抑制肿瘤血管生成在治疗中的意义

肿瘤生成是个复杂的过程，并受多种因素的影响，其中包括肿瘤血管网的建立。许多研究已经证明肿瘤生长必须依赖血管生成，通过抑制肿瘤血管生成的某些步骤或整个过程而控制肿瘤生长，对肿瘤治疗和防止肿瘤远处转移具有重要意义。

（一）肿瘤血管生成与肿瘤发生、生长的关系

目前关于肿瘤是如何发生的，主要集中在致癌基因的研究上，然而组织的恶变、肿瘤的形成或癌基因的活动只是必需的条件，而不是全部。哈佛儿童医院的Folkman　Judah等对突变鼠胰岛B细胞肿瘤的发生做了研究，发现癌基因的活动与B细胞的增殖有关，在B细胞肿瘤发生期间，血管的生成起着重要作用。肿瘤的发生正是增生组织血管生成能力的获得所致。研究证实，大多数癌前病变的明显特点之一是缺乏明显的新生血管形成，此点与有丰富管发生的肿瘤相比，说明癌前状态病变进到血管期可能是肿瘤发生的“开关”。这就说明生成血管的诱导和随之发生的新血管形成均先于肿瘤形成之前。肿瘤一旦发现，其进一步生长就必须依赖血管的不断形成。该概念早在1971年就被Folkman提出来了，并认为肿瘤细胞和血管组成一个高度整合的生态系统，没有血管生成，肿瘤就不能增大。近年来许多实验研究证据都进一步支持了以上观点。

实体肿瘤细胞的生长期可分为无血管的侵袭前期和血管化的侵袭生长期。在侵袭前期肿瘤细胞生长主要靠扩散取得营养，当实体肿瘤直径超过1～3cm，细胞数达107左右时其中心部位及继续生长必须由血管来提供氧和营养物质。①观察培养于琼脂中的小鼠黑色瘤细胞团，当其增长到1mm3时，其外周细胞的增殖与中心细胞的坏死相当，表现为瘤体再继续长大，增生与坏死达到动态平衡。若肿瘤是生长在机体内，此时也称为肿瘤长生的血管期。打破这种状态需要有新的、功能性的毛细胞血管生长以提供足够的氧及营养供应。②观察小鼠皮下透明腔内移植瘤的生长率，在血管生成前，肿瘤呈线性的缓慢生长。在血管生成后，肿瘤呈指数快速生长。③兔角膜上植入肿瘤组织块。肿瘤与宿主血管床有一段距离。发现新生的毛细血管从角膜周围向肿瘤汇集生长，其生长速率平均为0．2mm／d。当新生血管长入肿瘤后，肿瘤块即开始迅速生长并超过1cm3。④在小鼠离体灌注器官内生长肿瘤，由于没有血管增生，肿瘤局限在1mm3。如果移植到小鼠，血管生成后肿瘤迅速生长到1～2cm3。⑤把肿瘤细胞悬浮于眼睛前房房水，由于没有血管，肿瘤生长小于1mm3。如果把肿瘤移植到虹膜血管上，肿瘤迅速增长，2周内达到原体积的1．6倍。⑥人的视网膜母细胞瘤转移到玻璃体或前房，由于缺少血管，肿瘤生长受限。⑦用3　H－胸腺嘧标记固定癌的肿瘤细胞，肿瘤细胞的标记指数随着与最邻近开放毛细血管距离的增加而减少。肿瘤细胞标记指数的均数是该肿瘤血管内皮细胞标记指数的函数。⑧在鸡胚胎绒毛膜囊（CAM）的移植瘤。在无血管期（≥72h）肿瘤生长受限，一组实验报告肿瘤直径不超过（0．93±0．29）mm。在血管形成后24h内，肿瘤开始迅速生长，第7天肿瘤平均直径在（8．0±2．5）mm。⑨转移到腹膜的卵巢癌，在血管生成前，它生长缓慢，很少超过1mm3。⑩在兔膜转移癌中发现，直径＜1mm的肿瘤内无血管生成，而直径大于它的肿瘤都有血管生成。

以上这些都间接或直接证明肿瘤生长必须依赖血管生成，并且血管的生成对肿瘤的发展是一个关键因素。

（二）血管生成抑制药的抗肿瘤作用

20世纪70年代初随着肿瘤生长依赖于血管形成概念的提出和研究，也相应提出了抗血管形成治疗的概念，即通过阻止新生血管的发生和（或）新生血管网的扩展和（或）破坏新生血管来阻止小实体瘤的产生或建立，以及阻止肿瘤生长、发展和转移。采用抑制血管生成治疗的途径有：①抑制肿瘤释放肿瘤血管形成因子（TAF）；②中和已释放的TAF；③抑制血管内皮细胞（EC）对血管生成因子的反应；④干成基底膜的合成；⑤损害肿瘤已形成的新生血管等。总之，理想的肿瘤血管生成抑制药必须能抑制肿瘤血管生成的一个或多个步骤，或整个过程。

目前，人们在这方面做了很多的研究工作，实验结果显示血管生成抑制药（AI）能够抑制肿瘤的生长。①国内报道较多的肝素加氢化可的松，被公认为一有效的血管生成抑制药。实验证实，其两者联合应用能抑制鸡胚绒毛尿囊膜（CAM）上的血管生成，并能使肿瘤消退和阻止转移。还可抑制肿瘤引起的兔角膜血管新生。用它来治疗一些小鼠肿瘤时的效果显著，如口服肝素（200U／ml）及皮下注射可的松（250mg），100%的网状细胞肉瘤，100%的Leuis肺癌和80%B16黑色素瘤均可完全消退，且80%肿瘤消退后未再复发。②烟曲霉素是由曲霉素自然分泌的一种抗生素，体外实验时可抑制内皮细胞增殖，体内实验时能抑制肿瘤引起的血管新生，也能抑制小鼠肿瘤生长。如在30mg／kg能抑制Lewis肺癌和B16黑色素瘤的生长。③TNP－470（一种烟曲霉素合成类似物）1μg／ml可抑制培养的人脐静脉内皮细胞的生长，3～10mg／kg可抑制人卵巢癌裸小鼠移植癌瘤的生长。④血小板因子4（PF4）是在血小板聚集时由小一粒释放的一种28kDa蛋白质，与肝素有高度亲和性。Taylor等发现PF4能有新地抑制CAM血管生长。最近Maione等发现重组人PF4（rHuPF4）可抑制人内皮细胞的增殖和移动，在鸡胚CAM产生无血管区。Sharpe经过小鼠黑色素瘤与人结肠癌研究证实rHuPF4对实体瘤生长有抑制作用。⑤α－二氟甲基鸟氨酸（DFMO）是一不可逆的鸟氨酸脱羧酶的抑制药，它可抑制鸡胚CAM上的由黑色素瘤引起的血管新生，从而抑制的肿瘤在CAM上的生长。⑥还有新近鉴定的血管抑制药－Angio　stain是一种38kDa蛋白质，可抑制Lewis鼠肿瘤内的内皮细胞生成以及血管生成，Folkman将它用于有转移瘤的小鼠时，该新型抑制制使转移瘤保持在休眠状态，即肿瘤增殖的速度与细胞死亡速度相等。此外，它还可抑制人体肿瘤的生长。

目前人们已经认识到许多抗肿瘤的方法，其抗癌的作用都直接或间接地作用于肿瘤血管的结构或功能，如抗肿瘤血管生成、改变肿瘤血流及它的调节等。通过抑制恶性肿瘤血管新生来抑制工作其生长与转移，是一条新的抗癌途径，同时利用血管生长抑制药治疗肿瘤，将在临床上开始一个崭新而有前途的治疗领域。如配合手术、化疗、放疗、免疫治疗等必将提高肿瘤的整体治疗水平。

肿瘤细胞产生多种肿瘤血管生长因子（tumor　angiogenesis　factor，TAF），如碱性纤维细胞生长因子（bFGF）、酸性纤维细胞生长因子（aFGF）、内皮细胞生长因子（ECGF）、血管内皮细胞生长因子（VEGF）、血小板原内皮细胞生长因子（PDECGF）、表皮细胞生长因子（EGF）、转化生长因子（TGFα、TGFβ）、肿瘤坏死因子（TGF－α）、粒细胞集落刺激因子（G－CSF）、粒细胞巨噬细胞集落刺激因子（GM－CSF）等。TAF在肿瘤发生、发展及转移中具有促进作用，探讨肿瘤微血管生成机制、抑制其微血管的形成和生长，是防治肿瘤有效措施之一，将可能成为继手术、放疗、化疗及生物治疗之后颇有希望的抗癌新疗法。