腫瘤血管生成

腫瘤血管生成第一部分理論基礎(chǔ)第2頁,共56頁，2024年2月25日，星期天

佛克曼（Judah·Folkman）是一位十分少見的兼具外科藝術(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。第3頁,共56頁，2024年2月25日，星期天腫瘤血管生成理論提出的過程若把黑色素瘤細(xì)胞種到在體外培養(yǎng)，當(dāng)長到約1毫米大小時(shí)，所有腫瘤細(xì)胞竟都停止了分裂。Becker發(fā)揮他的專長，將離體培養(yǎng)的腫瘤和害了小鼠性命的大腫瘤切成薄片，放在顯微鏡下仔細(xì)觀察和比對(duì)。Folkman形成了自己的假說：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)一步生長提供必不可少的營養(yǎng)供應(yīng)。第4頁,共56頁，2024年2月25日，星期天一個(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

第5頁,共56頁，2024年2月25日，星期天TumorGrowthIs

Angiogenesis

Dependent．

Angiogenesis

IsRequiredforSpread．J.Folkman第6頁,共56頁，2024年2月25日，星期天angiogenesis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7頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第二部分血管生成的概念第8頁,共56頁，2024年2月25日，星期天血管形成是指從預(yù)先存在的小血管上形成新血管的過程第9頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第三部分血管生成的機(jī)理第10頁,共56頁，2024年2月25日，星期天－、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0.5μm，在細(xì)胞核的部分稍厚。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)外的孔道第11頁,共56頁，2024年2月25日，星期天內(nèi)皮細(xì)胞Endothelialcells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。第12頁,共56頁，2024年2月25日，星期天二、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)傷愈合的血管生成第13頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第14頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第15頁,共56頁，2024年2月25日，星期天三、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)血管基底膜和周圍的細(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形成血管新芽；

EC增殖；腫瘤微血管分化和成型。

第16頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第17頁,共56頁，2024年2月25日，星期天種植瘤細(xì)胞綠色熒光蛋白顯像

上右：存活的三個(gè)原位癌細(xì)胞開始復(fù)制，并趨向于鄰近血管生長

下左：瘤細(xì)胞已到達(dá)鄰近血管

下右：當(dāng)瘤細(xì)胞增殖，僅只達(dá)到100-300的數(shù)量時(shí)，腫瘤已建立了新的功能完善的血管系統(tǒng)

第18頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第四部分血管生成的信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)第19頁,共56頁，2024年2月25日，星期天血管生成的信號(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，形成腫瘤新生血管第20頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第21頁,共56頁，2024年2月25日，星期天一、腫瘤血管生成因子

Tumorangiogenicfactors(TAFs)－－VEGF,bFGF第22頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第一節(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因子，它們調(diào)節(jié)多種細(xì)胞生理功能，這些因子統(tǒng)稱為細(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（colonystimulatingfactor,CSF）、腫瘤壞死因子（tumornecrosisfactor,TNF）、轉(zhuǎn)化生長因子（transforminggrowthfoctor,TGF-β）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)控作用，在異常情況下也會(huì)導(dǎo)致病理反應(yīng)。第23頁,共56頁，2024年2月25日，星期天細(xì)胞因子都是通過與靶細(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)炎癥過程，影響細(xì)胞代謝等。

第24頁,共56頁，2024年2月25日，星期天血管內(nèi)皮生長因子

VascularEndothelialGrowthFactor,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（自分泌）缺氧可使血管內(nèi)皮細(xì)胞上的VEGF受體表達(dá)增加第25頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第26頁,共56頁，2024年2月25日，星期天VEGF的作用增加血管通透性;特異性促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞分裂增殖;促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)PA（纖溶酶原激活物）、PAI、間質(zhì)膠原酶及凝血酶---導(dǎo)致血漿纖維蛋白外滲，纖維素在腫瘤間質(zhì)中沉積，成為新生血管的支持物，從而誘發(fā)新生血管形成并在腫瘤的生長中起重要作用。

第27頁,共56頁，2024年2月25日，星期天VEGF臨床意義抗血管生成藥物作用靶點(diǎn)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)第28頁,共56頁，2024年2月25日，星期天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、無創(chuàng)、可重復(fù)，與瘤組織中的表達(dá)程度正相關(guān)第29頁,共56頁，2024年2月25日，星期天堿性成纖維細(xì)胞生長因子（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30頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第31頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)細(xì)胞活化過程中信號(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，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(xì)胞功能的改變。第32頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第33頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)基質(zhì)金屬蛋白酶Matrixmetalloproteinase,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)生第34頁,共56頁，2024年2月25日，星期天MatrixmetalloproteasesGroupIMatrilysinMMP-7Nonfibrillarcollagen,gelatin,LM,FN,PGs,proMMP-1,9GroupIICollagenases,Stromelysin1-3,MetalloelastaseMMP-1,8,13,3,10-12,19,20Fibrillarcollagens,non-fibrillar,LM,FNnpro-MMPsGroupIIIGelatinaseA,B,MMP-2,9Gelatin,collagensGroupIVMT1-4-MMP,MMP-14-17:proMMP-2第35頁,共56頁，2024年2月25日，星期天與癌轉(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36頁,共56頁，2024年2月25日，星期天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)，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(xì)胞的擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移。第37頁,共56頁，2024年2月25日，星期天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)第38頁,共56頁，2024年2月25日，星期天一、腫瘤的生長１、血管前期腫瘤的大?。耗[瘤直徑<1mm時(shí)無血管。如果沒有血管生成，腫瘤生長直徑不會(huì)超過2mm－－緩慢生長。營養(yǎng)供應(yīng)：彌散供氧第39頁,共56頁，2024年2月25日，星期天２、血管期腫瘤的大小：腫瘤直徑超過2mm－－快速生長。營養(yǎng)供應(yīng)：新生的腫瘤血管第40頁,共56頁，2024年2月25日，星期天二、腫瘤的轉(zhuǎn)移－－腫瘤血管是腫瘤轉(zhuǎn)移的直接途徑第41頁,共56頁，2024年2月25日，星期天腫瘤通過腫瘤血管從宿主獲取營養(yǎng)和氧氣——

營養(yǎng)代謝通路；

原發(fā)腫瘤通過血管源源不斷地向宿主輸送轉(zhuǎn)移細(xì)胞，并在機(jī)體的其他部位繼續(xù)生長和誘導(dǎo)血管形成，導(dǎo)致腫瘤轉(zhuǎn)移——轉(zhuǎn)移的直捷途徑。第42頁,共56頁，2024年2月25日，星期天腫瘤生長和轉(zhuǎn)移過程第43頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第七部分抗血管形成療法第44頁,共56頁，2024年2月25日，星期天一、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，我們稱為抗血管形成療法。第45頁,共56頁，2024年2月25日，星期天

腫瘤的血管系統(tǒng)已成為一個(gè)嶄新的、大有希望的抗腫瘤治療靶點(diǎn)。

腫瘤新生血管抑制劑（TAI）—當(dāng)今新型抗腫瘤藥物研究最活躍的領(lǐng)域之一。第46頁,共56頁，2024年2月25日，星期天腫瘤新生血管抑制劑（TAI）抑制腫瘤的生長防止腫瘤的轉(zhuǎn)移第47頁,共56頁，2024年2月25日，星期天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)，即通過抗TAFs抗體或抗TAFs受體的抗體來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)（EMC）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)胞的生長第48頁,共56頁，2024年2月25日，星期天第49頁,共56頁，2024年2月25日，星期天TAI的優(yōu)勢(shì)腫瘤發(fā)生時(shí)，血管形成程序已被啟動(dòng)，故具有良好的特異性；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，故劑量小、療效高、不良反應(yīng)??；內(nèi)皮細(xì)胞基因表達(dá)相對(duì)穩(wěn)定，不易產(chǎn)生耐藥性。放大效應(yīng)：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)胞的生長抑制。具有一定的廣譜性。第50頁,共56頁，2024年2月25日，星期天特異性和安全性正常細(xì)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(xì)胞的增殖在腫瘤組織中比正常組織中快50倍。第51頁,共56頁，2024年2月25日，星期天TAI的分類

目前已有20余種TA抑制劑分別進(jìn)１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第52頁,共56頁，2024年2月25日，星期天直接抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞的藥物：反應(yīng)停（Thalidomide)Ⅰ期臨床（多發(fā)性骨髓瘤）角鯊烯胺（Squalamine）Ⅰ期/Ⅱ期臨床（NSCLC）EndostatinⅠ期臨床（實(shí)體瘤）第53頁,共56頁，2024年2月25日，星期天阻斷基質(zhì)分解的藥物Marimastat抑制金屬蛋白酶（MMPs)Ⅲ期臨床（SCLC）COL-3抑制金屬蛋白酶（MMPs)Ⅰ