肺癌中VEGF基因多態(tài)性和臨床意義的研究進展

胡明明 胡瑛 李寶蘭

作者單位：101149 北京，北京市結核病胸部腫瘤研究所，首都醫(yī)科大學附屬北京胸科醫(yī)院綜合科（通訊作者：李寶蘭，E-mail:libaolan1109@163.com）

1971年Folkman[1]第一次提出了血管生成的觀點，認為腫瘤的生長、增殖均與血管生成密切相關，并且可以成為腫瘤治療的靶點。隨后的幾十年中，無數(shù)的腫瘤學家、基礎研究科學家、藥理學家、制藥企業(yè)聚集在血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor, VEGF）相關領域，研究VEGF在腫瘤血管生成過程中的分子機制，并以其為藥物靶點阻斷血管的形成過程，以此抑制腫瘤生長[2]。2004年誕生了第一個以血管為靶點的抗VEGF單克隆抗體貝伐單抗，并成功應用于非小細胞肺癌（nonsmall cell lung cancer, NSCLC）、結腸癌和腎癌等實體瘤中。但是，在抗血管生成藥物的臨床應用過程中，至今還未發(fā)現(xiàn)可靠的生物標志物在用藥前可以將受益的靶人群篩選出來。正如通過檢測表皮生長因子（epidermal growth factor receptor, EGFR）突變狀態(tài)預測應用酪氨酸激酶抑制劑（tyrosine kinase inhibitor, TKI）類藥物療效一樣，如果在應用抗血管藥物時能做到有的放矢，因材施“治”，將會使患者最大程度上獲益。目前研究發(fā)現(xiàn)，VEGF基因多態(tài)性不僅與個體對抗腫瘤藥物（包括靶向治療和化療）的敏感性有關，還與腫瘤的易感性、生物學行為、預后等方面密切相關，包括乳腺癌、卵巢癌、結直腸癌、前列腺癌等多種實體瘤。但是在肺癌中有關VEGF基因多態(tài)性的研究還不多，本文就目前肺癌中VEGF基因多態(tài)性及其臨床意義的研究進展做一綜述。

1 VEGF基因簡介

1983年，Senger等[3]在豚鼠細胞系中發(fā)現(xiàn)了一種能導致血管滲出的小分子，命名為血管滲出因子（vascular permeability factor, VPF）；1989年，F(xiàn)errara等[4]分離和克隆了VEGF，發(fā)現(xiàn)其可以誘導內皮細胞的增殖，證明VPF和VEGF是同一種分子。VEGF家族成員包括VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D和血小板生長因子[5]。其中，VEGF-A被認為是最重要的一個，通常VEGF指的是VEGF-A。血管生成在腫瘤的增殖、浸潤和轉移中扮演了重要角色，VEGF無疑是其中最關鍵的一員。已有研究[6-8]證明在多種實體瘤中VEGF mRNA和蛋白過表達，并且與預后相關。VEGF基因位于6號染色體6p21.3，包含8個外顯子和7個內含子[9,10]。在啟動子、5'和3'非翻譯區(qū)存在多個單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism,SNP），而且實驗室研究證明這些SNP與VEGF在組織中的表達有關[11]。目前在腫瘤中研究較多的SNP位點有-2578C＞A、-1154G＞A、-460T＞C、-634G＞C、-7C＞T、+936C＞T。其中-2578C＞A、-1154 G＞A、-460 T＞C在VEGF啟動子區(qū)，可以影響啟動子的活性，從而影響下游的基因轉錄和翻譯[12]。-634G＞C、-7C＞T在5'非翻譯區(qū)，可以影響與轉錄因子的親和力[11]。+936C＞T在3'非翻譯區(qū)與VEGF翻譯效率相關[13]（圖1）。這些SNP位點與腫瘤的易感性、抗腫瘤藥物敏感性、預后的關系日益受到關注，并且在肺癌、乳腺癌、胃癌、直結腸癌、卵巢癌等實體瘤中進行了相關研究，表1將VEGF基因多態(tài)性與肺癌的遺傳易感性、療效預測和預后之間的關系進行了總結，下文將分別進行敘述。

圖 1 VEGF基因結構和SNP位點Fig 1 Structure of vascular endothelial growth factor (VEGF) gene and single nucleotide polymorphism (SNP)

表 1 VEGF基因中SNP位點與肺癌易感性、療效預測和預后之間關系Tab 1 The relationship between VEGF SNPs and the risk of lung cancer, predictive value to therapy and prognosis

2 VEGF基因多態(tài)性的臨床意義

2.1 VEGF基因多態(tài)性與遺傳易感性 Zhai等[14]對VEGF的基因多態(tài)性與NSCLC易感性進行了研究，分別檢測VEGF-460C＞T、-634G＞C、+936C＞T三個位點的多態(tài)性，結果顯示三個SNP位點在兩個人群中的分布未見明顯差異，但是分層分析結果顯示，-634CC+CG增加了男性腺癌的患病風險（OR=1.40, 95%CI: 1.03-1.87）。單倍型分析顯示，五種單倍型CGC、TCC、TGC、CGT、TCT在男性中的分布明顯高于對照組，而且與其它四種單倍型相比，CGC型明顯降低男性患腺癌的風險（OR=0.76,95%CI: 0.50-0.98）。在女性中，未發(fā)現(xiàn)任何SNP位點和單倍型的與發(fā)病風險相關。韓國Lee等[15]研究結果顯示，-634CC和CG基因型與GG相比，+936CT和TT基因型與CC相比，減少了人群中患小細胞肺癌（small cell lung cancer,SCLC）的罹患風險（OR=0.36和0.47，95%CI: 0.17-0.78和0.26-0.85）。單倍型分析，CGT和TCC分別降低和增加患SCLC的風險（OR=0.44和1.63，95%CI: 0.24-0.80和1.14-2.33）。然而，不論NSCLC（包括鱗癌、腺癌、大細胞癌）還是SCLC，單倍型分析（-460T＞-634C＞+936）TCC和TGT均與發(fā)病風險明顯相關（OR=0.38和3.94，95%CI: 0.25-0.60和2.00-7.76）。Naykoo 等[16]的研究支持韓國學者-634CC和CG，+936 CT和TT減少患病風險的的結論（OR=0.07和0.36），并且還發(fā)現(xiàn)-2578CA基因型也可明顯降低發(fā)病風險（OR=0.08），單倍型分析CGA和TGA可降低發(fā)病風險（OR=0.18, 0.17）。Naik等[17]的研究認為-634CG和GG在全部組織學分級、早期、50歲以上肺癌患者中的分布與健康對照有明顯性差異。Sun等[18]對中國人群中VEGF-460C＞T的多態(tài)性做了研究，結果顯示，TT基因型與CC和CT+CC相比，增加發(fā)病風險（OR=1.89,95%CI: 1.17-3.06），而且TT型在較晚期肺癌中（III期和IV期）的分布明顯比早期肺癌多。

2.2 VEGF基因多態(tài)性與生物學行為 檢測手術切除的NSCLC患者腫瘤組織和瘤旁組織中四個SNP位點（VEGF-2578C＞A、-634G＞C、-1154G＞A和936C＞T）與VEGF表達和微血管密度（microvessel density, MVD）之間的關系時發(fā)現(xiàn)，-2578CC、-634GG和-1154AA或GA基因型與VEGF低表達有關，而VEGF高表達與基因型-2578CA、-634GC和-1154GG有關?；蛐蜑?2578CC和-634GG的患者腫瘤組織的MVD比-2578CA+CA和-634CC+GC的患者中計數(shù)明顯減低。VEGF-1154G＞A和936C＞T則與腫瘤中VEGF的表達和MVD無關[19]。Renner等[13]發(fā)現(xiàn)936T等位基因與血漿中低VEGF濃度有關。然而Naykoo則認為VEGF的多態(tài)性與VEGF表達無關。Maeda等[20]檢測血液中VEGF基因-460C＞T和-634G＞C的多態(tài)性，以及組織中血管生成相關蛋白HIF、VEGF和Dll4（delta-like ligand 4）的表達，并檢測MVD，發(fā)現(xiàn)與-460CC基因型相比，TT和TC基因型與MVD和Dll4高表達相關。而VEGF-634G＞C SNP與MVD和Dll4表達無關。這一研究結果提示-460C＞T或許通過上調Dll4的表達在腫瘤的血管生成過程中發(fā)揮作用。故腫瘤在血管生成過程中的不同表現(xiàn)，如微血管數(shù)目的不同，血管生成相關蛋白（如VEGF、HIF）的表達差異，或許正是由于基因水平上的差異所造成。

2.3 VEGF基因多態(tài)性與療效預測 ECOG4599是第一項證明分子靶向藥物與化療藥物聯(lián)合在肺癌治療中有效的大型III期臨床研究，該研究奠定了抗血管生成方向在肺癌治療中的正確性和有效性?；谠擁椦芯?，美國FDA批準貝伐單抗聯(lián)合紫杉醇/卡鉑用于一線治療無腦轉移、無出血史的晚期非磷型NSCLC。但是目前為止，沒有明確且臨床可用的抗血管生成的療效預測指標，是否可以通過選擇有效的預測因子，如同通過檢測EGFR突變狀態(tài)預測EGFR-TKI藥物的療效一樣，指導選擇相對準確的應用抗血管藥物的靶向人群，達到精確打擊，事半功倍的效果？針對這一問題，科研工作者們在血管內皮生長因子、細胞間粘附分子（intercellular adhesion molecule,ICAM）、胎盤生長因子（placental growth factor, PlGF）、堿性成纖維細胞生長因子（basic fibroblast growth factor,bFGF）等不同的分子標志中希望能夠篩選到理想的標志物。

VEGF不僅可以促進新生血管形成而且還能增加血管滲透性，使得間質內流體靜壓增加，影響了瘤內化療藥物的輸送，降低藥物的抗腫瘤效果[21]。Masago等[22]對晚期NSCLC的VEGF-460T＞C、-634G＞C、+936C＞T、-1154G＞A、-2587C＞A的多態(tài)性，并結合化療療效，發(fā)現(xiàn)-1154G＞A的多態(tài)性與疾病控制率有關，分別為GG型80.6%，AG型患者68%，AA患者型50%。在結直腸癌、胃癌、卵巢癌中分別有VEGF SNP與化療聯(lián)合或不聯(lián)合貝伐單抗療效的研究，認為VEGF-460T＞C、-634G＞C、單倍型AGCGC與療效有關[23-27]。對一線使用舒尼替尼的腎細胞癌患者進行療效與VEGF基因多態(tài)性之間關系的研究時發(fā)現(xiàn)，-460T＞C為TT（與CC、CT相比），-2587C＞A為CC（與AA、CA相比），-634G＞C為CC（與GG、GC相比）的患者PFS較短[28]。目前研究VEGF SNP與治療效果之間關系的研究較少，要得到確證性的結論仍有待開展更多的研究。

2.4 VEGF基因多態(tài)性與預后 腫瘤血管常缺乏平滑肌，基底膜上有不規(guī)則漏孔，這些漏孔有助于腫瘤細胞進入血液循環(huán)，增加遠處轉移的機會[29]。這種結構不完整的血管與VEGF高表達是密切相關的，前文已述VEGF基因多態(tài)性與VEGF的表達有關系，因此我們關注了VEGF基因多態(tài)性與患者預后相關的文獻。Heist等[30]檢測外周血細胞基因組中VEGF+936C＞T、-460T＞C和-634G＞C的多態(tài)性，發(fā)現(xiàn)攜帶突變型基-634CG+CC比野生型GG明顯改善生存（HR=0.70, 95%CI: 0.54-0.90）。+936C＞T突變性CT+CC與野生型相比也出現(xiàn)改善趨勢（HR=0.73, 95%CI:0.52-1.03）。分析-634G＞C和936C＞T兩個位點的綜合效應時，出現(xiàn)攜帶突變基因數(shù)目越多，生存期越長的趨勢，該研究未發(fā)現(xiàn)-460T＞C與生存有關。而Guan等[31]則得到了相反的結論，同樣檢測VEGF-460T＞C、-634G＞C和+936C＞T三個位點多態(tài)性，則發(fā)現(xiàn)相反的結論，-460突變型基因即CC+CT，與野生型基因型（TT）相比，可以明顯改善患者總生存（HR=0.58, 95%CI: 0.37-0.92），-634G＞C和+936C＞T未發(fā)現(xiàn)與生存有關。Masago等[22]認為-1154G＞A、AA和AG基因型是生存的獨立預后因子（HR=1.419, 95%CI: 1.309-3.468）。

3 展望

在VEGF-VEGFR信號通路中研究最多的是VEGF蛋白的表達與療效和預后之間的關系，在基因多態(tài)性水平上的研究較少，而且現(xiàn)有的研究尚無一致結論，如有的學者認為-1154G＞A和936C＞T的突變型基因與VEGF低表達有關，有的研究認為-460C＞T和-7C＞T的突變基因與增加的VEGF mRNA濃度有關[32,33]，甚至同一SNP位點都有互相矛盾的結論，如-936T基因在乳腺癌中認為可以減少發(fā)病風險[34,35]，但是在結直腸癌中認為是增加發(fā)病風險[36]。-634C基因在NSCLC中和前列腺癌中是增加風險的因素[14,37]，在結腸癌中是保護性因素[38]，在乳腺癌中與風險無關[39]。這些研究結果存在如此多的不一致可能是由于VEGF基因中這些SNP位點與其它一些已知或未知的SNP存在連鎖的關系，或許單倍型分析比單一的SNP位點分析更有價值，也許是研究群體（民族或瘤種）、樣本量（檢驗效能不足）的因素有關。

VEGF介導的血管生成通路與其他的信號轉導通路交織在一起，我們看到的現(xiàn)象或許是這些信號轉導通路之間 “交互對話”的結果，而不是VEGF基因單獨作用的結果。但是隨著相關研究的開展，人們已經(jīng)開始關注VEGF基因多態(tài)性與個體對抗腫瘤藥物的敏感性和患者生存率，對腫瘤的易感性、腫瘤生物學行為之間的確存在關聯(lián)，那么，VEGF的基因多態(tài)性是否可以作為肺癌臨床治療中更有效的預測和預后指標還有待進行更多、更深入的研究。