抗血管生成藥物時間窗的研究進(jìn)展

沈 娜 綜述，范 娟 審校

(瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院腫瘤科，四川瀘州646000)

傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，腫瘤抗血管生成治療是通過阻斷血管對腫瘤氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)的輸入而達(dá)到餓死腫瘤的目的。然而，當(dāng)腫瘤血管過度退化時，藥物和氧的傳輸受礙，反而不利于放化療，這就有悖于抗血管生成治療聯(lián)合放化療能提高療效的觀點(diǎn)。2005年，Weichselbaum［1］比較了單純 γ 射線放療組、VEGF抑制劑(DC101)以及二者聯(lián)合治療組處理U87神經(jīng)膠質(zhì)瘤荷瘤小鼠后三組之間的療效，提出DC101治療后的第4～6天再行放療可出現(xiàn)顯著的協(xié)同作用，而二者時間間隔和順序改變的話，就不會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。自此，“血管正?；焙汀皶r間窗”這兩個概念便進(jìn)入醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域。Jain［2］和 Winkler［3］通過體內(nèi)研究提出了“腫瘤血管正?；钡挠^點(diǎn):即抗血管生成治療后，有一段能使腫瘤血管結(jié)構(gòu)和功能趨于正?；臅r間窗，在此時間窗內(nèi)腫瘤對放化療的敏感性增加。優(yōu)化抗血管生成聯(lián)合放化療的治療方案，就需要明確腫瘤血管趨于正?；倪@段時間窗，即瘤血管從開始正?；浇Y(jié)束的這段時長。本文對幾種抗血管生成藥物的時間窗及其窗口期血管正?；臉?biāo)記進(jìn)行綜述。

1 時間窗的研究

1．1 重組人血管內(nèi)皮抑素(恩度)時間窗的研究

2005年，恩度作為世界上首例重組人血管內(nèi)皮抑素在我國上市，它是在原血管內(nèi)皮抑素N端序列基礎(chǔ)上添加了9個氨基酸，成功地解決了生產(chǎn)過程中蛋白質(zhì)復(fù)性的問題，使得穩(wěn)定性更高、半衰期延長。恩度是一種多靶點(diǎn)的血管抑制劑，主要是抑制內(nèi)皮細(xì)胞的遷徙并誘導(dǎo)其凋亡，從而抑制血管與腫瘤的生長。目前，恩度主要是與NP方案聯(lián)合用于初治和復(fù)治的晚期非小細(xì)胞肺癌。大量的研究表明，恩度對多種鼠源性腫瘤模型及人異種移植瘤模型具有明顯抑制作用。

研究表明［4-5］:腫瘤血管正?；臅r間窗是短暫而可逆的，并且該時間窗與抗血管生成藥物、腫瘤部位和其類型有關(guān)。辛剛［6］用重組人血管內(nèi)皮抑素處理卵巢癌荷瘤鼠，并在其應(yīng)用后的不同時間點(diǎn)檢測IV型膠原、a-SMA以及HIF-1α的變化，發(fā)現(xiàn)重組人血管內(nèi)皮抑素能使腫瘤微血管產(chǎn)生一個短暫而可逆的趨于正常化的時間窗，在使用后的第4～6天腫瘤微血管趨于正?；?，乏氧得到明顯改善。彭芳等［7］探討重組人血管內(nèi)皮抑素作用下的裸鼠5-8F、CNE-2鼻咽癌移植瘤是否存在血管正?；瘯r間窗，并借助激光共聚焦顯微鏡動態(tài)觀察腫瘤血管形態(tài)變化以及免疫熒光染色檢測乏氧程度，通過研究發(fā)現(xiàn)重組人血管內(nèi)皮抑素，使5-8F、CNE-2鼻咽癌移植瘤模型血管正常化的時間窗分別為3～5天和5～7天。并且他們發(fā)現(xiàn)在5-8F和CNE-2鼻咽癌中，重組人血管內(nèi)皮抑素治療后的第3天和第5天聯(lián)合放療抑瘤效果最佳。而陳明等［8］研究發(fā)現(xiàn)重組人血管內(nèi)皮抑素作用于Lewis肺癌后，其時間窗大概為3～7天。

1．2 貝伐單抗時間窗的研究

2004年，貝伐單抗被美國FDA批準(zhǔn)上市，用于治療轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌、復(fù)發(fā)性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、非小細(xì)胞肺癌以及轉(zhuǎn)移性腎癌。2012年，歐盟委員會批準(zhǔn)貝伐單抗聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)化療方案治療首次復(fù)發(fā)卵巢癌。貝伐單抗作為一種人源化單克隆抗體，發(fā)揮關(guān)鍵作用的是其中的鼠源性組成部分，特異性地結(jié)合VEGF從而阻斷其與內(nèi)源性VEGFR的結(jié)合，進(jìn)而達(dá)到限制其生物學(xué)活性、抑制新生血管形成以及降低血管通透性的目的［9］。

鄭勇斌［10］等利用前瞻性研究，收集了93例進(jìn)展期及局部晚期無法手術(shù)的胃癌患者，隨機(jī)分為A組(采用FOLFOX4常規(guī)新輔助化療)、B組(A組方案加貝伐單抗)以及C組(按“腫瘤血管正?；翱诩僭O(shè)”，給予貝伐單抗5天后聯(lián)合A組方案)，通過比較3組患者的療效、不良反應(yīng)以及臨床結(jié)局，發(fā)現(xiàn)C組患者治療后，腫瘤分期下降率以及R0切除率明顯高于A組和B組(P＜0．05)。由此，我們不難看出:按血管正?；翱谄谥笇?dǎo)用藥的優(yōu)勢，這也提示貝伐單抗時間窗研究的重要性。Vangestel［11］等分別于第2、4和6天對Colo205結(jié)腸癌荷瘤小鼠給予貝伐單抗(5mg/kg)，檢測各組微血管密度、膠原覆蓋率、周細(xì)胞覆蓋率以及腫瘤乏氧情況，他們發(fā)現(xiàn)在使用貝伐單抗4天后，與其他組相比，微血管密度明顯降低、周細(xì)胞及膠原覆蓋率明顯上升、乏氧程度減低，提示腫瘤血管趨于正?；?。Myers［12］等建立肺泡RMS荷瘤小鼠模型，并設(shè)置貝伐單抗組、放療組和貝伐單抗以不同時間點(diǎn)聯(lián)合放療組，他們發(fā)現(xiàn)使用貝伐單抗2～5天后微血管密度降低、血管成熟度明顯改善、周細(xì)胞比例增加以及腫瘤血管通透性明顯降低，并且使用貝伐單抗后的第2天或第5天聯(lián)合放療，其抑瘤效果與其它組相比最佳。

1．3 總 結(jié)

“抗腫瘤血管生成”是1971年Folkman教授提出，它是現(xiàn)代腫瘤治療的一個重大的里程碑。自此，如恩度、貝伐單抗、舒尼替尼、索拉菲尼等抗血管生成藥物相繼問世。國內(nèi)目前針對于抗血管生成藥物時間窗研究較多的是恩度，并且主要集中在動物實(shí)驗(yàn)。貝伐單抗時間窗的研究甚少，與舒尼替尼、索拉菲尼等其他抗血管生成藥物一樣，主要集中于對作用機(jī)理、毒副反應(yīng)、療效、單用好還是與化療藥物聯(lián)合運(yùn)用更有優(yōu)勢等方面進(jìn)行研究。見表1。

表1 主要抗血管生成藥物的時間窗研究

2 時間窗范圍內(nèi)的觀察指標(biāo)

抗血管藥物作用于腫瘤微血管后產(chǎn)生特定的時間窗，在此時間窗內(nèi)腫瘤的血管結(jié)構(gòu)和功能趨于正常化。針對于時間窗，就需要一些特定的指標(biāo)來判定血管正?；臓顟B(tài)。

2．1 結(jié)構(gòu)正?；笜?biāo)

腫瘤血管結(jié)構(gòu)紊亂，形態(tài)迂曲，分支多，微血管密度增加。瘤血管壁薄，管腔狹窄，支撐管壁的周細(xì)胞及基底膜連接疏松，甚至缺如，而內(nèi)皮細(xì)胞重疊生長，突入官腔。在抗血作用下，結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，目前主要評價指標(biāo)參考。

2.1.1 免疫組化指標(biāo) 在抗血管藥物作用下，腫瘤血管的結(jié)構(gòu)趨于正常化:內(nèi)皮細(xì)胞逐步減少，周細(xì)胞作為對內(nèi)皮細(xì)胞的支撐作用并改善組織間的物質(zhì)交換逐步增多，血管基膜作為對內(nèi)皮的功能和機(jī)械支持以及改善內(nèi)皮的增殖與分化逐步增多。目前，利用內(nèi)皮細(xì)胞計數(shù)來反應(yīng)瘤血管結(jié)構(gòu)正常化程度較為普遍。CD31、CD34、vWF因子以及CD144是比較常見的血管內(nèi)皮標(biāo)記物。但瘤組織血管是由新生血管與宿主血管共同組成，而上述標(biāo)記物并不是顯示腫瘤新生血管內(nèi)皮細(xì)胞的特異標(biāo)記物［14］。目前認(rèn)為，CD62E［15］、CD106［15］、CD105［16-17］是瘤組織內(nèi)新生血管內(nèi)皮的特異性標(biāo)記物。而針對于腫瘤微血管周細(xì)胞以及血管基膜，目前使用較多的分別是α肌動蛋白(α-SMA)和IV型膠原。目前，免疫組化指標(biāo)被普遍用于判定血管結(jié)構(gòu)正常化，它具有經(jīng)濟(jì)、操作簡便、易于分析等優(yōu)勢，但其結(jié)果很大程度受到實(shí)驗(yàn)者主觀因素的影響，并且同一瘤組織取材部位不一，結(jié)果差異較大。

2．1．2 高分辨顯微光學(xué)成像 高分辨顯微光學(xué)成像具有直觀判定血管結(jié)構(gòu)正?；潭鹊膬?yōu)勢，它包括激光共聚焦顯微鏡、活體熒光顯微鏡、多光子激光掃描顯微鏡等。Li等［18］用激光共聚焦顯微鏡直接顯示微血管形態(tài)變化，發(fā)現(xiàn)重組人血管內(nèi)皮抑素治療后的第7天及第10天，血管密度下降，血管迂曲程度改善，管壁滲透性降低。它的最大優(yōu)勢是能在活體內(nèi)動態(tài)觀察微血管形態(tài)變化，然而光的穿透性差及以活體組織對光的屏蔽效應(yīng)，限制了成像分辨率以及穿透深度。

2．1．3 影像學(xué)成像 影像技術(shù)為微血管形態(tài)的研究提供了一種可視化方法，包括超聲微血管成像技術(shù)、核醫(yī)學(xué)顯像、衍射增強(qiáng)成像技術(shù)以及分子探針等。

超聲造影主要是通過監(jiān)測不同時間點(diǎn)，微泡造影劑在微血管的運(yùn)動軌跡，將其進(jìn)行圖像處理，顯示微血管形態(tài)。王志會等［19］利用人肝癌裸鼠模型，探討超聲造影峰值強(qiáng)度(PI)與微血管密度(MVD)的關(guān)系，他們發(fā)現(xiàn)PI可作為評估腫瘤血管生成的指標(biāo)，而且超聲造影可以反映微血管的位置和大小，還可以反映局部組織的血容量［20］。因此，可以通過連續(xù)監(jiān)測瘤組織內(nèi)血容量大小和微血管直徑，來確定瘤血管時間窗。核醫(yī)學(xué)顯像也是一較直觀顯示腫瘤新生血管結(jié)構(gòu)的技術(shù)，有研究顯示，VEGF受體68Ga標(biāo)記的放射性顯像劑可直接探測腫瘤的新生血管［21］，由此聯(lián)想是否可以連續(xù)運(yùn)用該顯像劑動態(tài)觀察腫瘤新生血管結(jié)構(gòu)，來推斷結(jié)構(gòu)正?；臅r間段。也有研究利用衍射增強(qiáng)成像技術(shù)顯示小鼠肝臟血管，發(fā)現(xiàn)其可以清楚顯示血管的主干及分支［22-23］。對于肝癌，衍射增強(qiáng)成像技術(shù)的分辨率比傳統(tǒng)DSA更高，可用于腫瘤新生血管的評價。分子標(biāo)記也是一種直觀的腫瘤血管成像法，有學(xué)者將RGD多肽分子與納米顆粒結(jié)合形成具有靶向作用的分子探針，特異地結(jié)合瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞上的αvβ3整合素，使得腫瘤血管成像［24］。

影像成像技術(shù)為抗血管生成提供了更為廣闊的研究領(lǐng)域，它從形態(tài)、功能、分子水平多方面反映微血管結(jié)構(gòu)，具有靈敏度高、易操作等優(yōu)勢。

2．2 功能正常化指標(biāo)

腫瘤微血管結(jié)構(gòu)的正?；七M(jìn)其功能的改變，使其乏氧得到改善，瘤組織間隙液壓降低，化療藥物更易進(jìn)入。而針對于瘤血管功能正?；难芯恐笜?biāo)主要概括為3大類:乏氧改善的相關(guān)指標(biāo)、瘤組織間隙液壓降低所帶來的血流灌注增加及藥物濃度增加的相關(guān)指標(biāo)、以及反應(yīng)功能正?；南嚓P(guān)血液檢測指標(biāo)。前兩種具有直觀判定瘤血管功能正?；膬?yōu)點(diǎn)，而血液檢測指標(biāo)缺乏特異性、但經(jīng)濟(jì)適用。

2．2．1 高效液相色譜分析 前期研究發(fā)現(xiàn)［25-26］:血管正?；臅r間窗范圍內(nèi)，藥物在瘤組織中的分布濃度最高。高效液相技術(shù)可用來檢測瘤組織中的藥物濃度，從而推斷血管功能正?；臅r間段［27］。它具有高效、靈敏、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠性高等優(yōu)勢。

2．2．2 免疫組化 瘤血管正常化促使乏氧改善，氧供增加，腫瘤對放化療的敏感性增高。重組人缺氧誘導(dǎo)因子 1α(HIF1A)及葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 1(GLUT1)是較為常見的乏氧指標(biāo)，其中在抗血管研究領(lǐng)域運(yùn)用最為廣泛的是HIF1A，當(dāng)瘤組織乏氧改善時，HIF1A在瘤組織中的穩(wěn)定性降低，呈低表達(dá)。辛剛等［6］研究發(fā)現(xiàn)恩度作用于卵巢癌荷瘤鼠的第4天和第6天，HIF1A低表達(dá)，乏氧得到改善，推測恩度治療的第4～6天微血管趨于成熟。

2．2．3 氧敏感電極 氧敏感電極法可通過直接測量瘤組織中乏氧壓來推斷乏氧情況，被認(rèn)為是探測氧分壓的金標(biāo)準(zhǔn)［28］。但其操作困難，顯示結(jié)果與實(shí)際偏差較大，運(yùn)用很少。

2．2．4 功能影像成像技術(shù) 功能影像學(xué)技術(shù)為直接判斷微血管結(jié)構(gòu)提供可能，它是現(xiàn)代影像學(xué)從單一對形態(tài)研究轉(zhuǎn)變?yōu)樾螒B(tài)與功能并重的必然趨勢，諸如核醫(yī)學(xué)顯像技術(shù)、灌注成像等都屬其范疇。

核醫(yī)學(xué)顯像技術(shù)能較直觀推斷乏氧并且進(jìn)行定量分析，它通過利用在乏氧組織中選擇性滯留的顯像劑，通過PET或SPECT探測腫瘤組織乏氧區(qū)域，并進(jìn)行定量分析。Masahiro［29］等通過尾靜脈注射18F-FMISO顯像劑于索拉菲尼治療后的A498腎癌荷瘤小鼠，然后PET-CT用檢測瘤組織內(nèi)的乏氧情況，并用免疫組化測微血管密度及乏氧標(biāo)記，通過對比研究提出18F-FMISO PET可以判定腫瘤的乏氧情況，并為抗血管治療確定一個最佳的方案。CT灌注成像和磁共振灌注成像可以通過評價腫瘤灌注狀態(tài)，間接判斷瘤內(nèi)的氧分壓狀態(tài)，從而推斷血管功能改善情況。針對于膠質(zhì)瘤血管生成進(jìn)展的評價，研究者發(fā)現(xiàn)可以利用CT灌注成像分析負(fù)荷前后腫瘤微血管灌注的參數(shù)，來推斷膠質(zhì)瘤血管的成熟度［30］。宋瓊等［31］通過比較原發(fā)性肝癌患者術(shù)后病理結(jié)果和術(shù)前磁共振灌注成像參數(shù)值，并用Tofts模型分析灌注成像參數(shù)，提出可以利用灌注成像技術(shù)量化微循環(huán)的功能狀態(tài)。

功能影像學(xué)能具有無創(chuàng)性評價腫瘤血管功能正?；膬?yōu)勢，它不僅能從腫瘤微血管血流動力學(xué)改變方面評估血管功能狀態(tài)，甚者深入到基因、受體方面，為更深入了解抗血管生成提供可能，是做動物實(shí)驗(yàn)的好方法，但其經(jīng)濟(jì)成本高。

2．2．5 數(shù)值模擬 血液灌注數(shù)值模擬也是一種評價血管正常化窗口期的指標(biāo)。張洪一等［32］利用數(shù)值模擬法監(jiān)測在內(nèi)皮抑素作用下瘤血管趨于正?；^程的血液灌注，發(fā)現(xiàn)在功能趨于正?；瘯r間段內(nèi)腫瘤血液動力學(xué)得到明顯改善，組織間質(zhì)液壓明顯下降，壓強(qiáng)梯度上升。血液灌注數(shù)值模擬對抗血管研究還處于初級階段。

2．2．6 CECs Wang等［33］將腫瘤內(nèi)灌注血容量與外周血CECs結(jié)合來評估是否能提高預(yù)測腫瘤抗血管生成療效的準(zhǔn)確性，他們發(fā)現(xiàn)二者相結(jié)合的確有協(xié)同效應(yīng)，由此，我們推斷可以利用療效的評估來推斷功能正常化的時間段。CECs取材方便、經(jīng)濟(jì)可取，但目前對其檢測技術(shù)還不夠成熟。

3 展望

抗血管聯(lián)合放化療的療效在大量臨床研究中得到肯定。時間窗的提出，告訴我們抗血管聯(lián)合放化療的最佳時序的重要性。因此，我們有必要找出與腫瘤血管正?；鄬?yīng)的標(biāo)記，并且利用影像學(xué)技術(shù)，明確時間窗的界限，從而指導(dǎo)合理的治療方案。這也是我們在未來抗血管研究領(lǐng)域需要攻克的熱點(diǎn)。

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