腫瘤血管生成tumorangiogenesis

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(jī)制 血管生成信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng) 腫瘤新生血管的特點(diǎn) 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(jiàn)的兼具外科藝術(shù)才能和天才科學(xué)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(xùn)后就被哈佛大學(xué)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(guò)程 若把黑色素瘤細(xì)胞種到在體外培養(yǎng)，當(dāng)長(zhǎng)到約1毫米大小時(shí)，所有腫瘤細(xì)胞竟都停止了分裂。 Becker發(fā)揮他的專(zhuān)長(zhǎng)，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(xì)觀察和比對(duì)。 Folkman形成了自己的假說(shuō)：癌細(xì)胞產(chǎn)生了某種物質(zhì)，它導(dǎo)致了新血管的形成，新血管為腫瘤的進(jìn)一步生長(zhǎng)提供必不可少的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)。一個(gè)不涉及抗原抗體反應(yīng)并不導(dǎo)致通常創(chuàng)傷引發(fā)的炎癥反應(yīng)的動(dòng)物模型J. Folkmanangiogenesis 血管新生angiogenesis,這詞由兩個(gè)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(guò)程第三部分血管生成的機(jī)理、血管的構(gòu)造 毛細(xì)血管壁由單層內(nèi)皮細(xì)胞構(gòu)成，外面有基膜包圍，總的厚度約0.5m，在細(xì)胞核的部分稍厚。

3、內(nèi)皮細(xì)胞之間相互連接處存在著細(xì)微的裂隙，成為溝通毛細(xì)血管內(nèi)外的孔道內(nèi)皮細(xì)胞Endothelial cells血管內(nèi)皮細(xì)胞是血管生成的關(guān)鍵一環(huán)，一般情況下這些細(xì)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(xì)胞釋放出多種血管生成因子； 血管內(nèi)皮細(xì)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(xì)胞器數(shù)目和大小的增加以及偽足的出現(xiàn)； EC和腫瘤細(xì)胞釋放蛋白酶以降解毛細(xì)血管基底膜和周?chē)募?xì)胞外基質(zhì)，繼而引起細(xì)胞外基質(zhì)重塑； EC從毛細(xì)血管后微靜脈遷徙出來(lái)形成血管新芽； EC增殖； 腫瘤微血管分化和成型。 種植瘤細(xì)

4、胞綠色種植瘤細(xì)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(gè)原位癌細(xì)胞開(kāi)個(gè)原位癌細(xì)胞開(kāi)始復(fù)制，并趨向始復(fù)制，并趨向于鄰近血管生長(zhǎng)于鄰近血管生長(zhǎng)下左：瘤細(xì)胞已下左：瘤細(xì)胞已到達(dá)鄰近血管到達(dá)鄰近血管下右：當(dāng)瘤細(xì)胞下右：當(dāng)瘤細(xì)胞增殖，僅只達(dá)到增殖，僅只達(dá)到100-300100-300的數(shù)量的數(shù)量時(shí)，腫瘤已建立時(shí)，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(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)血管生成的信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)腫瘤及成纖維細(xì)胞 合成并分泌VEGF/或bFGF與血管內(nèi)皮細(xì)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(xì)胞因子 機(jī)體的免疫細(xì)胞和非免疫細(xì)胞能合成和分泌小分子的多肽類(lèi)因子，它們調(diào)節(jié)多種細(xì)胞生理功能，這些因子統(tǒng)稱(chēng)為細(xì)胞因子（cytokines）。 目前已知白細(xì)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(zhǎng)因子（transforming growth foctor,TGF-）等均是免疫細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子，它們?cè)诿庖呦到y(tǒng)中起著非常重要的調(diào)控

6、作用，在異常情況下也會(huì)導(dǎo)致病理反應(yīng)。細(xì)胞因子都是通過(guò)與靶細(xì)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(xué)效應(yīng)的。細(xì)胞因子具有非常廣泛的生物學(xué)活性，包括促進(jìn)靶細(xì)胞的增殖和分化，增強(qiáng)抗感染和細(xì)胞殺傷效應(yīng)，促進(jìn)或抑制其它細(xì)胞因子和膜表面分子的表達(dá)，促進(jìn)炎癥過(guò)程，影響細(xì)胞代謝等。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子 Vascular Endothelial Growth Factor,VEGF 由腫瘤細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等分泌，作用于內(nèi)皮細(xì)胞； 腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的VEGF刺激血管生成（旁分泌） 刺激腫瘤細(xì)胞自身的生長(zhǎng)（自分泌） 缺氧可使血管內(nèi)皮細(xì)胞 上的VEGF受體表達(dá)增加VEGF的作用VEGF臨床意義 抗血管生成藥物作用靶點(diǎn)

7、診斷價(jià)值 選擇具有高復(fù)發(fā)危險(xiǎn)的病人做療前輔助治療 監(jiān)測(cè)抗腫瘤治療的反應(yīng) 腫瘤復(fù)發(fā)的監(jiān)測(cè)器 預(yù)后指標(biāo)VEGF優(yōu)勢(shì) 多種腫瘤表達(dá)，包括惡性血液系統(tǒng)疾病 表達(dá)水平與MVD相關(guān) 可用ELISA的方法定量測(cè)定 血清中樣本采集簡(jiǎn)便、無(wú)創(chuàng)、可重復(fù)，與瘤組織中的表達(dá)程度正相關(guān)堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（bFGF） 由內(nèi)皮細(xì)胞分泌，刺激內(nèi)皮細(xì)胞的增殖自分泌方式 可刺激內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞的增殖。第二節(jié)細(xì)胞活化過(guò)程中信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 所謂信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是指外部的信號(hào)通過(guò)細(xì)胞膜上的受體蛋白傳到細(xì)胞內(nèi)部，并激發(fā)出諸如離子通透性、細(xì)胞形狀或其它細(xì)胞功能改變的應(yīng)答過(guò)程。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)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(kāi)或使一些基因關(guān)閉，從而引起細(xì)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(xì)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(xì)胞及腫瘤細(xì)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(diǎn) 結(jié)構(gòu)紊亂、內(nèi)皮不完整、血管扭曲、盲端和動(dòng)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(guò)的障礙，但有利于腫瘤細(xì)胞的擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移。第六部分腫瘤新生血管的作用腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)一、腫瘤的生長(zhǎng)、血管前期 腫瘤的大?。耗[瘤直徑腫瘤的大?。耗[瘤直徑11mmmm時(shí)無(wú)血管。時(shí)無(wú)血管。如果沒(méi)有血管生成，腫瘤生長(zhǎng)直徑不會(huì)如果沒(méi)有血管生成，腫瘤生長(zhǎng)直徑不會(huì)超過(guò)超過(guò)2 2mmmm緩慢生長(zhǎng)。緩慢生長(zhǎng)。 營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)：彌散供氧營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)：彌散供氧、血管期 腫瘤的大?。耗[瘤直徑超過(guò)腫瘤的大?。耗[瘤直徑超過(guò)2 2mmmm快速快速生長(zhǎng)。生長(zhǎng)。 營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)：新生的腫瘤血管營(yíng)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(guò)腫瘤血管從宿主獲取腫瘤通過(guò)腫瘤血管從宿主獲取

11、營(yíng)養(yǎng)和氧氣營(yíng)養(yǎng)和氧氣 營(yíng)養(yǎng)代謝通營(yíng)養(yǎng)代謝通路路；原發(fā)原發(fā)腫瘤通過(guò)血管源源不斷地腫瘤通過(guò)血管源源不斷地向宿主輸送轉(zhuǎn)移細(xì)胞，并在機(jī)向宿主輸送轉(zhuǎn)移細(xì)胞，并在機(jī)體的其他部位繼續(xù)生長(zhǎng)和誘導(dǎo)體的其他部位繼續(xù)生長(zhǎng)和誘導(dǎo)血管形成，導(dǎo)致腫瘤轉(zhuǎn)移血管形成，導(dǎo)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(zhǎng)和轉(zhuǎn)移過(guò)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(diǎn)的治療方法，我們稱(chēng)為抗血管形成療法。抑制腫瘤的生長(zhǎng)防止腫瘤的轉(zhuǎn)移TAI作用的5個(gè)不同環(huán)節(jié) 阻止腫瘤細(xì)胞分泌TAFs。 阻斷TAFs的效應(yīng)，即通過(guò)抗TAFs抗體或抗TAFs受體的抗體來(lái)中和或阻斷其生物學(xué)效應(yīng)； 干擾內(nèi)皮細(xì)胞與細(xì)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(xì)胞增殖及遷徙； 抑制血管平滑肌細(xì)胞的生長(zhǎng)TAI的優(yōu)勢(shì) 腫瘤發(fā)生時(shí)，血管形成程序已被啟動(dòng)，故具有良好的； 腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞是藥物經(jīng)靜脈途徑首先到達(dá)的部位，內(nèi)皮細(xì)胞暴露于血流中，藥物能直接發(fā)揮作用，故； 內(nèi)皮細(xì)胞基因表達(dá)相對(duì)穩(wěn)定。：腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞的有限損害就可以造成大量腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制。 具有一定的。特異性和安全性 正 常 細(xì) 胞 是 非 血 管 新 生 性 的(nonangiogenic)。無(wú)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(zhǎng)。 內(nèi)皮細(xì)胞的增殖在腫瘤組織中比正常組織中快50倍。TAI的分類(lèi)

13、目前已有20余種TA抑制劑分別進(jìn)至3期臨床試驗(yàn)： 直接抑制血管內(nèi)皮細(xì)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(xì)胞的藥物直接抑制血管內(nèi)皮細(xì)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(shí)體瘤）（實(shí)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(xì)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(guó)產(chǎn)藥物 人參皂甙RG3 阻止腫瘤細(xì)胞分泌TAFs 阻斷TAFs的效應(yīng) 拮抗內(nèi)皮細(xì)胞增殖及遷徙 薏苡仁提取物 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)抑制腫瘤新生血管數(shù)量,機(jī)理未報(bào)道。 鯊魚(yú)軟骨粉：體外試驗(yàn) 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(zhǎng)轉(zhuǎn)移性腸癌患方案大幅度延長(zhǎng)轉(zhuǎn)移性腸癌患者的生存期者的生存期Duke大學(xué)三期臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)揭示聯(lián)合療法較單用化療更為有效 項(xiàng)目 IFL/安慰劑IFL/BVP值