血管生成抑制劑治療腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的研究進(jìn)展

張俊杰 綜述 段虎斌 審校

山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院神經(jīng)外科，山西 太原 030001

膠質(zhì)瘤起源于大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)的膠質(zhì)細(xì)胞，是最常見的原發(fā)性顱內(nèi)腫瘤，約占所有腦腫瘤的27%和原發(fā)性惡性腦腫瘤的80%。根據(jù)2021 年世界衛(wèi)生組織(World Health Organization，WHO)發(fā)布的中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類標(biāo)準(zhǔn)，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(IDH 野生型)是所有神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤疾病中最致命的疾病之一[1]，其特征包括巨噬細(xì)胞主導(dǎo)的免疫抑制、特殊腫瘤微環(huán)境、突出的侵襲與血管生成能力。近年來腫瘤切除技術(shù)、放射治療和化療策略方面均取得突出進(jìn)展，但遺憾的是目前膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(glioblastoma，GBM)患者的總體預(yù)后仍不理想，總體中位生存期約為16個(gè)月[2]，如何更有效地抑制GBM 進(jìn)展始終是顱腦腫瘤治療領(lǐng)域的一項(xiàng)重大課題。

誘導(dǎo)血管生成是腫瘤經(jīng)典的標(biāo)志[3]。在過去幾年中，中和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)生物學(xué)效應(yīng)、靶向血管生成的治療方法已經(jīng)在多種腫瘤治療中應(yīng)用并取得了令人滿意的結(jié)果。貝伐單抗(Bevacizumab)是一種用于中和人類VEGF 的人源化單克隆抗體，美國(guó)食品和藥物管理局(Food and Drug Administration，F(xiàn)DA)2017 年全面批準(zhǔn)貝伐單抗治療復(fù)發(fā)性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤。貝伐單抗是第一個(gè)針對(duì)GBM 患者的治療藥物，有明確的證據(jù)表明其可長(zhǎng)期維持GBM 患者的生存狀態(tài)與生活質(zhì)量。貝伐單抗治療GBM 的首次臨床試驗(yàn)是2009 年的“AVF3708g/BRAIN”和“NCI 06-C-0064E”二期試驗(yàn)。在試驗(yàn)中，貝伐單抗單藥或聯(lián)合伊立替康治療GBM的客觀有效率為28%~40%，6個(gè)月無進(jìn)展生存率(progression-free survival，PFS)為40%~50%，與較高的歷史對(duì)照組相比改善顯著，但總體生存率(overall survival，OS)無改善(為38%~40%)。然而，在這些研究中患者的PFS 益處并沒有轉(zhuǎn)化為實(shí)際OS 益處。最新的臨床實(shí)驗(yàn)報(bào)告發(fā)現(xiàn)，貝伐單抗應(yīng)用于進(jìn)行性GBM 時(shí)患者的總存活率未得到改善，但流行病學(xué)數(shù)據(jù)表明GBM 患者中位生存期增加[4-5]。此外，顱腦腫瘤的進(jìn)展往往伴隨著中樞神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)一步受到侵犯和破壞，必然帶來神經(jīng)系統(tǒng)功能的惡化，因此延長(zhǎng)患者PFS 的治療對(duì)其神經(jīng)系統(tǒng)功能的完整性和生活質(zhì)量仍有重要意義。本文就貝伐單抗的抗腫瘤機(jī)制、治療GBM的進(jìn)展與困境等進(jìn)行綜述，旨在為膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的臨床治療提供有價(jià)值的借鑒。

1 貝伐單抗能顯著抑制膠質(zhì)母細(xì)胞瘤血管生成

GBM具有強(qiáng)大的血管生成能力，這與VEGF等促血管生成因子過度表達(dá)有關(guān)。VEGF是內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)的有效刺激因子，對(duì)血管生理性和病理性生長(zhǎng)具有重要調(diào)控作用。VEGF與受體結(jié)合后可激活血管內(nèi)皮細(xì)胞，使內(nèi)皮細(xì)胞基底膜和細(xì)胞外基質(zhì)發(fā)生降解并被重塑，內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生遷移和增殖進(jìn)而形成特殊的內(nèi)皮管狀結(jié)構(gòu)。最后，在新形成的內(nèi)皮管及其壁細(xì)胞(周細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞)周圍形成成熟的血管基底膜，從而形成穩(wěn)定的新血管。

貝伐單抗能夠結(jié)合VEGF 并中和其生物學(xué)效應(yīng)，可明顯降低GBM 血管增殖水平，誘導(dǎo)血管正?；p少腫瘤沿新生血管侵襲與遷移。貝伐單抗還可減少GBM 患者后續(xù)治療中對(duì)類固醇類藥物的依賴。類固醇用于治療GBM 患者的腦水腫，但具有多種潛在的副作用。在“EORTC 26101”試驗(yàn)中使用貝伐單抗治療的患者完全停止使用類固醇的比例為23%，高于對(duì)照組的12%[6-7]。這可能是由于貝伐單抗促進(jìn)血管內(nèi)皮修復(fù)，降低血管通透性，因而減少了血管源性腦水腫的發(fā)生。

2 貝伐單抗在治療膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中的耐藥性機(jī)制

大多數(shù)GBM患者在接受貝伐單抗治療的初期可以獲得治療益處，但后期總會(huì)出現(xiàn)病情的進(jìn)展或復(fù)發(fā)，這與GBM 對(duì)抗血管生成治療產(chǎn)生耐藥性相關(guān)。因此，了解GBM 對(duì)血管生成抑制劑產(chǎn)生耐藥的潛在機(jī)制十分必要。

2.1 膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的免疫腫瘤微環(huán)境 抗血管生成治療最初的目的是通過切斷營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)來餓死腫瘤[8]。然而，血管破壞后的嚴(yán)重缺氧和營(yíng)養(yǎng)限制具有促腫瘤作用。低劑量的抗血管生成治療可能會(huì)阻斷腫瘤血管并出現(xiàn)短暫的血管正?；?，并帶來即時(shí)的抗腫瘤益處。而相對(duì)高劑量時(shí)則會(huì)增加腫瘤微環(huán)境中的缺氧和酸中毒，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞自噬并減少抗腫瘤藥物的傳遞[9]。缺氧還會(huì)進(jìn)一步助長(zhǎng)缺氧誘導(dǎo)因子(hypoxia inducible factor，HIF)介導(dǎo)的功能失調(diào)的血管生成，并通過誘導(dǎo)生成基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloprotein，MMP，包括MMP-2 及MMP-9)[10]和相關(guān)促侵襲性旁分泌因子從而驅(qū)動(dòng)腫瘤細(xì)胞的侵襲[11]。功能失調(diào)的血管生成還可促進(jìn)GBM 細(xì)胞的干細(xì)胞樣表型。膠質(zhì)母細(xì)胞瘤干細(xì)胞(glioblastoma stem cells，GSC)能釋放大量VEGF 和其他促血管生成因子[12]，促進(jìn)腫瘤血管化的同時(shí)抑制細(xì)胞毒性T細(xì)胞的增殖和功能，進(jìn)一步加強(qiáng)免疫抑制微環(huán)境[13-14]。

2.2 旁路途徑代償性激活與血管共選擇 研究發(fā)現(xiàn)VEGF-A 通路被有效抑制后GBM 可經(jīng)多種方式重新激活血管生成，主要包括：(1)上調(diào)VEGF-A 或VEGF家族的替代成員(例如VEGF-C)；(2)代償性激活替代促血管生成途徑如胎盤生長(zhǎng)因子途徑、趨化因子受體途徑、腫瘤生長(zhǎng)因子途徑[15]、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子途徑[16]，上述旁路途經(jīng)的激活還會(huì)使腫瘤細(xì)胞的生物學(xué)行為更加惡劣。血管共選擇是指腫瘤細(xì)胞直接侵犯并利用預(yù)先存在的非惡性組織的血管系統(tǒng)，固屬于非血管生成過程，目前已在多種腫瘤中觀察到這一過程。通過這種方式，腫瘤可以利用已存在的血管來滿足它們的新陳代謝需求，進(jìn)而對(duì)抗血管生成治療產(chǎn)生抗性[17-19]。此外，GBM細(xì)胞還可以通過細(xì)胞模擬血管生成、腫瘤干細(xì)胞分化產(chǎn)生的血管生成、將一條血管分裂成多條血管(血管套疊)等方式實(shí)現(xiàn)腫瘤高度血管化[20]。

2.3 貝伐單抗復(fù)雜的作用機(jī)制 傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，貝伐單抗對(duì)癌細(xì)胞并非具有直接的細(xì)胞毒性，而是靶向腫瘤微環(huán)境，依靠癌細(xì)胞、正常細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)之間的復(fù)雜相互作用來誘導(dǎo)細(xì)胞抑制。因此，貝伐單抗對(duì)GBM 腫瘤類型和微環(huán)境表現(xiàn)為特異性，對(duì)于GBM某些特定亞群的治療可能無明顯益處[21]。

3 克服血管生成抑制劑耐藥性的探索

如何克服血管生成抑制劑的耐藥性一直是GBM抗血管生成治療的一項(xiàng)重大課題，近年來關(guān)于GBM抗血管生成治療的方法取得很多進(jìn)展。

3.1 開發(fā)新型血管生成抑制劑 研究顯示，貝伐單抗作為單一療法未能提高GBM 患者生存率，需要與化療等聯(lián)合[20]。針對(duì)GBM 對(duì)單純血管生成抑制的補(bǔ)償能力，使用不同的血管抑制療法組合可能效果更好。因此，研發(fā)新型血管生成抑制劑是十分必要的。近年來，多種新型抗血管生成藥物也處于臨床開發(fā)的不同階段。阿柏西普(Aflibercept，也稱為VEGF-trap)，是一種重組融合蛋白，可與循環(huán)中的VEGF-A 和VEGF-B 以及胎盤生長(zhǎng)因子結(jié)合，并抑制其與VEGF受體和下游信號(hào)的結(jié)合[22]。應(yīng)用于復(fù)發(fā)性惡性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的Ⅱ期試驗(yàn)顯示PFS6 改善率為7.7%。但該項(xiàng)試驗(yàn)由于嚴(yán)重的毒性反應(yīng)導(dǎo)致了較高的退出率[23]。酪氨酸激酶抑制劑(tyrosine kinase inhibitors，TKIs)是針對(duì)一個(gè)或多個(gè)酪氨酸激酶受體的小分子，可通過抑制細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)而抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。此外，舒尼替尼、索拉非尼、帕唑帕尼等TKIs還以VEGFR 為靶點(diǎn)，可以作為腫瘤抗血管生成治療的新方法。然而此類藥物如舒尼替尼、索拉非尼、帕唑帕尼等用于治療GBM的研究卻并未取得理想的結(jié)果[24-26]。蘇拉單抗(Suramab)是兩種抗血管生成藥物蘇拉明(Suramin)和貝伐單抗(Bevacizumab)的組合。蘇拉明和貝伐單抗在聯(lián)合使用時(shí)顯示出高度的協(xié)同效應(yīng)，比單劑量貝伐單抗或蘇拉明產(chǎn)生的作用強(qiáng)度更大，持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。研究表明，在小鼠結(jié)直腸癌中蘇拉單抗可顯著降低腫瘤生長(zhǎng)，在兔角膜血管生成模型中蘇拉單抗可顯著降低新生血管生成[27]。因此蘇拉單抗可作為抑制GBM 生長(zhǎng)和侵襲的潛在治療藥物，但尚未有相關(guān)的試驗(yàn)研究[28]。西倫吉肽(Cilengitide)是整合素αvβ3和αvβ5的拮抗劑，可增加血管穩(wěn)定性。一項(xiàng)與新診斷GBM 的標(biāo)準(zhǔn)治療相結(jié)合的研究顯示其并不能改善GBM 患者PFS 或OS[29]。曲巴尼(Trebananib，又稱AMG386)是一種與Fc 免疫球蛋白融合的肽，可抑制血管生成素(angiogenin，ANG)配體與其受體相互作用。與貝伐單抗聯(lián)合治療復(fù)發(fā)性GBM患者的Ⅱ期研究顯示對(duì)預(yù)后無改善[30]。甲氟喹是用于防治瘧疾的藥物，有研究發(fā)現(xiàn)它能抑制乳腺癌、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤等多種腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)并誘導(dǎo)其死亡。有研究表明甲氟喹能以溶酶體破壞依賴性方式抑制膠質(zhì)母細(xì)胞瘤微血管內(nèi)皮細(xì)胞(glioblastoma microvascular endothelial cell，GMEC)分化和毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)的形成，從而抑制膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的血管生成[31]。甲氟喹聯(lián)合替莫唑胺治療膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的研究已經(jīng)開展并初步取得預(yù)期的成果[32]。

3.2 聯(lián)合治療

3.2.1 聯(lián)合免疫療法 最新的研究發(fā)現(xiàn)，VEGF在GBM 腫瘤微環(huán)境中具有額外的血管生成非依賴性作用，包括：(1)激活VEGFR-1信號(hào)傳導(dǎo)促進(jìn)癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲；(2)激活VEGF-A/neuropilin-1 通路及VEGFR-2/STAT3 信號(hào)傳導(dǎo)促進(jìn)干細(xì)胞形成；(3)與多種免疫細(xì)胞中的VEGFR作用促進(jìn)腫瘤免疫抑制微環(huán)境[33-36]。其中關(guān)于VEGF 誘導(dǎo)免疫抑制的作用受到了廣泛的關(guān)注。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)VEGF信號(hào)通過引起異常造血、影響樹突狀細(xì)胞和T細(xì)胞的成熟和功能、抑制活化T細(xì)胞的運(yùn)輸和存活等方式引起免疫抑制。貝伐單抗與免疫檢查點(diǎn)抑制劑的組合最近已被批準(zhǔn)用于非小細(xì)胞肺癌，并且在治療肝細(xì)胞癌方面也顯示出臨床益處，是治療GBM的一種可行的新方案。

3.2.2 聯(lián)合多種血管生成抑制劑 血管生成素-2 (angiogenin-2，ANG-2)是腫瘤血管生成的另一個(gè)參與者。ANG-1 是一種穩(wěn)定血管的分子。ANG-2可拮抗ANG-1 的作用從而增加血管不穩(wěn)定性[37]。有關(guān)于GBM的臨床研究表明，當(dāng)腫瘤對(duì)抗VEGF產(chǎn)生耐藥性時(shí)，ANG-2水平升高。小鼠GBM模型顯示，與單獨(dú)抑制VEGF相比，雙重抑制VEGF 和ANG-2 可使血管系統(tǒng)正常化并減少腫瘤生長(zhǎng)[38-39]。有報(bào)道稱標(biāo)準(zhǔn)治療(放療聯(lián)合替莫唑胺化療)結(jié)合血管緊張素系統(tǒng)抑制劑治療可改善GBM 患者的臨床預(yù)后，但需要進(jìn)一步的前瞻性試驗(yàn)來驗(yàn)證這些觀察結(jié)果[40]。Perryman 等[41]將血管緊張素Ⅱ受體2 型(angiotensin type 2 receptor，AT2R)拮抗劑EMA 401 應(yīng)用于GBM 的原位異種移植模型，發(fā)現(xiàn)腫瘤體積減少、增殖受到抑制，腫瘤細(xì)胞凋亡增加。

3.2.3 聯(lián)合腫瘤電場(chǎng)療法 腫瘤電場(chǎng)療法(tumor treating fields，TTFields)是一種非侵入性抗癌療法，利用中頻交變電場(chǎng)靶向有絲分裂活躍的癌細(xì)胞，導(dǎo)致有絲分裂停滯和細(xì)胞死亡[42]。目前腫瘤電場(chǎng)療法已獲得FDA批準(zhǔn)用于成人復(fù)發(fā)性GBM和成人新診斷GBM。Stupp 等[43]在EF-14 隨機(jī)Ⅲ期臨床試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)替莫唑胺(Temozolomide，TMZ)聯(lián)合TTFields 治療組患者中位生存期顯著長(zhǎng)于單用TMZ 組，且兩組的全身不良反應(yīng)發(fā)生率沒有顯著差異。Toms 等[44]分析的結(jié)果提示增加TTFields 治療的依從性是改善GBM生存率的獨(dú)立預(yù)后因素。腫瘤電場(chǎng)療法聯(lián)合放療、TMZ、抗血管生成等多種組合用于GBM 的研究目前正在進(jìn)行[45]。

4 結(jié)語

在臨床應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)貝伐單抗等血管生成抑制劑可能引起胃腸道穿孔、出血、高血壓、延遲傷口愈合等顯著的不良反應(yīng)以及相關(guān)的耐藥性[46]，但隨著腫瘤抗血管生成療法的不斷成熟以及醫(yī)療科技的不斷創(chuàng)新，這些問題都有望得到解決，GBM抗血管生成療法將得到持續(xù)優(yōu)化。