血管内皮生长因子与大肠癌浸润、转移、预后的关系

中国实用外科杂志 2000年第2期第20卷 论著摘登

作者：朱慰祺

单位：上海医科大学附属肿瘤医院　200032

　　近年有关VEGF的研究进展迅速，发现其在肿瘤的发生发展中起着极其重要的作用。

　　肿瘤的新生血管形成，不仅为肿瘤的增长提供营养和气体交换，而且也是肿瘤细胞浸润、转移的直接途径。肿瘤血管的启动是由肿瘤细胞分泌的促内皮细胞增殖和迁移的多种血管生长因子所诱发，诸如VEGF、碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)、转化生长因子α(transforming growth factor α,TGFα)、血小板衍生因子(platelet-derived growth factor,PDGF)等数十种，其中尤以VEGF及bFGF在实体瘤的生长和转移中起重要作用。但研究表明不同组织类型的肿瘤，其参与血管生长的生长因子谱各不相同，如在纤维肉瘤中bFGF是微血管生成的主要正向调节因子，而在胃肠道肿瘤中VEGF是刺激血管生成的主要因子。检测肿瘤血管生成的方法：运用抗Ⅷ因子抗体、抗CD₃₄、CD₃₁等特异性抗体标记肿瘤组织血管内皮细胞，计数单位面积内微血管数目，即为肿瘤内微血管密度(intratumoral microvessel density,IMVD,MVD)，以此来衡量肿瘤血管生长的活跃程度。在乳腺癌、前列腺癌、宫颈癌、肺癌和大肠癌中已发现MVD和肿瘤的浸润深度、淋巴结转移有关，是一独立的预后因素。

　　1　VEGF的生物学特性

　　人VEGF基因位于染色体6p21.3，编码区约跨越14kb，由8个外显子和7个内含子构成，由于剪切方式不同可产生4种VEGF，分别含有121、165、189和206个氨基酸(VEGF₁₂₁、VEGF₁₆₅、VEGF₁₈₉和VEGF₂₀₆)。VEGF₁₂₁不含有外显子6、7所编码的氨基酸，为分子质量34～36kD的酸性多肽，没有结合肝素的特性，以游离状态存在，VEGF₁₆₅不含有外显子6所编码的氨基酸，为分子质量45kD的碱性多肽，分泌后可和细胞膜、基底膜或细胞外基质含有肝素的糖蛋白结合，也可以游离状态存在。VEGF₁₈₉另外含有24个富含碱基的氨基酸，VEGF₂₀₆较VEGF₁₈₉多17个氨基酸，两者分泌后几乎完全和含肝素的糖蛋白结合，但在肝素、肝素酶和硫酸肝素作用下可以转化为游离状态。

　　VEGF的产生不仅和一氧化氮、缺氧及某些细胞因子例如转化生长因子β(transforming growth factor β,TGFβ)、PDGF有关外，还和某些癌基因和抑癌基因有关，例如突变型p53通过激活蛋白激酶C上调VEGF蛋白，结肠癌动物模型中ras基因突变引起VEGF上调。

　　VEGF共有两种属于酪氨酸激酶受体(receptor tyrosine kinase,RTK)家族第三亚型的受体：Flt-1和KDR/Flk-1，两者结合后可引起Ca\+\{2+\}内流，数秒后细胞内Ca\+\{2+\}浓度升高数倍，还可刺激三磷酸肌醇的聚集。VEGF也可使得血浆纤维酶原激活剂(plasminogen activators,PAs)和血浆纤维酶原激活剂抑制剂(plasminogen activator inhibitor,PAI)的基因表达上调，诱导间质胶原酶的表达，而这些是血管增生不可缺少的细胞因子。

　　2　肿瘤中VEGF表达及其意义

　　VEGF通过多种机制参与肿瘤的发生发展：(1)VEGF通过内皮细胞上的特异性受体刺激血管内皮细胞增殖和毛细血管袢形成，并产生PAs和胶原酶，不仅有利于血管生成而且还促使癌细胞脱落进入血管或向邻近纤维蛋白和结缔组织基质扩散，为肿瘤浸润、转移创造条件。(2)通过增加微血管通透性，促使血浆纤维蛋白外渗，为血管形成过程中多种细胞迁移提供一个纤维网络。(3)抑制树突细胞的抗原提呈功能，而使机体处于免疫抑制状态。(4)诱发恶性腹水：应用示踪技术发现，当结合示踪剂的VEGF从血浆中大量渗入腹腔时，液体的积累才开始发生，提示VEGF在恶性腹水的形成中起着极其重要的作用。

　　原位杂交技术表明，在肺癌、甲状腺癌、乳腺癌、胃肠道肿瘤、肾癌和膀胱癌中VEGF mRNA表达上调，且仅见于肿瘤细胞，在内皮细胞中无表达。而Flt-1及KDR mRNA在内皮细胞中表达上调，因而VEGF是一旁分泌调节因子。免疫组化发现VEGF蛋白不仅位于肿瘤细胞也位于脉管系统，证实肿瘤细胞所分泌的VEGF最终通过和内皮细胞上的受体结合而发挥作用。在乳腺癌、胃癌及大肠癌中发现VEGF表达和微血管密度相关，VEGF阳性病人的预后明显差于VEGF阴性病人^［1，2］。

　　3　VEGF在大肠癌中的表达及其临床意义

　　3.1　VEGF在大肠癌中的表达

　　Nakata应用Northern blot方法检测7例大肠癌及相应的邻近正常肠粘膜的VEGF mRNA表达水平，发现其在大肠癌粘膜中的表达水平(0.445)明显高于正常肠粘膜(0.194，P＜0.05)，免疫组化发现VEGF表达具有明显的异质性，强阳性染色多位于癌细胞及邻近的血管内皮细胞的胞浆中，在平滑肌细胞呈弱阳性染色，而基质细胞中未见VEGF阳性表达^［3］。Landriscina应用ELISA检测20例大肠癌病人的肿瘤组织及癌旁粘膜中VEGF的表达，前者明显高于后者(P＜0.01)，并以10例正常人群的肠粘膜作为对照，其VEGF表达值为(4.7±2.0)ng/mg(proteins)，明显低于肿瘤组织的表达(P＜0.01)^［4］。

　　3.2　VEGF和大肠癌临床病理指标的关系

　　Nakata应用Northern blot方法检测44例大肠癌标本发现VEGF mRNA表达水平和脉管、淋巴管累及呈正相关，但和Dukes分期和组织类型无关^［3］。Kang应用免疫组化法结合p53表达检测163例病例，发现VEGF阳性率为49.1%，p53为41.7%，主要见于伴有脉管累及或肝转移者，且p53和VEGF均为阳性病人中52.2%有肝转移，而p53和VEGF均为阴性病人皆无肝转移，且后组总的5年生存率及5年无瘤生存率优于前组^［5］。因而认为VEGF可通过诱导肿瘤周围淋巴管及血管的生成而促进淋巴道和血道转移。谢朝等对随访5年以上的61例大肠癌应用免疫组化方法进行VEGF检测，结果23例有肝转移者VEGF表达为(70.11±13.46)%，38例无肝转移者为(53.24±10.38)%(P＜0.01)；28例伴淋巴结转移者为(66.54±12.14)%，33例无淋巴结转移者为(52.68±9.07)%(P＜0.05)，提示大肠癌伴有肝、淋巴结转移者VEGF表达均明显高于无肝、淋巴结转移者，两者具有显著性差异^［6］。Kumar检测108例大肠癌病人血清VEGF表达，发现其在大肠癌病人中的表达明显高于正常人群，且表达水平和T分期、UICC分期及Dukes分期呈正相关，淋巴结阳性组中VEGF水平明显高于淋巴结阴性组，提出血清VEGF检测可用于筛选大肠癌病人^［7］。

　　3.3　VEGF和大肠癌预后判断的关系

　　Chung研究95例根治术后的大肠癌病人发现VEGF阳性率为35.8%(34/95)，阳性组的复发率为41.2%(14/34)，其中7例(50.0%)为肝转移，而阴性组的复发率为19.7%(12/61)，肝转移率为0^［8］。Takahashi亦证实在无淋巴结转移的结肠癌病人中VEGF表达和术后复发相关，在复发组中VEGF值为2.37±0.26，无复发组为1.57±0.11(P＜0.001)，且和复发时间相关^［9］。Amaya应用免疫组化法亦证实VEGF是一独立的预后因素^［10］。Ishigami进一步应用Northern blot方法对60例原发性大肠癌检测肿瘤组织(T)及癌旁粘膜(N)中VEGF mRNA含量，发现86.7%(52/60)病人的T/N＞1，且T/N比值和肿瘤浸润深度(P=0.046)，肝转移(P＜0.0001)和淋巴结转移(P=0.036)呈正相关，Dukes D病人的T/N值明显高于其它三期病人(P＜0.05)。应用Kaplan-Meier图和时序检验法发现以T/N=4.8作为临界值，T/N＞4.8组的5年生存率为18.2%，明显低于T/N＜4.8组(77.4%，P＜0.001)，多因素分析提示其总的死亡危险率为1.94，因而VEGF mRNA的T/N是一独立的预后因素^［11］。

　　4　VEGF在临床应用中的展望

　　VEGF除作为能被检测的标志物有助于肿瘤的诊断和预后判断外，在靶向治疗中也将展示其独特的优越性。如前所述，肿瘤的生长有赖于血管形成，特别当瘤体增长至直径≥1mm时，进一步生长就需要新生血管的滋生。研究表明，当肿瘤获得血管生成活性后，不但生长速度加快，而且具有浸润、转移的潜能，因而研制血管生长抑制剂来阻断新生血管的形成，已成为近年来肿瘤研究领域的热点之一，其中以血管生长抑制因子(angiostatin)、内皮生长抑制因子(endostatin)、夫马菌素类似物TNP-470和苏拉明(suramin)倍受关注。众多的研究均揭示VEGF与肿瘤的浸润、转移密切相关，抑制VEGF的活性或减少其受体KDR均能明显抑制实验肿瘤的生长和转移。Kim研究发现VEGF抗体可减少鼠结肠癌的MVD并抑制肿瘤生长，因而认为VEGF抗体是通过抑制血管生长而发挥作用^［12］。Tanaka应用鼠移植瘤模型研究VEGF抗体的抑制肝转移的作用，将大肠癌原发灶切除后7天起每日注射100mg VEGF抗体，对照组及单纯行原发灶切除组的肝转移率为75%，而术后行抗体治疗组无肝转移。因而认为原发灶手术切除及VEGF抗体治疗的联合应用可有效控制肝转移及腹腔扩散^［13］。血管生长抑制剂能显著抑制肿瘤生长，主要作用于内皮细胞使血管减少导致肿瘤坏死，但对肿瘤增殖活性并无显著改变。Brem等的动物实验亦证明单用传统的细胞毒性药物或抗血管生成剂均不能使肿瘤治愈，然而将抗血管生成剂和细胞毒药物结合使用，则可使80%以上动物肿瘤获得持久性治愈。尽管抗VEGF治疗尚未应用于临床，但其对动物移植瘤的明显抑制效果已展示了应用于临床的广阔前景，随着对VEGF进一步深入研究，有望在大肠癌等实体瘤的综合治疗领域内开辟一个崭新的治疗途径。

参考文献

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　　10，Amays H,Tanigawa N,Ln C,et al.Association of vascular endothelial growth factor expression with tumor angiogenesis,survival and thymidine phosphorylase/platelet-derived endothelial cell growth factor expression in human colorectal cancer.Cancer Lett,1997;119(2):227

　　11，Ishigami SI,Arii S,Furutani M,et al.Predictive value of vascular endothelial growth factor in metastasis and prognosis of human colorectal cancer.Br J Cancer,1998;78(10):1379

　　12，Kim KJ,Li B,Winer J,et al.Inhibition of vascular endothelial growth factor-induced angiogenesis suppresses tumour growth in vivo.Nature,1993;362(6423):841

　　13，Tanaka T,Konno H,Kanai T,et al.Prevention of hepatic metastases after primary resection by a neutralizing anti-vascular endothelial growth factor(anti-VEGF)antibody.Proc Annu Meet Am Assoc Cancer Res,1997;38(A1):388

(1999-09-13收稿)