阻断 VEGF 信号传导途径的抗肿瘤治疗新进展

1. 阻断VEGF信号传导途径的抗肿瘤治疗新进展 张思思

2. 肿瘤的生长、侵袭和转移受诸多因素影响和制约，血管形成是其重要因素之一。肿瘤血管不仅提供了肿瘤生长所需的营养，而且也是癌细胞播散的途径。因此，以肿瘤血管形成为靶点的抗肿瘤治疗研究正成为当前的热点。其治疗是通过消除促血管形成因子的作用、抑制内皮细胞的生成和迁移、抑制基底膜的降解等抗肿瘤机制来实现的。血管内皮生长因子（vasocular endothelial growth factor，VEGF）是目前所知作用最强的促血管形成因子。本文就目前阻断VEGF信号传导途径的抗肿瘤药物研究的最新进展作一综述。

3. 1 VEGF和VEGFR • 1.1 VEGF • VEGF是1989年Ferrara等首先从牛垂体滤泡星状细胞体外培养液中纯化出来的糖蛋白。由于VEGF-mRNA的不同剪切方式使其具有5种形式，即VEGF121、VEGF165、VEGF189、VEGF206、VEGF145;体内以VEGF165较为常见。VEGF是由肿瘤组织中的基质细胞如内皮细胞、巨噬细胞、淋巴细胞和肿瘤细胞分泌的，在大多数实体瘤组织中呈高水平表达，其具有增加微血管的通透性、促进不同来源的内皮细胞分裂和血管构建、促进内皮细胞的迁移等多种作用。

4. 1.2 VEGFR • VEGF受体有4种:VEGFR-1（Flt-1）、VEGFR-2（Flk-1/KDR）、VEGFR-3（Flt-4）和VEGFR-4（neu-ropilin-1）。其中，VEGFR-1和VEGFR-2是VEGF的高亲和受体，在血管生成过程中起重要作用: • （1）VEGF/VEGFR-1信号传导通路在血管形成过程中主要起到促进内皮细胞迁移、排列形成管腔的作用; • （2）VEGF/VEGFR-2信号传导通路在血管形成过程中起到促进内皮细胞增殖、迁移及增加毛细血管的通透性的作用。

5. 2 阻断VEGF/VEGFR信号传导途径的方法 • 阻断VEGF/VEGFR信号传导途径的方法很多，但归纳起来均是通过应用天然或人工合成的血管形成抑制物或通过减少促血管形成因子来阻断VEGF的信号传导。

6. 2.1 酪氨酸激酶抑制剂（RTKs） • VEGFR的酪氨酸激酶域是VEGF信号传导的起点。大量实验研究证实，阻断该位点可以有效的抑制VEGF所介导的血管生成作用。通过对酪氨酸激酶（RTK）-RTKs复合物晶体结构的研究也发现，RTKs的酪氨酸激酶域是一个理想的药物作用靶点。目前已经证实，RTKs在活体内有广谱的抗肿瘤效果，而且该类药物可以采取口服给药，减少了患者的痛苦。

7. 2.1.1 SU5416 • SU5416是第一个应用于临床的VEGFR-2（KDR/Flk-1）的RTKs。体外实验表明，它对VEGFR-2、成纤维细胞生长因子受体1（FGFR-1）和血小板源性生长因子β（PDGFR-β）均有抑制作用;在体内，SU5416显示了广泛的抗肿瘤活性。在临床Ⅰ期试验中，最常见的副作用是恶心、呕吐、头痛、腹泻、疼痛和发热等。考虑到严重的毒副反应，已经停止了SU5416抗肿瘤血管生成的相关临床试验。

8. 2.1.2 SU6668 • SU6668是在SU5416的C-4位上引入1个丙酸基团得到的，它对VEGFR-2、PDGF和FGFR均有抑制作用。在临床前期的动物实验中，其能明显抑制小鼠移植瘤的生长。但SU6668与SU5416一样，在Ⅰ期临床试验中发现有非常严重的毒性作用，因此SU6668的临床应用前景暗淡。 • 2.1.3 ZD6474 ZD6474是一种口服给药的小分子VEGFR-2的RTKs，同时对表皮生长因子受体（EGFR）也有一定的抑制作用。

9. 2.1.4 PTK787（ZK222584） • PTK787（ZK222584）是Novatris/Schering AG公司在化合物库中筛选出1个含苯胺基二氮杂萘骨架的VEGFR的RTKs，它选择性作用于VEGFR-1和VEGFR-2。目前该公司正在开展其作为转移性结直肠癌的一线和二线治疗方案的Ⅲ期临床试验。

10.   2.2 VEGF/VEGFR单克隆抗体 • VEGF及VEGFR单克隆抗体可以中和已分泌的VEGF及VEGFR，从而阻断VEGF/VEGFR信号转导途径，抑制肿瘤血管的形成。VEGF及VEGFR单克隆抗体较VEGFR的RTKs更具有优势，前者可迅速且选择性地摧毁肿瘤供血的毛细血管，切断肿瘤血供，导致肿瘤缺血坏死;而后者只能抑制血管内皮细胞的再生，控制肿瘤的程度有限，因此其具有更广阔的应用前景。目前研究较多的是VEGF、VEGFR-2抗体，它们均处于不同的试验阶段。其中研究较快的有如下几种：

11. 2.2.1 Bevacizumab（BEV，Avastin） • 人源VEGF单克隆抗体Bevacizumab可以直接封闭VEGF，阻断VEGF经由VEGF-1和VEGF-2受体进行的信号转导，阻止肿瘤细胞中新生血管的生成，从而起到抑制肿瘤细胞增殖的作用。其作为抗肿瘤血管生成抑制剂已进入了Ⅱ/Ⅲ期临床试验，用于转移性直肠癌、转移性肾细胞癌、乳腺癌、头颈部癌、卵巢癌等多种恶性肿瘤的治疗，是一种广谱的抗肿瘤药物。

12. 2.2.2 DC101 • DC101是一种抗VEGFR-2单克隆抗体，可以与VEGFR-2的胞外结构域特异性结合，阻止VEGF激活VEGFR-2，抑制内皮细胞的增殖，诱导内皮细胞凋亡，从而导致血管退变。DC101对小鼠肿瘤模型及人类肿瘤异基因移植小鼠模型的血管生成具有明显的抑制作用，且未发现有明显的毒副作用；其在联合放疗和化疗等常规方法时能明显增强疗效，已经证明DC101治疗可以增加某些化疗药物如紫彬醇、环磷酰胺和健择的疗效，且DC101联合放疗也可以提高抗肿瘤作用。

13. 2.2.3 IMC-1C11 • IMC-1C11是一种VEGFR-2的嵌合抗体，它能够特异地与VEGFR-2细胞外区域相连，阻止VEGF激活VEGFR-2、MAPK磷酸化，从而有效的抑制新生血管的形成。 • 2.2.4 IMC-2C6 • IMC-2C6也是一种VEGFR-2的嵌合抗体，目前主要用于急性髓性白血病的研究。它也是通过特异地与VEGFR-2的细胞外区域结合，阻止VEGF激活VEGFR-2，从而减少IL-6和GM-CSF的生成，抑制髓性白血病细胞的增殖和转移。

14. 2.3 可溶性VEGFR • 可溶性VEGFR的抗VEGF血管生成作用主要有两个途径:一是可溶性VEGFR与VEGF结合，降低VEGF与VEGFR的结合，从而阻止VEGF的信号传导;二是可溶性VEGFR与细胞膜表面VEGFR的配体结合域结合，形成杂二聚体，从而抑制VEGF信号传导，产生抗肿瘤活性。目前有关可溶性VEGFR-1、VEGFR-2研究较多，但仍处于动物实验阶段。Liu L等人合成的可溶性KDR262经鸡胚绒毛尿囊膜血管形成抑制实验证实，可溶性KDR262可抑制血管内皮细胞增殖，进而抑制新生血管形成。

15. 2.4 基因工程抗血管生成治疗 • 2.4.1 反义核苷酸 • 反义核苷酸疗法是在将目的基因cDNA反向连接到质粒或有复制缺陷的病毒等表达载体上，导入肿瘤后转录出反义核苷酸，它与相应的mRNA形成双链，阻止核糖体与mRNA的结合或阅读mRNA时的移动，从而阻碍mRNA的翻译。目前研究较多的是VEGF和VEGFR-2反义核苷酸。其中，反义VEGF-cDNA转染肿瘤细胞可干扰肿瘤细胞内VEGF的合成和分泌，明显降低转染细胞的成瘤率、瘤重及肿瘤组织内血管密度。

16. 2.4.2 诱导自身对VEGFR的免疫 • 以病毒、质粒作为载体将VEGFR基因靶向导入体内，并在宿主中大量表达VEGFR，大量表达的VEGFR作为抗原以引起体内对VEGFR的细胞和体液免疫反应，从而达到对肿瘤细胞血管的抑制作用。

17. 3 现状和展望 • 目前有关阻断VEGF信号传导通路的抗肿瘤药物研究进展非常迅速，其中多种药物已进入Ⅲ期临床试验，已经或即将上市。与放化疗相比，抗血管生成治疗具有容易靶向血管、不易产生耐药性、对人体不构成直接危害、不会对骨髓和造血器官产生毒性作用、对许多中恶性实体肿瘤具有广谱性等优点。

18. 随着肿瘤血管生成研究工作的不断深入，许多针对VEGF信号传导通路的抗肿瘤药物显示了巨大潜力。尽管抗血管治疗在预防肿瘤复发、预防转移形成中具有重要作用，但该疗法只能延缓肿瘤的生长，难以达到彻底消灭肿瘤，对体积较大的肿瘤治疗效果并不乐观。此外，该疗法在临床试验中仍存在一定的问题:随着肿瘤血管生成研究工作的不断深入，许多针对VEGF信号传导通路的抗肿瘤药物显示了巨大潜力。尽管抗血管治疗在预防肿瘤复发、预防转移形成中具有重要作用，但该疗法只能延缓肿瘤的生长，难以达到彻底消灭肿瘤，对体积较大的肿瘤治疗效果并不乐观。此外，该疗法在临床试验中仍存在一定的问题: • （1）有形成血栓、出血、生殖功能障碍、伤口愈合延迟等多种毒副作用; • （2）最佳用药时间和剂量的确定; • （3）动物实验中疗效显著，但在临床试验中效果不佳。 • 如何解决些问题已经成为当前抗血管生成药物研究工作的重点，有待于进一步探讨研究。 • 相信随着血管生成和肿瘤发生机制的深入研究，高效、低毒的针对VEGF信号传导途径的抗肿瘤血管药物必将在肿瘤治疗中得到不断开发和深入研究。

19. 谢谢！