血管新生及抗血管新生靶向治療在神經(jīng)纖維瘤中的研究進(jìn)展

顧熠輝，任捷藝，李青峰，王智超

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院整復(fù)外科，上海 200011

Ⅰ型神經(jīng)纖維瘤病是一種由NF1基因突變引起的常染色體顯性遺傳病，全球發(fā)病率約為1/3 000[1]。NF1基因是最常見的抑癌基因之一，其編碼的神經(jīng)纖維素是一種Ras-GTPase活化蛋白(RasGAP)，具有負(fù)向調(diào)節(jié)Ras信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的作用。在Ⅰ-型神經(jīng)纖維瘤病中，NF1基因突變導(dǎo)致神經(jīng)纖維素失去其負(fù)性調(diào)節(jié)作用，從而引起Ras及下游信號(hào)通路過度激活，導(dǎo)致異常的細(xì)胞增殖和腫瘤生長[2-4]。

臨床上，Ⅰ型神經(jīng)纖維瘤病患者易患多種中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤，其中以神經(jīng)纖維瘤最為常見。神經(jīng)纖維瘤是外周神經(jīng)系統(tǒng)的良性神經(jīng)鞘膜瘤，主要分為皮膚型神經(jīng)纖維瘤(cutaneous neurofibroma，cNF)和叢狀神經(jīng)纖維瘤(plexiform neurofibroma，pNF)。除了導(dǎo)致外形損壞、疼痛以及周圍組織壓迫等癥狀，8%～13% 叢狀神經(jīng)纖維瘤可惡變?yōu)楦叨惹忠u性的惡性周圍神經(jīng)鞘膜瘤(malignant peripheral nerve sheath tumor，MPNST)[5]。MPNST患者易發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移及局部復(fù)發(fā)，其5年總生存率低于50%[6]。

不論是MPNST還是良性的神經(jīng)纖維瘤在外科根治性手術(shù)中常遇到難以控制的出血，極大增加了手術(shù)難度。自發(fā)性或輕微創(chuàng)傷后出血雖然罕見，卻是危及患者生命的潛在問題[7]。此外，前期研究提示，血管生成可能有助于pNF增生以及向MPNST 轉(zhuǎn)變[8]?？偠灾?，神經(jīng)纖維瘤的豐富血供是滋養(yǎng)神經(jīng)纖維瘤浸潤性生長和影響手術(shù)根治性切除的關(guān)鍵因素之一。因此，本文針對(duì)神經(jīng)纖維瘤中的血供特點(diǎn)以及抗血管新生靶向治療在神經(jīng)纖維瘤中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為神經(jīng)纖維瘤的臨床治療提供新思路。

1 神經(jīng)纖維瘤的血供特點(diǎn)

神經(jīng)纖維瘤作為一種良性腫瘤，其術(shù)中大量出血且止血困難的問題在臨床治療中一直備受關(guān)注。病理學(xué)分析結(jié)果提示，神經(jīng)纖維瘤的出血問題與NF1相關(guān)的動(dòng)脈發(fā)育不良和神經(jīng)纖維瘤侵犯血管引起的血管脆性增加有關(guān)[8-10]。NF1相關(guān)動(dòng)脈發(fā)育不良的具體表現(xiàn)為纖維肌性發(fā)育不良與內(nèi)膜增厚。其發(fā)病被認(rèn)為與血管內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞中神經(jīng)纖維素的功能缺失有關(guān)[11]。此外，研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)纖維瘤中的血管密度與正常組織相似，提示血管新生并非神經(jīng)纖維瘤發(fā)生自發(fā)性出血及術(shù)中大量出血的直接原因。然而，當(dāng)pNF惡變?yōu)镸PNST以后，血管密度和形態(tài)皆發(fā)生了變化。在MPNST中，血管密度較正常組織顯著增加，并且呈現(xiàn)為不規(guī)則的海綿網(wǎng)格狀，同時(shí)血管壁缺少成熟穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。pNF與MPNST血供特點(diǎn)的顯著差異提示血管新生是pNF向MPNST 轉(zhuǎn)化的重要病理變化之一[12]。

2 促血管新生因子在神經(jīng)纖維瘤中的表達(dá)差異

在神經(jīng)纖維瘤和MPNST中，血管內(nèi)皮生成引子(VEGF)、bFGF和Midkine均存在高表達(dá)[13]，同時(shí)促血管新生因子在不同類型的神經(jīng)纖維瘤中的表達(dá)水平也存在差異。pNF和MPNST中VEGF的表達(dá)水平明顯高于cNF。VEGF作為腫瘤血管生成的主要調(diào)節(jié)因子，能夠促進(jìn)循環(huán)中的內(nèi)皮細(xì)胞遷移、增殖、在腫瘤組織中形成新生血管。盡管pNF中VEGF的表達(dá)水平升高，但血管密度較正常組織并未增加，這可能歸因于VEGFR的低表達(dá)[14]。

3 神經(jīng)纖維瘤血管新生機(jī)制

腫瘤血管密度的增減與腫瘤大小直接相關(guān)，提示抑制神經(jīng)纖維瘤的血管新生可能是一種有效的治療選擇[15]。因此，了解促血管新生因子在神經(jīng)纖維瘤中的來源，探究其作用靶點(diǎn)以及促進(jìn)腫瘤血管新生的具體機(jī)制，是開發(fā)及應(yīng)用抗血管新生靶向藥物治療神經(jīng)纖維瘤的基礎(chǔ)。

3.1 NF-/-Schwann細(xì)胞是神經(jīng)纖維瘤中VEGF的主要來源 VEGF是促進(jìn)腫瘤血管新生主要的調(diào)節(jié)因子，在神經(jīng)纖維瘤中高表達(dá)。在缺乏腫瘤微環(huán)境作用的條件下，腫瘤Schwann細(xì)胞NF1基因的單倍劑量不足或NF1基因突變引起的神經(jīng)纖維素的功能缺失，可以通過激活mTOR-HIF-1a-VEGF途徑引起神經(jīng)纖維瘤中VEGF上調(diào)，這是神經(jīng)纖維瘤中VEGF的主要來源[16]。而腫瘤Schwann 細(xì)胞與腫瘤微環(huán)境的相互作用也是促進(jìn)神經(jīng)纖維瘤血管新生的機(jī)制之一。研究[17]提示，非Schwann細(xì)胞中VEGF的上調(diào)本身不足以誘導(dǎo)神經(jīng)纖維瘤的血管新生和豐富血供的形成。

3.2 腫瘤微環(huán)境的作用是影響神經(jīng)纖維瘤血管新生的關(guān)鍵因素 神經(jīng)纖維瘤微環(huán)境中包含大量的非腫瘤細(xì)胞，包括肥大細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞。這些細(xì)胞與腫瘤Schwann細(xì)胞之間復(fù)雜的相互作用也是促進(jìn)神經(jīng)纖維瘤中血管新生的重要機(jī)制之一。NF1-/-Schwann細(xì)胞分泌高濃度的干細(xì)胞因子(SCF)，募集和激活NF1+/-肥大細(xì)胞[18]。激活的肥大細(xì)胞分泌多種促血管新生因子(如VEGF、PDGF、bFGF)，這些促血管新生因子可以與Schwann細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子共同刺激內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞向腫瘤部位趨化、增殖，最終促進(jìn)新血管生成。除肥大細(xì)胞之外，腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞可通過改變細(xì)胞外基質(zhì)的生物學(xué)特性間接調(diào)控血管新生[19]；而巨噬細(xì)胞可分泌多種生長因子、炎癥因子和VEGFA，通過促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞存活、活化和增殖調(diào)節(jié)腫瘤血管新生[20]。后兩種在神經(jīng)纖維瘤中高表達(dá)的細(xì)胞成分對(duì)于血管新生的作用還有待進(jìn)一步研究。

3.3 神經(jīng)纖維瘤中NF1+/-內(nèi)皮細(xì)胞高度活化后增強(qiáng)血管新生 實(shí)驗(yàn)研究顯示，NF1+/-小鼠在NF1-/-Schwann細(xì)胞分泌的生長因子作用下新生血管有所增加。其具體機(jī)制為：在神經(jīng)纖維瘤雜合突變的微環(huán)境中，NF+/-內(nèi)皮細(xì)胞因Ras-Erk途徑的異?；罨瘜?duì)bFGF和VEGF的反應(yīng)性顯著提高，具體表現(xiàn)為內(nèi)皮細(xì)胞遷移和增殖增加。實(shí)驗(yàn)中局部給予Erk信號(hào)通路上游Mek的抑制劑PD98059能夠完全抑制NF1+/-和WT小鼠對(duì)VEGF和bFGF的血管生成反應(yīng)，提示內(nèi)皮細(xì)胞是抗血管新生治療的潛在靶點(diǎn)[21]。

總之，在神經(jīng)纖維瘤中，腫瘤Schwann細(xì)胞與其激活的肥大細(xì)胞，以及微環(huán)境中其他細(xì)胞成分，分泌多種生長因子和趨化因子，通過重塑細(xì)胞外基質(zhì)、改變內(nèi)皮細(xì)胞功能等復(fù)雜的作用機(jī)制共同促進(jìn)血管新生。其中，不論是NF1基因在Schwann細(xì)胞中的純合性突變或是在其他細(xì)胞成分中的雜合性突變，皆通過不同下游信號(hào)通路的激活，促進(jìn)腫瘤中的血管新生。除上述機(jī)制以外，目前關(guān)于神經(jīng)纖維瘤血管新生的機(jī)制研究仍存在許多空白，未來有待更多研究來為抗血管新生藥物在神經(jīng)纖維瘤中的應(yīng)用提供新思路。

4 抗血管新生靶向治療

神經(jīng)纖維瘤的豐富血供和術(shù)中出血一直是臨床治療中被重點(diǎn)關(guān)注的問題。除了傳統(tǒng)手術(shù)治療，在神經(jīng)纖維瘤靶向藥物的應(yīng)用中，血管新生因其重要的促腫瘤作用也成為研究熱點(diǎn)之一?？寡苄律委煵粌H能夠減少腫瘤的血管密度，縮小腫瘤體積，同時(shí)也可改善異常的血管結(jié)構(gòu)和功能缺陷，增加藥物傳遞[22-24]。因此，抗血管新生靶向藥物可單獨(dú)用藥，或作為增強(qiáng)劑與其他藥物聯(lián)合應(yīng)用發(fā)揮抗腫瘤作用。已有一些抗血管新生藥物在神經(jīng)纖維瘤的臨床前試驗(yàn)中充分顯示出其有效性，目前正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)，這些藥物可能在不久的將來造福于神經(jīng)纖維瘤患者[25-27]。

4.1 抗血管新生藥物分類 腫瘤血管新生的機(jī)制復(fù)雜，抗血管新生藥物的作用靶點(diǎn)和種類繁多，其中大多數(shù)以VEGF信號(hào)通路為靶點(diǎn)。此類藥物可分為3類：(1)阻斷VEGF配體與受體結(jié)合的配體結(jié)合劑，如與VEGF-A結(jié)合的bevacizumab,；(2)通過VEGF受體阻斷信號(hào)傳導(dǎo)的抗體，如與VEGFR2結(jié)合的ramucirumab；(3)阻斷VEGFR1、VEGFR2和VEGFR3激酶活性的酪氨酸激酶抑制劑，如sorafenib。此外，一些以VEGF信號(hào)通路以外的分子為靶點(diǎn)的抗血管生成藥物也已進(jìn)入臨床前和臨床評(píng)估，包括靶向血小板衍生生長因子受體(PDGFR)和成纖維細(xì)胞生長因子受體(FGFR)等靶點(diǎn)的藥物，以及內(nèi)源性、合成的廣譜抗血管生成藥物，例如內(nèi)皮抑素、血管抑素、thalidomide等[28-30]。

4.2 應(yīng)用于神經(jīng)纖維瘤的抗血管新生藥物 隨著基因工程小鼠(GEM)模型的發(fā)展和應(yīng)用，關(guān)于神經(jīng)纖維瘤的臨床前研究大量開展，強(qiáng)大的小鼠模型不僅提供了發(fā)現(xiàn)藥物新治療靶點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，而且還能夠在人體臨床試驗(yàn)之前快速評(píng)估新藥物[31]。雖然目前臨床上沒有可用于神經(jīng)纖維瘤的抗血管新生藥物，但是已有相關(guān)藥物在臨床前實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)中充分顯示其臨床應(yīng)用價(jià)值。例如：沙利度胺的開放性Ⅰ期試驗(yàn)用于治療pNF患者，試驗(yàn)中觀察到在4例接受治療的患者中，腫瘤減小25%[32]；PEG-IFN-α-2b在Ⅱ期臨床試驗(yàn)中用于治療進(jìn)展的pNF患者，與安慰劑組相比，其導(dǎo)致至疾病進(jìn)展時(shí)間延長1倍以上[33]。

表1 抗血管生成藥物在神經(jīng)纖維瘤中的應(yīng)用

4.3 應(yīng)用抗血管新生藥物治療神經(jīng)纖維瘤的問題和挑戰(zhàn) 神經(jīng)纖維瘤是一種具有血管異常改變和惡變潛力的良性腫瘤，應(yīng)用抗血管生成靶向治療具有其特殊性。因此，一些已被FDA批準(zhǔn)作為抗癌藥物，或者在其他疾病的臨床試驗(yàn)中顯示有效的血管生成抑制劑是否對(duì)治療神經(jīng)纖維瘤有效，仍需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證明?？紤]到Ⅰ型神經(jīng)纖維瘤病患者需要長期治療，甚至于生長發(fā)育期進(jìn)行治療，除了有效性之外，較低的局部和全身不良反應(yīng)發(fā)生率以及良好的耐受性也尤為重要。在PEG-IFN-α-2b的Ⅱ期臨床試驗(yàn)中，盡管藥物的有效性得到了證實(shí)，但也有部分患者發(fā)生了需要改變劑量和終止治療的不良反應(yīng)，例如注意力缺陷、多動(dòng)障礙等行為問題的加重疲勞等[33]。此外，耐藥性也是腫瘤抗血管生成治療需要重點(diǎn)考慮的問題，根據(jù)發(fā)生機(jī)制可以分為先天性耐藥和獲得性耐藥[34]。而獲得性耐藥的發(fā)生機(jī)制為腫瘤重新找到了對(duì)治療不敏感的代償通路來驅(qū)動(dòng)血管化，或使腫瘤適應(yīng)了這種低血供的環(huán)境[35]。因此，找到相關(guān)的生物標(biāo)志物來預(yù)測(cè)患者對(duì)藥物的反應(yīng)性，以及探索抗血管生成藥物和抑制NF1下游信號(hào)通路的靶向藥物的聯(lián)合用藥方案，以獲得最佳療效，是未來在研究抗血管新生藥物靶向治療神經(jīng)纖維瘤中需要深入探討的關(guān)鍵問題。

5 結(jié) 語

神經(jīng)纖維瘤的豐富血供、促血管新生因子的高表達(dá)以及不斷增大的生長趨勢(shì)皆提示了血管新生對(duì)于神經(jīng)纖維瘤的重要影響，而抗血管新生藥物在神經(jīng)纖維瘤的相關(guān)研究中也充分顯示出潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值。但是，目前神經(jīng)纖維瘤中血管新生的具體機(jī)制仍未明確，未來還需要更深入的研究以發(fā)掘更多潛在的治療靶點(diǎn)，指導(dǎo)臨床用藥。目前手術(shù)切除是神經(jīng)纖維瘤的主要治療方法，但是相信在不久的將來，抗血管新生靶向藥物將可以為神經(jīng)纖維瘤患者的非手術(shù)治療帶來希望。