肿瘤抗血管治疗现状与血管生成抑制-细胞毒疗法
作者：贾林 袁世珍
单位：贾林(广州医学院附属市一医院消化内科，510180)；袁世珍(中山医科大学孙逸仙纪念医院消化内科)
关键词：肿瘤；血管生成；细胞毒
广州医学院学报000232 中图分类号 R730.5 文献标识码：A
文章编号：1008-1836(2000)02-0082-03
研究发现无论肿瘤原发灶的生长，还是肿瘤的播散转移以及转移灶的生长均需要新生血管形成来提供氧气、营养和转移通道，呈血管依赖性[1～3]。“饿死肿瘤，挽救患者”(Starve the tumor，save the patient)[4]的构思使血管生成抑制疗法成为颇有前景的新型抗肿瘤策略之一。本文就实体瘤血管生成的作用、血管生成抑制治疗的现状、作用特点以及血管生成抑制-细胞毒疗法等作一简要介绍。
, 百拇医药
肿瘤血管生成的作用及Folkman假说
血管生成(angiogenesis)是指血管内皮细胞从现存的血管系统中分化、迁移而形成新的微血管的复杂生物学过程[1]。成人的血管内皮细胞基本处于静止状态，在伤口愈合、组织修复、妇女生育和月经期、胎儿发育等生理刺激下出现新生血管生成，属于生理性血管生成。此时在血管生成刺激因子和抑制因子的严格控制和协调下，血管生成成为一个发生在有限时间内的有序生理过程，增生的内皮细胞很快恢复到正常的静止状态。只有当血管生成调节机制失控和血管生长过度时，血管生成才成为致病因素，导致风湿性关节炎、糖尿病性或黄斑变性视网膜病变、婴儿血管瘤和恶性肿瘤等血管生成依赖性疾病的发生和发展[1～3]。
早在1947年，Alguire GH就注意到生长期肿瘤能够诱发宿主新生毛细血管生长为其突出特征之一；1968年Tannock IF发现肿瘤细胞分裂速率的减慢与营养血管的距离增大相关，肿瘤的氧气和营养供应限制了肿瘤生长[3]；70年代初期美国学者Folkman J进一步发现无血管生成的肿瘤生长范围不超过数毫米，血管生长期肿瘤则超过2～3mm3，生长速率增加了20倍，新生血管生成受阻甚至可导致肿瘤消退；实体瘤血管生成受刺激因素和抑制因素的双重调节。在血管生成前期两种因素处于平衡状态，表现为非血管生成表型和不发生肿瘤转移；一旦环境和基因改变打破了平衡状态，抑制因素产生减少和/或促进因素生成增加，促使向血管生成表型(angiogenic phenotype)的转化和新生血管生成(被称为血管生成转换 angiogenic switch)，为原发肿瘤的生长和转移提供了营养和通道[1～3]。因此，Folkman J的“肿瘤血管生成依赖假说”为肿瘤血管生成调控因素和抗血管生长治疗的研究打下了基础，肿瘤组织微血管密度也被证实为一种独立的预后评估因素。
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血管生成抑制剂的研究现状及其优点
血管生成抑制剂能抑制新生血管的生成，对现存血管则无作用，肿瘤细胞的破坏也多为继发性的。与传统抗癌治疗相比，抗血管生成治疗具有许多优势：(1)实体瘤组织与正常成年组织的血管内皮细胞在倍增时间和3H-TdR掺入率等方面存在较大差异，血管内皮细胞的倍增时间分别为4天和1年；3H-TdR掺入率分别80%和5%以下[2,5]，因此抗血管生成治疗具有相对的肿瘤血管特异性(除生理性和其它病理性血管生成外)；(2)适合于所有肿瘤，但不同肿瘤具有不同的敏感性；(3)因血管内皮细胞全部暴露在血液中，药物不需渗透就能直接发挥作用，达到药物量小而效高；(4)肿瘤血管内皮细胞来源于正常细胞，基因表达较肿瘤细胞稳定，因而不易发生耐药。
血管生成抑制剂按作用机制可分为四类：(1)中和促血管生成因子：如VEGF的单克隆抗体；(2)内源性血管生成抑制剂：如血管抑制素(angiostatin)、内抑制素(endostatin)；(3)直接作用于内皮细胞的抗体或毒素：如针对整合素αvβ3的单克隆抗体；(4)人工合成的血管生成抑制剂：如TNP-470等。按作用特异性可分为(半)特异和非特异性的抑制剂两类，前者仅抑制血管内皮细胞的增殖和/或迁徙，对非血管内皮细胞无作用，无或很少副作用，包括血管抑制素、内抑制素和TNP-470等；而后者对血管内皮细胞和肿瘤细胞均有抑制作用，长期使用可能出现明显毒副作用。
, http://www.100md.com
血管抑制素和内抑制素在动物体内均能有效抑制肿瘤生长和转移，内抑制素甚至可使肿瘤近于完全消退，具有广阔的应用潜能。尽管已能进行人工重组，但目前难以规模生产，加上药物受体和人体药代动力学未明等诸多问题，专家预计在人体肿瘤取得突破为时尚早[6]。
TNP-470为人工合成的烟曲霉素衍生物(日本武田公司出品)，对血管内皮细胞的抑制作用呈双相性，低浓度以抑制细胞生长为主，高浓度则以细胞毒为主(但超过30μg/ml的高浓度在临床应用上是达不到的)；对肿瘤细胞的IC50则高出血管内皮细胞三次幂，大多肿瘤细胞对TNP-470不敏感，TNP-470在体内可抑制多种人或鼠肿瘤细胞系的生长，而相应的药物浓度在体外并不抑制这些细胞系的生长；其主要作用于内皮细胞从G1期向S期的转变过程，通过抑制特异性细胞周期蛋白的表达、细胞周期依赖激酶的激活和RB蛋白的磷酸化，诱导肿瘤细胞凋亡等机制抑制血管内皮细胞增殖。TNP-470的血管生成抑制作用较烟曲霉素强50倍，毒副作用显著减少，为第一个进行临床试验和迄今研究文献最多的血管生成抑制剂[2]。
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TNP-470能明显减少肿瘤组织毛细血管密度，促进肿瘤细胞凋亡，显著抑制肿瘤的血行转移、淋巴结转移和腹膜播散，显著延长生存期，对肿瘤转移具有公认的防治效应[2]。但对肿瘤原发灶抑制方面却众说纷纭，多数认为对原发灶的抑制作用与剂量有关，单纯使用15～30mg/Kg的TNP-470对肿瘤原发灶无显著的抑制作用[7]，只有大剂量的TNP-470(100mg/kg)才出现肿瘤原发灶的减小，但因伴有显著的降体重作用，使其使用受限[2]。因此探讨低毒有效的抑制肿瘤生长和转移的治疗策略十分重要。
血管生成抑制-细胞毒疗法
1995年Konno H等在人结肠癌裸鼠原位移植模型中对细胞毒药物和TNP-470的抗肿瘤生长和转移的疗效进行比较，发现30mg/kg的TNP-470(隔日皮下注射5周)可明显抑制人结肠癌的肝转移，但对原发灶却无抑制作用；而丝裂霉素(2mg/kg)的作用则相反，在抑制肿瘤原发灶方面明显占优，但在抗转移方面则显著逊于TNP-470，表明TNP-470和细胞毒药物在肿瘤转移和原发灶治疗方面的侧重点明显不同。前者侧重于抑制肿瘤转移，无化疗药物的常见副作用，体重降低为其主要副反应；后者对肿瘤原发灶具有显著的抑制作用，骨髓抑制为其主要副反应，认为TNP-470与细胞毒药物联用方案可能具有协同作用[7]，有助于降低毒副反应和提高抗肿瘤疗效。1998年日本学者Satoh H提出了血管生成抑制-细胞毒疗法(angiocytotoxic therapy)的治疗新概念[8]。
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现已证实TNP-470对MMC、ADM、CTX、DDP和BCNU等细胞毒药物具有增效作用，但对5-FU的增效作用尚有争议[2,8]。1998年Satoh H在证实TNP-470与泰索(taxol)联用对人非小细胞肺癌(NSCLC)细胞具有协同作用的基础上，进一步探讨TNP-470与SN-38(拓扑酶抑制剂camptothecin的衍生物)对NSCLC的联用效果，发现TNP-470对NSCLC的抑制作用呈剂量依赖性，IC50为47.3～139.8μM，在2.5uM浓度时才出现细胞毒作用(远高于内皮细胞和肿瘤细胞的抑制浓度)，以SN-38使用后再联用TNP-470的方式最具协同作用，认为血管生成抑制-细胞毒疗法为可行的联用方案[8]。我科的研究发现30mg/kg的TNP-470(隔日皮下注射9周)可明显抑制人胰腺癌高转移细胞株SW1990的裸鼠胰腺原位移植模型的局部浸润和远处转移，对胰腺原发灶无显著的抑制作用；而氟胞苷(Gemcitabine)(100mg/kg，第0,3,6,9天腹腔内注射)则能显著抑制原发灶的生长，但无显著的抗转移效能，具有明显胃肠道反应；而15mg/kg的TNP-470与50mg/kg的氟胞苷联用显示了显著的抗肿瘤生长和转移能力，具有减少剂量和增加疗效的作用。
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总之，大量的临床前期和临床试验证实血管生成抑制疗法及其血管生成抑制-细胞毒疗法较传统抗肿瘤治疗具有明显优势，为控制肿瘤生长和转移提供了新途径。目前国外正进行更大范围的临床试验，探索与放、化疗联用的治疗方案。
作者简介：贾林，男(1964.11-)，博士，副主任医师。研究方向：消化系肿瘤。
参考文献
[1] Folkman J. Angiogenesis in cancer, vascular, rheumatoid and other disease[J]. Nature Med,1995;1:27～31
[2] 钱朝南,潘启超. 血管生成抑制剂TNP-470(AGM-1470)的研究和应用进展[J]. 中国肿瘤生物治疗杂志，1998；5(2)：151～156.
, 百拇医药
[3] Hayes AJ， Li LY，Lippman ME. Science, medicine, and the future. Antvascular therapy: a new approach to cancer treatment[J]. BMJ, 1999; 318(7187):853～856
[4] Rowe PM. Starve the tumor, save the patient[J]. Lancet, 1997;349(9045):1058
[5] Wojtowicz-Praga SM, Dickson RB.Hawins MJ. Matrix metalloproteinase inhibitors[J]. Invest New Drugs, 1997;15(1):61～75
[6] Harris AL. Are angiostatin and endostatin cures for cancer? [J]Lancet, 1998; 351(9116):1598～1599
, http://www.100md.com
[7] Konno H, Tanaka T, Matsuda I, et al. Comparison of the inhibitory effect of the angiogenesis inhibitor,TNP-470, and mitomycin C on the growth and liver metastasis of human colon cancer[J]. Int J Cancer, 1995;61(2):268～271
[8] Sato H, Ishikawa H, Fujimoto M, et al. Angiocytoxic therapy in human non-small cell lung cancer cell lines-advantage of combined effects of TNP-470 and SN-38[J]. Acta Oncol, 1998;37(1):85～90
[9] 贾林,袁世珍.血管生成抑制剂TNP-470联用氟胞苷对胰腺癌转移的实验治疗及其作用机制探讨[C].第六次全国消化病学术会议论文摘要汇编[西安],1999:383～38477
(收稿：1999-11-12), 百拇医药
单位：贾林(广州医学院附属市一医院消化内科，510180)；袁世珍(中山医科大学孙逸仙纪念医院消化内科)
关键词：肿瘤；血管生成；细胞毒
广州医学院学报000232 中图分类号 R730.5 文献标识码：A
文章编号：1008-1836(2000)02-0082-03
研究发现无论肿瘤原发灶的生长，还是肿瘤的播散转移以及转移灶的生长均需要新生血管形成来提供氧气、营养和转移通道，呈血管依赖性[1～3]。“饿死肿瘤，挽救患者”(Starve the tumor，save the patient)[4]的构思使血管生成抑制疗法成为颇有前景的新型抗肿瘤策略之一。本文就实体瘤血管生成的作用、血管生成抑制治疗的现状、作用特点以及血管生成抑制-细胞毒疗法等作一简要介绍。
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肿瘤血管生成的作用及Folkman假说
血管生成(angiogenesis)是指血管内皮细胞从现存的血管系统中分化、迁移而形成新的微血管的复杂生物学过程[1]。成人的血管内皮细胞基本处于静止状态，在伤口愈合、组织修复、妇女生育和月经期、胎儿发育等生理刺激下出现新生血管生成，属于生理性血管生成。此时在血管生成刺激因子和抑制因子的严格控制和协调下，血管生成成为一个发生在有限时间内的有序生理过程，增生的内皮细胞很快恢复到正常的静止状态。只有当血管生成调节机制失控和血管生长过度时，血管生成才成为致病因素，导致风湿性关节炎、糖尿病性或黄斑变性视网膜病变、婴儿血管瘤和恶性肿瘤等血管生成依赖性疾病的发生和发展[1～3]。
早在1947年，Alguire GH就注意到生长期肿瘤能够诱发宿主新生毛细血管生长为其突出特征之一；1968年Tannock IF发现肿瘤细胞分裂速率的减慢与营养血管的距离增大相关，肿瘤的氧气和营养供应限制了肿瘤生长[3]；70年代初期美国学者Folkman J进一步发现无血管生成的肿瘤生长范围不超过数毫米，血管生长期肿瘤则超过2～3mm3，生长速率增加了20倍，新生血管生成受阻甚至可导致肿瘤消退；实体瘤血管生成受刺激因素和抑制因素的双重调节。在血管生成前期两种因素处于平衡状态，表现为非血管生成表型和不发生肿瘤转移；一旦环境和基因改变打破了平衡状态，抑制因素产生减少和/或促进因素生成增加，促使向血管生成表型(angiogenic phenotype)的转化和新生血管生成(被称为血管生成转换 angiogenic switch)，为原发肿瘤的生长和转移提供了营养和通道[1～3]。因此，Folkman J的“肿瘤血管生成依赖假说”为肿瘤血管生成调控因素和抗血管生长治疗的研究打下了基础，肿瘤组织微血管密度也被证实为一种独立的预后评估因素。
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血管生成抑制剂的研究现状及其优点
血管生成抑制剂能抑制新生血管的生成，对现存血管则无作用，肿瘤细胞的破坏也多为继发性的。与传统抗癌治疗相比，抗血管生成治疗具有许多优势：(1)实体瘤组织与正常成年组织的血管内皮细胞在倍增时间和3H-TdR掺入率等方面存在较大差异，血管内皮细胞的倍增时间分别为4天和1年；3H-TdR掺入率分别80%和5%以下[2,5]，因此抗血管生成治疗具有相对的肿瘤血管特异性(除生理性和其它病理性血管生成外)；(2)适合于所有肿瘤，但不同肿瘤具有不同的敏感性；(3)因血管内皮细胞全部暴露在血液中，药物不需渗透就能直接发挥作用，达到药物量小而效高；(4)肿瘤血管内皮细胞来源于正常细胞，基因表达较肿瘤细胞稳定，因而不易发生耐药。
血管生成抑制剂按作用机制可分为四类：(1)中和促血管生成因子：如VEGF的单克隆抗体；(2)内源性血管生成抑制剂：如血管抑制素(angiostatin)、内抑制素(endostatin)；(3)直接作用于内皮细胞的抗体或毒素：如针对整合素αvβ3的单克隆抗体；(4)人工合成的血管生成抑制剂：如TNP-470等。按作用特异性可分为(半)特异和非特异性的抑制剂两类，前者仅抑制血管内皮细胞的增殖和/或迁徙，对非血管内皮细胞无作用，无或很少副作用，包括血管抑制素、内抑制素和TNP-470等；而后者对血管内皮细胞和肿瘤细胞均有抑制作用，长期使用可能出现明显毒副作用。
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血管抑制素和内抑制素在动物体内均能有效抑制肿瘤生长和转移，内抑制素甚至可使肿瘤近于完全消退，具有广阔的应用潜能。尽管已能进行人工重组，但目前难以规模生产，加上药物受体和人体药代动力学未明等诸多问题，专家预计在人体肿瘤取得突破为时尚早[6]。
TNP-470为人工合成的烟曲霉素衍生物(日本武田公司出品)，对血管内皮细胞的抑制作用呈双相性，低浓度以抑制细胞生长为主，高浓度则以细胞毒为主(但超过30μg/ml的高浓度在临床应用上是达不到的)；对肿瘤细胞的IC50则高出血管内皮细胞三次幂，大多肿瘤细胞对TNP-470不敏感，TNP-470在体内可抑制多种人或鼠肿瘤细胞系的生长，而相应的药物浓度在体外并不抑制这些细胞系的生长；其主要作用于内皮细胞从G1期向S期的转变过程，通过抑制特异性细胞周期蛋白的表达、细胞周期依赖激酶的激活和RB蛋白的磷酸化，诱导肿瘤细胞凋亡等机制抑制血管内皮细胞增殖。TNP-470的血管生成抑制作用较烟曲霉素强50倍，毒副作用显著减少，为第一个进行临床试验和迄今研究文献最多的血管生成抑制剂[2]。
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TNP-470能明显减少肿瘤组织毛细血管密度，促进肿瘤细胞凋亡，显著抑制肿瘤的血行转移、淋巴结转移和腹膜播散，显著延长生存期，对肿瘤转移具有公认的防治效应[2]。但对肿瘤原发灶抑制方面却众说纷纭，多数认为对原发灶的抑制作用与剂量有关，单纯使用15～30mg/Kg的TNP-470对肿瘤原发灶无显著的抑制作用[7]，只有大剂量的TNP-470(100mg/kg)才出现肿瘤原发灶的减小，但因伴有显著的降体重作用，使其使用受限[2]。因此探讨低毒有效的抑制肿瘤生长和转移的治疗策略十分重要。
血管生成抑制-细胞毒疗法
1995年Konno H等在人结肠癌裸鼠原位移植模型中对细胞毒药物和TNP-470的抗肿瘤生长和转移的疗效进行比较，发现30mg/kg的TNP-470(隔日皮下注射5周)可明显抑制人结肠癌的肝转移，但对原发灶却无抑制作用；而丝裂霉素(2mg/kg)的作用则相反，在抑制肿瘤原发灶方面明显占优，但在抗转移方面则显著逊于TNP-470，表明TNP-470和细胞毒药物在肿瘤转移和原发灶治疗方面的侧重点明显不同。前者侧重于抑制肿瘤转移，无化疗药物的常见副作用，体重降低为其主要副反应；后者对肿瘤原发灶具有显著的抑制作用，骨髓抑制为其主要副反应，认为TNP-470与细胞毒药物联用方案可能具有协同作用[7]，有助于降低毒副反应和提高抗肿瘤疗效。1998年日本学者Satoh H提出了血管生成抑制-细胞毒疗法(angiocytotoxic therapy)的治疗新概念[8]。
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现已证实TNP-470对MMC、ADM、CTX、DDP和BCNU等细胞毒药物具有增效作用，但对5-FU的增效作用尚有争议[2,8]。1998年Satoh H在证实TNP-470与泰索(taxol)联用对人非小细胞肺癌(NSCLC)细胞具有协同作用的基础上，进一步探讨TNP-470与SN-38(拓扑酶抑制剂camptothecin的衍生物)对NSCLC的联用效果，发现TNP-470对NSCLC的抑制作用呈剂量依赖性，IC50为47.3～139.8μM，在2.5uM浓度时才出现细胞毒作用(远高于内皮细胞和肿瘤细胞的抑制浓度)，以SN-38使用后再联用TNP-470的方式最具协同作用，认为血管生成抑制-细胞毒疗法为可行的联用方案[8]。我科的研究发现30mg/kg的TNP-470(隔日皮下注射9周)可明显抑制人胰腺癌高转移细胞株SW1990的裸鼠胰腺原位移植模型的局部浸润和远处转移，对胰腺原发灶无显著的抑制作用；而氟胞苷(Gemcitabine)(100mg/kg，第0,3,6,9天腹腔内注射)则能显著抑制原发灶的生长，但无显著的抗转移效能，具有明显胃肠道反应；而15mg/kg的TNP-470与50mg/kg的氟胞苷联用显示了显著的抗肿瘤生长和转移能力，具有减少剂量和增加疗效的作用。
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总之，大量的临床前期和临床试验证实血管生成抑制疗法及其血管生成抑制-细胞毒疗法较传统抗肿瘤治疗具有明显优势，为控制肿瘤生长和转移提供了新途径。目前国外正进行更大范围的临床试验，探索与放、化疗联用的治疗方案。
作者简介：贾林，男(1964.11-)，博士，副主任医师。研究方向：消化系肿瘤。
参考文献
[1] Folkman J. Angiogenesis in cancer, vascular, rheumatoid and other disease[J]. Nature Med,1995;1:27～31
[2] 钱朝南,潘启超. 血管生成抑制剂TNP-470(AGM-1470)的研究和应用进展[J]. 中国肿瘤生物治疗杂志，1998；5(2)：151～156.
, 百拇医药
[3] Hayes AJ， Li LY，Lippman ME. Science, medicine, and the future. Antvascular therapy: a new approach to cancer treatment[J]. BMJ, 1999; 318(7187):853～856
[4] Rowe PM. Starve the tumor, save the patient[J]. Lancet, 1997;349(9045):1058
[5] Wojtowicz-Praga SM, Dickson RB.Hawins MJ. Matrix metalloproteinase inhibitors[J]. Invest New Drugs, 1997;15(1):61～75
[6] Harris AL. Are angiostatin and endostatin cures for cancer? [J]Lancet, 1998; 351(9116):1598～1599
, http://www.100md.com
[7] Konno H, Tanaka T, Matsuda I, et al. Comparison of the inhibitory effect of the angiogenesis inhibitor,TNP-470, and mitomycin C on the growth and liver metastasis of human colon cancer[J]. Int J Cancer, 1995;61(2):268～271
[8] Sato H, Ishikawa H, Fujimoto M, et al. Angiocytoxic therapy in human non-small cell lung cancer cell lines-advantage of combined effects of TNP-470 and SN-38[J]. Acta Oncol, 1998;37(1):85～90
[9] 贾林,袁世珍.血管生成抑制剂TNP-470联用氟胞苷对胰腺癌转移的实验治疗及其作用机制探讨[C].第六次全国消化病学术会议论文摘要汇编[西安],1999:383～38477
(收稿：1999-11-12), 百拇医药