎng)，當長到約1毫米大小時，所有腫瘤細胞竟都停止了分裂。 Becker發(fā)揮他的專長，將離體培養(yǎng)的腫瘤和害了小鼠性命的大腫瘤

2、切成薄片，放在顯微鏡下仔細觀察和比對。 Folkman形成了自己的假說：癌細胞產(chǎn)生了某種物質(zhì)，它導致了新血管的形成，新血管為腫瘤的進一步生長提供必不可少的營養(yǎng)供應(yīng)。一個不涉及抗原抗體反應(yīng)并不導致通常創(chuàng)傷引發(fā)的炎癥反應(yīng)的動物模型J. Folkmanangiogenesis 血管新生angiogenesis,這詞由兩個希臘字angelon和genesis組合而成，前者意指“血管”，后者的本意是“起源、形成”。第二部分血管生成的概念血管形成是指從預(yù)先存在的小血管上形成新血管的過程第三部分血管生成的機理、血管的構(gòu)造 毛細血管壁由單層內(nèi)皮細胞構(gòu)成，外面有基膜包圍，總的厚度約0.5m，在細胞核的部分稍厚。

3、內(nèi)皮細胞之間相互連接處存在著細微的裂隙，成為溝通毛細血管內(nèi)外的孔道內(nèi)皮細胞Endothelial cells血管內(nèi)皮細胞是血管生成的關(guān)鍵一環(huán)，一般情況下這些細胞很少分裂，如分裂平均每3年有一次。二、正常的血管生成胎兒的血管生成婦女經(jīng)期的血管生成創(chuàng)傷愈合的血管生成三、腫瘤的血管生成 腫瘤細胞釋放出多種血管生成因子； 血管內(nèi)皮細胞（EC）因血管生成因子的作用而出現(xiàn)形態(tài)改變，包括各種細胞器數(shù)目和大小的增加以及偽足的出現(xiàn)； EC和腫瘤細胞釋放蛋白酶以降解毛細血管基底膜和周圍的細胞外基質(zhì)，繼而引起細胞外基質(zhì)重塑； EC從毛細血管后微靜脈遷徙出來形成血管新芽； EC增殖； 腫瘤微血管分化和成型。 種植瘤細

4、胞綠色種植瘤細胞綠色熒光蛋白顯像熒光蛋白顯像上右：存活的三上右：存活的三個原位癌細胞開個原位癌細胞開始復(fù)制，并趨向始復(fù)制，并趨向于鄰近血管生長于鄰近血管生長下左：瘤細胞已下左：瘤細胞已到達鄰近血管到達鄰近血管下右：當瘤細胞下右：當瘤細胞增殖，僅只達到增殖，僅只達到100-300100-300的數(shù)量的數(shù)量時，腫瘤已建立時，腫瘤已建立了新的功能完善了新的功能完善的血管系統(tǒng)的血管系統(tǒng)第四部分血管生成的信號傳導系統(tǒng)血管生成的信號傳導系統(tǒng)腫瘤及成纖維細胞 合成并分泌VEGF/或bFGF與血管內(nèi)皮細胞表面的相應(yīng)受體結(jié)合 基因活化 分泌基質(zhì)金屬蛋白酶降解血管基底膜，形成腫瘤新生血管一、腫瘤血管生成因子Tum

5、or angiogenic factors(TAFs)VEGF, bFGF第一節(jié)細胞因子 機體的免疫細胞和非免疫細胞能合成和分泌小分子的多肽類因子，它們調(diào)節(jié)多種細胞生理功能，這些因子統(tǒng)稱為細胞因子（cytokines）。 目前已知白細胞介素（interleukin,IL），干擾素（interferon,IFN）、集落刺激因子（colony stimulating factor,CSF）、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor,TNF）、轉(zhuǎn)化生長因子（transforming growth foctor,TGF-）等均是免疫細胞產(chǎn)生的細胞因子，它們在免疫系統(tǒng)中起著非常重要的調(diào)控

6、作用，在異常情況下也會導致病理反應(yīng)。細胞因子都是通過與靶細胞表面高親合力的特異性受體結(jié)合后才能發(fā)揮其生物學效應(yīng)的。細胞因子具有非常廣泛的生物學活性，包括促進靶細胞的增殖和分化，增強抗感染和細胞殺傷效應(yīng)，促進或抑制其它細胞因子和膜表面分子的表達，促進炎癥過程，影響細胞代謝等。血管內(nèi)皮生長因子 Vascular Endothelial Growth Factor,VEGF 由腫瘤細胞、巨噬細胞等分泌，作用于內(nèi)皮細胞； 腫瘤細胞產(chǎn)生的VEGF刺激血管生成（旁分泌） 刺激腫瘤細胞自身的生長（自分泌） 缺氧可使血管內(nèi)皮細胞 上的VEGF受體表達增加VEGF的作用VEGF臨床意義 抗血管生成藥物作用靶點

7、診斷價值 選擇具有高復(fù)發(fā)危險的病人做療前輔助治療 監(jiān)測抗腫瘤治療的反應(yīng) 腫瘤復(fù)發(fā)的監(jiān)測器 預(yù)后指標VEGF優(yōu)勢 多種腫瘤表達，包括惡性血液系統(tǒng)疾病 表達水平與MVD相關(guān) 可用ELISA的方法定量測定 血清中樣本采集簡便、無創(chuàng)、可重復(fù)，與瘤組織中的表達程度正相關(guān)堿性成纖維細胞生長因子（bFGF） 由內(nèi)皮細胞分泌，刺激內(nèi)皮細胞的增殖自分泌方式 可刺激內(nèi)皮細胞和血管平滑肌細胞的增殖。第二節(jié)細胞活化過程中信號轉(zhuǎn)導 所謂信號轉(zhuǎn)導是指外部的信號通過細胞膜上的受體蛋白傳到細胞內(nèi)部，并激發(fā)出諸如離子通透性、細胞形狀或其它細胞功能改變的應(yīng)答過程。信號轉(zhuǎn)導的最終結(jié)果是活化了某些蛋白分子，活化后的蛋白發(fā)生構(gòu)型變化，

8、具有了轉(zhuǎn)錄因子的功能，它們作用于靶基因，使一些基因打開或使一些基因關(guān)閉，從而引起細胞功能的改變。第三節(jié)基質(zhì)金屬蛋白酶Matrixmetalloproteinase,MMPsMatrixmetalloproteinase,MMPs 含Zn的蛋白水解酶 可分解細胞外基質(zhì)（由蛋白質(zhì)及多糖組成） 由活化的血管內(nèi)皮細胞及腫瘤細胞分泌產(chǎn)生Matrix metalloproteases Group I Matrilysin MMP-7 Nonfibrillar collagen, gelatin, LM, FN, PGs, proMMP-1,9 Group II Collagenases, Stromely

9、sin 1-3, Metalloelastase MMP-1,8,13,3,10-12,19,20 Fibrillar collagens, non-fibrillar, LM, FNn pro-MMPs Group III Gelatinase A,B, MMP-2,9 Gelatin, collagens Group IV MT1-4-MMP, MMP-14-17: proMMP-2與癌轉(zhuǎn)移相關(guān)的主要基質(zhì)金屬蛋白酶 1 膠原酶A（MMP-2) 2 膠原酶B (MMP-9)第五部分 腫瘤新生血管的特點 結(jié)構(gòu)紊亂、內(nèi)皮不完整、血管扭曲、盲端和動靜脈吻合。 通透性高，缺乏引流多余液體的淋巴網(wǎng)絡(luò)，

10、造成間質(zhì)高壓，該高壓是抗癌藥物通過的障礙，但有利于腫瘤細胞的擴散和轉(zhuǎn)移。第六部分腫瘤新生血管的作用腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)一、腫瘤的生長、血管前期 腫瘤的大?。耗[瘤直徑腫瘤的大小：腫瘤直徑11mmmm時無血管。時無血管。如果沒有血管生成，腫瘤生長直徑不會如果沒有血管生成，腫瘤生長直徑不會超過超過2 2mmmm緩慢生長。緩慢生長。 營養(yǎng)供應(yīng)：彌散供氧營養(yǎng)供應(yīng)：彌散供氧、血管期 腫瘤的大?。耗[瘤直徑超過腫瘤的大?。耗[瘤直徑超過2 2mmmm快速快速生長。生長。 營養(yǎng)供應(yīng)：新生的腫瘤血管營養(yǎng)供應(yīng)：新生的腫瘤血管二、腫瘤的轉(zhuǎn)移腫瘤血管是腫瘤轉(zhuǎn)移的直接途徑腫瘤通過腫瘤血管從宿主獲取腫瘤通過腫瘤血管從宿主獲取

11、營養(yǎng)和氧氣營養(yǎng)和氧氣 營養(yǎng)代謝通營養(yǎng)代謝通路路；原發(fā)原發(fā)腫瘤通過血管源源不斷地腫瘤通過血管源源不斷地向宿主輸送轉(zhuǎn)移細胞，并在機向宿主輸送轉(zhuǎn)移細胞，并在機體的其他部位繼續(xù)生長和誘導體的其他部位繼續(xù)生長和誘導血管形成，導致腫瘤轉(zhuǎn)移血管形成，導致腫瘤轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移的直捷途徑轉(zhuǎn)移的直捷途徑。腫瘤生長和轉(zhuǎn)移過程第七部分抗血管形成療法一、概念 抗血管形成療法：是指以腫瘤血管為靶點的治療方法，我們稱為抗血管形成療法。抑制腫瘤的生長防止腫瘤的轉(zhuǎn)移TAI作用的5個不同環(huán)節(jié) 阻止腫瘤細胞分泌TAFs。 阻斷TAFs的效應(yīng)，即通過抗TAFs抗體或抗TAFs受體的抗體來中和或阻斷其生物學效應(yīng)； 干擾內(nèi)皮細胞與細胞外基質(zhì)（E

12、MC）的相互作用，阻止血管網(wǎng)的相成； 抗內(nèi)皮細胞增殖及遷徙； 抑制血管平滑肌細胞的生長TAI的優(yōu)勢 腫瘤發(fā)生時，血管形成程序已被啟動，故具有良好的； 腫瘤血管內(nèi)皮細胞是藥物經(jīng)靜脈途徑首先到達的部位，內(nèi)皮細胞暴露于血流中，藥物能直接發(fā)揮作用，故； 內(nèi)皮細胞基因表達相對穩(wěn)定。：腫瘤血管內(nèi)皮細胞的有限損害就可以造成大量腫瘤細胞的生長抑制。 具有一定的。特異性和安全性 正 常 細 胞 是 非 血 管 新 生 性 的(nonangiogenic)。無論是在癌前期還是癌變轉(zhuǎn)化期,都必須發(fā)生從非血管新生性到血管新生性的表型轉(zhuǎn)換，腫瘤才能得以生長。 內(nèi)皮細胞的增殖在腫瘤組織中比正常組織中快50倍。TAI的分類

13、目前已有20余種TA抑制劑分別進至3期臨床試驗： 直接抑制血管內(nèi)皮細胞的藥物 阻斷基質(zhì)分解的藥物 阻斷血管生成活性物的藥物 其它直接抑制血管內(nèi)皮細胞的藥物直接抑制血管內(nèi)皮細胞的藥物：反應(yīng)停（反應(yīng)停（Thalidomide) Thalidomide) 期臨床期臨床（多發(fā)性骨髓瘤）（多發(fā)性骨髓瘤） 角鯊烯胺（角鯊烯胺（SqualamineSqualamine） 期期/期臨床期臨床 （NSCLCNSCLC） Endostatin Endostatin 期臨床期臨床 （實體瘤）（實體瘤）阻斷基質(zhì)分解的藥物Marimastat 抑制金屬蛋白酶（MMPs) 期臨床 （SCLC）COL-3 抑制金屬蛋白酶（

14、MMPs) 期/期臨床 （ 腦瘤）Neovastat 抑制金屬蛋白酶（MMPs) 期臨床 （NSCLC）BMS-275291 抑制金屬蛋白酶（MMPs) 期/期臨床 （NSCLC）阻斷血管生成活化物的藥物Su5416 阻斷VEGF受體 I期臨床 Su6688 阻斷VEGF，F(xiàn)GF及PDGF受體I期臨床 干擾素 抑制VEGF及bFGF產(chǎn)生 II/III期臨床 抗VEGF抗體 VEGF的單抗 I期臨床其它 EMD Integrin阻斷物 I期臨床 CAI 抑制Ca2+流入細胞 I/II期臨床 IL-12 上調(diào)干攏素 I/II期臨床 (Kaposi肉瘤) IM862 作用不明 I期臨床抑制腫瘤血管生成的國產(chǎn)藥物 人參皂甙RG3 阻止腫瘤細胞分泌TAFs 阻斷TAFs的效應(yīng) 拮抗內(nèi)皮細胞增殖及遷徙 薏苡仁提取物 動物實驗抑制腫瘤新生血管數(shù)量,機理未報道。 鯊魚軟骨粉：體外試驗 三氧化二砷抗血管生成療法聯(lián)合抗血管生成療法聯(lián)合IFLIFL方案大幅度延長轉(zhuǎn)移性腸癌患方案大幅度延長轉(zhuǎn)移性腸癌患者的生存期者的生存期Duke大學三期臨床試驗數(shù)據(jù)揭示聯(lián)合療法較單用化療更為有效 項目 IFL/安慰劑IFL/BVP值