血小板源生長因子家族在非小細胞肺癌中的研究進展

田逸俊 褚倩 陳元

非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer, NSCLC）作為全球癌癥相關(guān)死亡率最高的惡性腫瘤之一，其療效預(yù)測指標(biāo)和預(yù)后因子尚未明確。以各種腫瘤信號通路為靶點的靶向治療在NSCLC的綜合治療中發(fā)揮了越來越重要的作用，其中抗腫瘤血管生成藥物（貝伐珠單抗、血管內(nèi)皮抑素）在臨床應(yīng)用中所展現(xiàn)出來的作用有目共睹。血小板源生長因子（platelet derived grow factor, PDGF）作為重要的促血管生成通路，其作用也越來越多地被人們了解。本文將對PDGF通路在NSCLC的診斷、治療以及預(yù)后等方面的研究進展進行綜述。

1 PDGF與腫瘤信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

1.1 PDGF及其受體 PDGF由四種多肽鏈A、B、C、D以二硫鍵形成二聚體結(jié)構(gòu)，即可形成PDGF-AA、PDGF-BB、PDGF-CC、PDGF-DD，此外，A鏈和B鏈還可形成異源的二聚體，即PDGF-AB，因此目前發(fā)現(xiàn)的PDGF有五種二聚體形式[1]編碼以上四條肽鏈的基因分別位于染色體7q22、22q13、4q31和11q22[2]。血小板源生長因子受體（PDGFR）包括亞單位α和β，每個亞單位由胞外配體結(jié)合區(qū)，跨胞膜區(qū)和胞內(nèi)酪氨酸激酶活性結(jié)構(gòu)區(qū)組成。正常狀態(tài)下PDGFR亞單位以單體或疏松結(jié)合二聚化形式存在于胞膜表面，PDGF與PDGFR結(jié)合時，兩種亞單位連結(jié)為穩(wěn)定二聚化形式（αα、αβ、ββ），進而發(fā)生磷酸化反應(yīng)，產(chǎn)生生理效應(yīng)，α亞單位和PDGF的A、B、C鏈親和力較高，β亞單位和PDGF的B、D鏈親和力較高[3]。

1.2 PDGF涉及多種細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 分泌形式的PDGF與靶細胞表面PDGFR結(jié)合以后，使PDGFR發(fā)生二聚化，進而激活受體的胞內(nèi)酪氨酸位點磷酸化，磷酸化的酪氨酸位點又與胞內(nèi)某些信號分子通路的SH2結(jié)構(gòu)域相互作用，使這些通路被激活。上述胞內(nèi)信號分子包括：酪氨酸激酶Src亞族、磷脂酶C（PLC-γ）、磷脂酰肌醇-3激酶（PI3-K）、GTP酶活化蛋白（RAS-GAP）、生長因子結(jié)合蛋白（Grb2）、酪氨酸特異磷酸酶（Syp）、Src同源物與交聯(lián)蛋白（Shc）、適應(yīng)蛋白（Crk）以及非受體酪氨酸激酶家族（Src）等[2]。這些信號分子介導(dǎo)胞質(zhì)內(nèi)復(fù)雜的信號網(wǎng)絡(luò)，進而作用于細胞核膜上絲蘇氨酸殘基位點，導(dǎo)致多種基因調(diào)節(jié)蛋白磷酸化，影響轉(zhuǎn)錄水平的基因表達，最終發(fā)揮促細胞生長、遷移、自我修復(fù)[3]以及上皮間葉轉(zhuǎn)化[4]等生物效應(yīng)。PDGF和PDGFR結(jié)合方式及其下游通路見圖1。

2 PDGF與NSCLC

2.1 PDGF及其受體在NSCLC中的表達 PDGF通路在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中的自分泌和旁分泌環(huán)途徑最早被Hermanson等[5]發(fā)現(xiàn)。此后Vignaud等[6]對64例病理確診為NSCLC患者肺癌組織與8例非腫瘤病變患者的肺組織進行了病理分析對比：發(fā)現(xiàn)約1/3的NSCLC患者肺癌細胞PDGF表達增高，1/2的NSCLC患者肺癌細胞PDGFR表達增高，僅有1/6的NSCLC患者肺癌細胞同時有PDGF及其受體的共同增高；大部分NSCLC患者的腫瘤相關(guān)巨噬細胞（tumorassociated macrophage, TAM）都有PDGF的表達增高，且TAM多分布于瘤體的外圍區(qū)域；間葉細胞和內(nèi)皮細胞在病例組和對照組中都有PDGFR的表達，但無因子的表達；腫瘤細胞和間葉細胞的DNA復(fù)制速度加快。由此Jean等認(rèn)為NSCLC中由腫瘤相關(guān)巨噬細胞分泌的PDGF雖然直接刺激腫瘤細胞生長的作用有限，但對腫瘤間質(zhì)的旁分泌刺激作用更有力。另外，Tsao等[7]在肉瘤樣NSCLC與對照組NSCLC的免疫組化對比中發(fā)現(xiàn)，肉瘤樣NSCLC具有更高的PDGFR-β的拷貝數(shù)和免疫組化計分。由上述病理結(jié)果我們可認(rèn)為，肉瘤樣NSCLC中PDGFR的高表達與PDGF主要調(diào)節(jié)間質(zhì)細胞增殖的功能是一致的。腫瘤間質(zhì)是腫瘤細胞穩(wěn)定存活于宿主的直接物質(zhì)基礎(chǔ)，由非腫瘤組織，如腫瘤血管、炎性細胞、成纖維細胞、胞外基質(zhì)等構(gòu)成，為腫瘤細胞提供血液供應(yīng)、基質(zhì)骨架，同時也是機體和腫瘤發(fā)生免疫反應(yīng)的場所[8]。PDGF通路通過上述多種胞內(nèi)促增殖信號促進腫瘤間質(zhì)，尤其是腫瘤周圍血管和淋巴管的生長，從而對腫瘤細胞的生長起促進作用[9,10]。

圖 1 PDGF及其受體結(jié)合方式，以及下游主要信號通路示意圖Fig 1 Binding pattern of PDGF, PDGFR and the main signal pathway in the downstream. PDGF: platelet derived grow factor.

表 1 Sunitinib單藥以及聯(lián)合靶向藥物治療NSCLC臨床試驗匯總Tab 1 The clinical trials of sunitinib administrated alone or in combined with TKIs in NSCLC

2.2 PDGF及其受體對NSCLC預(yù)后的影響 影響肺癌預(yù)后的因素多種多樣，Andersen等[11]對于接受術(shù)后放療的患者腫瘤組織促血管標(biāo)志物和預(yù)后的關(guān)系進行了研究，發(fā)現(xiàn)在多因素分析中，腫瘤細胞表達PDGF是獨立的不良預(yù)后因素。Donnem等[12]對NSCLC腫瘤細胞和間質(zhì)細胞（包括內(nèi)皮細胞、免疫細胞、成纖維細胞等）中PDGF及其受體和疾病相關(guān)生存率進行分析發(fā)現(xiàn)，NSCLC腫瘤細胞中PDGF-B和PDGFR-β的高表達和不良預(yù)后相關(guān)，而腫瘤間質(zhì)中PDGF-A的高表達則和良好預(yù)后相關(guān)，提示間質(zhì)細胞中的這種現(xiàn)象可能與高水平PDGF-A能在某種程度上激活適應(yīng)性免疫有關(guān)。Donnem等[13]也發(fā)現(xiàn)不同的促血管生成通路在不同分期腫瘤的進展和轉(zhuǎn)移中所起的作用并不相同，即腫瘤細胞中VEGF-A/VEGFR-2和VEGFR-3跟T2a期（3 cm＜Φ≤5 cm）NSCLC患者預(yù)后有關(guān)，PDGF-B跟T2b期（5 cm＜Φ≤7 cm）NSCLC患者預(yù)后有關(guān)。在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移方面，腫瘤細胞PDGF-B的表達和淋巴轉(zhuǎn)移的關(guān)系尚存在爭議：Cao等[14]發(fā)現(xiàn)PDGF-BB在體內(nèi)能有效促進腫瘤淋巴管的生成，使表達PDGF-BB的鼠類纖維肉瘤淋巴管生成增加，且淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移增多，張楠[15]、林文俐[16]等的研究也支持了Cao的結(jié)論。而Donnem等[17]則發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞PDGF-AA的表達和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)，和預(yù)后關(guān)系不明確，PDGF-B（PDGF-BB或PDGF-AB）和VEGFR-3的共表達和不良預(yù)后有關(guān)，和淋巴轉(zhuǎn)移的關(guān)系不明確。鄭慶峰等[18]通過對205例NSCLC患者手術(shù)標(biāo)本進行免疫組化檢測，認(rèn)為PDGFR與VEGFR-3可能存在某種內(nèi)在聯(lián)系。吳麗娜等[19]則發(fā)現(xiàn)PDGF-B/PDGFR-α自分泌刺激環(huán)可能在NSCLC的發(fā)生中起重要作用，且陽性表達與疾病的分期呈正相關(guān)。

2.3 PDGF通路與肺癌治療

2.3.1 靶向治療 在對733例NSCLC腫瘤樣本的染色體分析中，Ramos等[20]發(fā)現(xiàn)其中31例樣本的染色體4q12有頻繁的擴增，且4q12片段中一個長約600 kb的區(qū)域明顯地增加，此區(qū)域基因負責(zé)編碼PDGFRA及與其緊密相關(guān)的受體酪氨酸激酶Kit；體外實驗[21]對六種肺癌細胞系進行了研究，發(fā)現(xiàn)NCI-H1703肺鱗癌細胞系高表達PDGFRA，并且對sunitinib和imatinib兩種藥物的單藥治療敏感，而sunitinib和imatinib兩種靶向藥物都對PDGF通路有抑制作用。這些結(jié)果表明，NSCLC中存在PDGF通路活化的現(xiàn)象，雖然NSCLC表達PDGF通路的比率并不高，但鱗癌細胞系NCI-H1703對于PDGF通路的依賴性提示其在鱗癌中可能存在的驅(qū)動作用。在臨床方面，以PDGF通路為靶點之一的小分子酪氨酸激酶抑制劑sunitinib單藥在晚期NSCLC中的抗瘤活性已得到證實，Socinski等[22]在一項多中心II期臨床試驗中，使用sunitinib單藥（4/2 50 mg qd）治療63例鉑類治療失敗的晚期NSCLC患者，部分緩解率為11.1%，中位無進展生存時間為12.0周，中位總生存時間為23.4周。Scagliotti等[23]主持的一項III期臨床試驗則比較了sunitinib聯(lián)合厄洛替尼的方案和厄洛替尼單藥在960例復(fù)發(fā)的晚期NSCLC患者中的療效差別，證明雖然聯(lián)合方案沒有提高總生存時間，但卻能延長無進展生存時間和提高反應(yīng)率。結(jié)合Ramos的研究和上述單藥治療晚期NSCLC患者的臨床試驗數(shù)據(jù)，雖然PDGF通路在NSCLC中的突變發(fā)生率較低，但在臨床研究中，以PDGF為靶點的分子靶向治療仍在NSCLC的治療中占有一席之地；同時也必須認(rèn)識到sunitinib的抗腫瘤血管生成活性并非完全由抑制PDGF通路產(chǎn)生，即VEGF仍然是目前抗血管治療的重要靶點（表1）。

表 2 Imatinib及sunitinib聯(lián)合化療治療NSCLC臨床試驗匯總表Tab 2 The clinical trials of sunitinib or imatinib administrated in combined with chemotherapy in NSCLC

2.3.2 化療 腫瘤間質(zhì)內(nèi)液壓（interstitial fluid pressure, IFP）指實體腫瘤內(nèi)部組織和液體共同產(chǎn)生的通常高于正常組織的壓強。升高的IFP影響化療藥物向腫瘤內(nèi)部的運輸過程。PDGF通路在調(diào)控IFP過程中起著重要作用。Kristian Pietras等[24]發(fā)現(xiàn)imatinib在鼠類腫瘤模型中增強了泰素和5-Fu的抗腫瘤作用。Bertino等[25]在鼠類移植物的實驗中證明imatinib在體外以及體內(nèi)均能增加吉西他濱對于惡性間皮瘤的作用，聯(lián)合治療較單藥能明顯抑制腫瘤生長、延長荷瘤鼠的生存時間。Vlahovic等[26]在NSCLC的移植瘤實驗中，發(fā)現(xiàn)imatinib能增加腫瘤中脂質(zhì)體阿霉素的濃度，并且能增強多西他賽的抑瘤作用。Zhang等[27]的研究則發(fā)現(xiàn)在體外對肺腺癌細胞系A(chǔ)549使用imatinib單藥處理可以產(chǎn)生劑量依賴的細胞生長抑制，且imatinib可通過抑制PDGFR-α的磷酸化增強順鉑對A549細胞的殺傷作用。雖然基礎(chǔ)研究中觀察到抑制PDGF通路對化療所產(chǎn)生的獲益，但是PDGF抑制劑在為數(shù)不多的臨床試驗中的表現(xiàn)卻不令人滿意。Tsao等[28]的一項II期臨床試驗，入選了22例有轉(zhuǎn)移的NSCLC患者和7例化療耐藥的頭頸鱗狀細胞癌患者，均給予多西他賽（每3周1次，60 mg/m2）和imatinib（每天400 mg）的治療，兩部分試驗均在早期因療效差或明顯的毒副作用而提前關(guān)閉，Tsao認(rèn)為泰素類藥物和imatinib之間可能存在潛在的拮抗關(guān)系，認(rèn)為今后對于聯(lián)合紫杉醇類藥物和imatinib的方案（尤其是同時給藥方案）的研究應(yīng)該更加謹(jǐn)慎。Bauman等[29]對34例70歲以上晚期NSCLC患者給予泰素（90 mg/m2d3, 10, 17 Q28d）和脈沖劑量imatinib（圍繞每次泰素注射前后，即600 mg/d d1-4, 8-11, 14-18）的治療，達到了32%的總有效率，但中位無進展生存時間和中位總生存時間無改善。Camidge等[30]在sunitinib聯(lián)合培美曲塞加順鉑方案治療晚期惡性實體瘤的I期試驗中，發(fā)現(xiàn)給予兩周sunitinib（37.5 mg, qd），間歇1周（2/1組），并每3周行培美曲塞（500 mg/m2）加順鉑（75 mg/m2）化療的方案達到了最大耐受劑量，且使用中因累積的骨髓毒性仍需減少劑量，試驗中NSCLC患者所能達到的最好的療效為穩(wěn)定。Chow等[31]也進行了一項sunitinib聯(lián)合培美曲塞治療晚期實體瘤的臨床試驗，由于去掉了順鉑這種藥物，每日持續(xù)37.5 mg sunitinib可被患者耐受。在21例NSCLC患者中，有4人獲得了部分有效的結(jié)果。Reck等[32]則在GP（吉西他濱1,000 mg/m2，順鉑 80 mg/m2）方案中聯(lián)合sunitinib治療28例NSCLC患者，可評估的20例患者中共有5例達到部分有效的治療效果。這些試驗提示我們，要從兩方面認(rèn)識PDGF通路在抗腫瘤治療的作用：一方面要承認(rèn)抑制PDGF通路所產(chǎn)生的明顯減低IFP的作用，改善了化療藥物分布，從而提高對腫瘤細胞的殺傷，另一方面也要注意到正常組織也會因此接受到更大劑量的化療藥物，導(dǎo)致毒性的累積。只有充分了解患者腫瘤細胞及其間質(zhì)PDGF及其受體的表達，探索更合理的給藥方法，才可能使治療效應(yīng)提升，毒副作用降低（表2）。

2.3.3 PDGF通路與肺癌的放療 Holdhoff等[33]在體外實驗中發(fā)現(xiàn)放療前給予imatinib處理能增強射線對膠質(zhì)瘤細胞（RS-1）的殺傷作用，且這種作用主要是由于PDGFR的抑制介導(dǎo)的。D'Amico等[34]使用sunitinib處理鼠移植膠質(zhì)瘤模型后再給予低劑量照射的聯(lián)合方法，較單獨使用兩種治療手段，能更有效抑制腫瘤生長；高劑量照射下加用sunitinib產(chǎn)生嚴(yán)重的毒副反應(yīng)。盡管這種聯(lián)合治療能明顯抑制腫瘤的生長，但動物的生存時間并沒有改善。Sennino等[10]認(rèn)為在腫瘤細胞中VEGF通路主要控制腫瘤血管密度而不影響周細胞密度，而PDGF通路則涉及募集周細胞而不影響血管密度。周細胞（pericyte）是一類與毛細血管具有密切關(guān)系的血管外平滑肌樣細胞，參與維持血管密度，血管生成和血管重塑等過程，其募集和分化需要PDGF的調(diào)控和參與[35]。抑制PDGF通路則會減少周細胞的募集，從而抑制腫瘤血管的自我修復(fù)，增強電離輻射對腫瘤的殺傷作用。另一方面，抑制PDGF通路在新奇的放射免疫療法中也表現(xiàn)出神奇的增效作用。其原理在于拮抗PDGF致腫瘤組織間質(zhì)液壓下降而導(dǎo)致免疫放療藥物更多地被攝入至實體腫瘤細胞，從而增強療效。Baranowska-Kortylewicz等[36]以結(jié)腸腺癌細胞系LS174T的裸鼠移植物為對象，發(fā)現(xiàn)同時使用免疫放療藥物和STI571較單獨使用兩者能更有效抑制腫瘤生長，同樣的結(jié)論在胰腺癌和前列腺癌中重復(fù)。由此可見，體外條件下PDGF通路因其獨特的修復(fù)血管作用及降低腫瘤間質(zhì)液壓作用而使腫瘤細胞對放療和免疫放療過程抵抗，抑制這一通路也取得了一定的放療增效的結(jié)果。然而，在動物實驗甚至人體試驗中，抑制這一通路所產(chǎn)生的副作用，以及在肺癌細胞中的增效作用具體如何，仍需要更多的實驗來證實。

3 展望

隨著抗血管生成類藥物（貝伐珠單抗、恩度等）越來越廣泛地應(yīng)用于臨床，耐藥現(xiàn)象的發(fā)生也越來越頻繁。抑制VEGF通路這一處于中心地位的血管生成通路，勢必導(dǎo)致人體中其它血管生成通路的激活，削弱抑制VEGF所產(chǎn)生的抗血管生成作用。PDGF通路在肺癌發(fā)生發(fā)展中直接促腫瘤生長、促進腫瘤血管生成的作用，以及PDGF靶向藥物單藥或聯(lián)合常規(guī)肺癌治療手段中可能發(fā)揮的治療效應(yīng)，都需要更多的基礎(chǔ)研究和臨床試驗來闡明，從而為設(shè)計新型的抗腫瘤藥物提供理論基礎(chǔ)。