靶向血管治疗肿瘤已有30年的历史，近10年来有突飞猛进的发展。

　　一、肿瘤区血管的发生及特点一、肿瘤区血管的发生及特点

　　肿瘤的生长依赖血管供氧、营养及排泄废物，其发生和发展可分为两期：
    (1)无血管期：肿瘤细胞处于休眠状态；
    (2)有血管期：肿瘤细胞分裂生长。

　 1.促使肿瘤由无血管期向有血管期转变的因素：
    (1) 微环境的改变：缺氧，缺营养，pH变酸性，NO升高等。已证明缺氧可上调促血管内皮生长因子(VEGF)、血小板衍生生长因子(PDGF)、胰岛素样生长因子(IGF-Ⅱ)及血管产生素受体(Tie)的表达。
    (2) 基因的改变：有关的基因有p53、H-ras及VHL。当癌变时，突变型p53上调VEGF、碱性纤维母细胞生长因子(FGF-B)；p53突变，野生型减少，内源性抑血管生长因子，凝血栓蛋白（TSP-1）则下调。突变Ras基因也可上调VEGF。
    (3) 肿瘤细胞与内皮细胞的双向旁分泌作用：它们相互释放促生长因子，如肿瘤细胞释放VEGF、PDGF、TGF、FGF-B等，能促血管生长；而内皮细胞释放的胶原酶、尿激酶、溶纤酶原激酶等则破坏基底膜，使内皮细胞移出，便于肿瘤细胞的侵袭和生长。

　 2. 新生血管的形成：
    (1)血管发育：胚胎时期，发生于骨髓干细胞亦即内皮前体细胞。以往认为与出生后的血管新生无关，但最近的研究表明，它也参与了炎症、创伤、肿瘤的新生血管形成。内皮前体细胞的标志为CD34+KDR+，在外周血占1.5%,骨髓占2.5%,脐带血占1.7%。当血管形成时，它们从血中游走至该区而分化生长。
    (2)血管新生：由原有的血管内皮发生，见于创伤、炎症及肿瘤。

　 新生血管的形成经4个步骤：
    (1)血管不连；
    (2)内皮细胞增生；
    (3)内皮细胞移动，出芽；
    (4)三维结构重建，管腔形成并分支。这是一个非常复杂的过程，每一个环节都需要多种因素的相互配合与协调，才能有序的进行。最近，Belotti等提出调控子homeobox在血管内皮细胞表达，并在VEGF的作用下表达升高，它可以调控多种基因在生长及分化中的协同表达。homeobox的10个亚型中有8个（HOXB2、HOXB3、HOXB4、 HOXB5、 HOXB6、 HOXB7、 HOXB8及 HOXB9）都在血管内皮细胞中表达，它们很可能参与血管新生过程。

　　3.新生血管的特点：
     (1)血管生长速度是正常组织的50～200倍。
     (2)在血管形成的复杂过程中，肿瘤细胞是组织者，它能过量表达几种促血管生长因子，分泌多种酶；从细胞外基质中调动血管新生需要的蛋白和酶；征募宿主细胞，如巨噬细胞、淋巴细胞、纤维细胞等，使其分泌促血管生长因子；刺激内皮细胞分泌多种酶。
     (3)内皮细胞高表达和分泌特定因子及酶，并成为特异的标志。
     (4)肿瘤间质及内皮细胞分泌纤溶酶原尿激酶及金属蛋白酶等，破坏基底膜及细胞外基质。整合素（integrinαvβ3及αvβ5）在内皮细胞与间质的作用中起关键作用。没有整合素，内皮细胞脱落，凋亡。

　　二、肿瘤区血管生长调控因子失衡

　　正常组织中促进因子（inducer，stimulator）与抑制因子(inhibitor)平衡，血管处于静止状态，有人称之为休眠。肿瘤发生后，促进因子增多，而抑制因子降低，血管遂增生。

　  （一） 促进因子：

　　促进血管生长的因子有近20种，主要是血管内皮细胞生长因子/血管通透因子(vascular endothelium growth factor，VEGF/VPF)、FGF-B及血管产生素（angiopoietin，Ang）。

　  1.VEGF/VPF：已发现4型，其作用除促进血管通透性、生长、防止血管内皮细胞衰老、凋亡外，有的还作用于淋巴管(表1)。

     表1　VEGF及其受体类型

     2.Ang：产生于内皮细胞及内

表1　VEGF及其受体类型

亚型	表达	受体	受体部位
VEGF	肿瘤，血管	VEGFR-1(Flt-1)	血管，间质细胞
VEGF-B	肿瘤，血管	VEGFR-2(Flk-1/KDR)	血管
VEGF-C	肿瘤，血管	VEGFR-3(Flt-4)	血管，淋巴管
VEGF-D		VEGFR-2，VEGFR-3	血管，淋巴管

皮前体细胞。有两个亚型：Ang-1具促进血管生长作用，也表达于肿瘤细胞；Ang-2抑制血管生长，只表达于内皮细胞。它们的受体都是Tie-1及Tie-2，均为酪氨酸激酶系。如将Tie-2及Ang基因敲除后，则胚胎不能发育而死亡。Ang-1的作用主要在血管管腔形成，而促内皮细胞分裂的作用很弱，不同于VEGF。

　　3.新生血管必需的酶：最主要的是基质金属蛋白酶（MMP）。它依赖锌离子的作用，降解多种细胞外基质成分，其家族中有15个亚型，最主要的有：MMP-1即胶原酶-1，MMP-2是明胶酶-A，MMP-3是基质溶解酶，MMP-9是明胶酶-B。MMP可降解几乎所有的细胞外基质，包括层粘连蛋白、纤维连接蛋白、基底膜、胶原等。肿瘤发生时，MMP增多，降解基质，血管内皮细胞外游。MMP存在于肿瘤周围的纤维母细胞或间质细胞以及血管内皮细胞，受刺激后过表达。

　　4.粘附分子：内皮细胞表达的粘附分子很多，除已知整合素在血管内皮细胞与基质粘附中起重要决定作用外，又发现一种因子，血管调节素（angiomodulin/TAF，AMD），相对分子质量30 000，由培养的膀胱癌细胞上清中发现，编码于mac25基因，与prostacyclin-stimulating factor同源，与Ⅳ型胶原有亲和性，使血管内皮细胞与Ⅳ胶原粘附，已证明富集于多种肿瘤的内皮细胞。体外实验表明，AMD是内皮细胞形成管腔的必需因子，AMD的受体是硫酸肝素蛋白聚糖（proteoglacan）中的20个氨基酸。

　  (二)内源性抑制因子：

　　1.血管抑制素(angiostatin)：由肿瘤细胞产生，相对分子质量38 000，与纤维蛋白溶酶原的一片段98%同源，作用位点为DNA序列中的Kringle 1～4。由肿瘤细胞和巨噬细胞分泌的蛋白酶将纤维蛋白溶酶原裂解后形成。具有较强的抑制血管增生及促凋亡作用，从而抑制肿瘤生长及转移。

　　2.内皮细胞抑制素(endostatin)：由内皮细胞产生，相对分子质量为20 000，为胶原18（collagenXVIII）的C端片段，抑制内皮细胞的生长较血管抑制素更强，其作用依赖锌原子。它所含的锌与蛋白分子比为1：1，作用于细胞微丝fibulin-1及fibulin-2。它在组织中相对分子质量是22 000～38 000，并可分泌入血（120～300 ng/ml）。

　 3.可溶性介质：
    (1)sFlt-1：由内皮细胞产生,是Flt-1跨膜及膜外片段，失去了膜内信号传递部分，但与VEGF及肝素结合可阻止VEGF与血管内皮细胞VEGFR的结合，阻断内皮细胞的增生。转导sFlt-1cDNA的纤维肉瘤及胶质细胞瘤，其成瘤率下降，生长缓慢，移植瘤鼠生存期延长。
    (2)sTie-2：由内皮细胞产生，Tie-2的外显子组成，与Ang-1及Ang-2结合，可抑制Ang-1的自我磷酸化，介导Ang-2的自我磷酸化，使肿瘤内血管减少，肿瘤生长受到抑制。现已构建了ExTeK.6His的病毒载体，静脉给药，小鼠的抑瘤生长率为64%和47%，并降低了转移。为基因治疗打下基础。

　　4.凝血栓蛋白、凝血酶敏感蛋白（thrombospondin，TSP-1，THBS-1）：TSP共有5个亚型，其中TSP-1与TSP-2类同。TSP-1为糖蛋白三聚体，相对分子质量450 000，由正常的纤维细胞、内皮细胞、平滑肌细胞、脑胶质细胞及膀胱上皮细胞等分泌，是一种抑制血管生长因子，因此正常组织中的血管不会增生。而当肿瘤生长时，此因子急剧下降。TSP-1的产生依赖于野生型抑癌基因p53，当癌变时，p53突变，野生型减少，TSP也减少。TSP-1作用于膜受体CD36，并活化Fyn、Src酪氨酸激酶，导致内皮细胞凋亡。一旦TSP-1与CD36结合后，内皮细胞对所有的其他促生长因子都不起反应，包括VEGF和FGF-B等，从而抑制血管的生长、粘附及移动。将此基因转入小鼠，其乳腺的血管较正常鼠少58%。将TSP-1基因转入膀胱细胞癌，肿瘤生长降低6～36倍。

　　根据TSP的作用位点在Ⅰ型蛋白基序，又筛选出了METH-1和METH-2，它们与TSP-1是同一家族，属于ADAM。因其具有金属蛋白酶及凝血栓蛋白的基因片段，故而命名METH（metalloproteinase, thrombospondin）。METH-1与METH-2有49%的同源，METH-1主要表达于卵巢、心脏、乳腺及胎盘，METH-2则高表达于肺及脑。其作用的机理尚不十分清楚。

　 5.巨噬细胞：它产生双向调节因子。
    (1)肿瘤坏死因子-α：促血管增生。
    (2)分泌VEGF：Killie等最近发现，当巨噬细胞与肿瘤细胞Meth-A共培养于胶原纤维上，巨噬细胞才分泌VEGF。
    (3)GM-CSF：诱导纤溶酶原抑制剂（PAI-2）产生。
   (4)白介素12：诱导γ干扰素产生，致IP-10（化学趋向因子）增多，下调VEGF及MMP，抑血管生成。
    (5)分泌血管抑制素：使内皮细胞休眠而非凋亡。
    (6)内皮单核细胞活化多肽-2(EMAP-2)。前三者是正调因素，后三者是负调因素。

　　6.细胞因子：α干扰素可下调FGF-B，并抑制血管内皮细胞移动。最近表明β干扰素也有下调VEGF、FGF-B及Ⅳ型胶原的作用，而且它还上调巨噬细胞NO的产生，以杀伤肿瘤细胞。

　　7.EMAP-2：首先发现于鼠纤维肉瘤细胞的培养上清，相对分子质量34 000，裂解后为22 000（分泌型）。它可增高肿瘤细胞对肿瘤坏死因子(TNF)的敏感性，诱发血栓形成的级联反应。当缺氧时，部分肿瘤细胞也释放此因子。将基因重组的EMAP-2注入瘤内，再给TNF，使对TNF抗性的肿瘤生长受抑。

　　三、抑制血管生长的药物

　　（一）靶的设计：

　　针对血管生长形成的不同阶段，设计药物予以阻断。

　　1. 内皮细胞不长：抑制促生长因子及其受体的结合，阻断信号通道。

　　2. 内皮细胞不爬：抑制降解基底膜的酶活性，以防止内皮细胞移出。

　　3. 内皮细胞不粘：抑制破坏粘附分子，内皮细胞不与基底膜粘附，不能形成管腔。

　　结果：内皮细胞休眠、衰老或凋亡。

　　（二） 临床应用类型：

　　1.特异性者：只对内皮细胞作用，对非内皮细胞无作用，可长期服用，也可用于高危复发人群及高危人群。

　　2.非特异性者：同时对内皮细胞及肿瘤细胞都有作用，只用于短期治疗原发肿瘤。如TNP-470、IL-12、苏拉明、碳氧氨基咪唑(CAI)等。

　 （三） 药物种类：

　 1.抗体类：
    (1)中和VEGF的单克隆抗体，毒素联接抗体。
    (2)抗VEGFR（Flk-1）及KDR抗体，封闭其受体，阻断信号级联传递。
    (3)抗新生血管内皮细胞的单克隆抗体及其基因工程抗体，如BVE-1。
    (4)抗整合素抗体，单抗LM609（Vitaxin）,抗原位点为αvβ3，它可导致血管内皮细胞凋亡，破坏新生血管的形成，使肿瘤消退和预防转移，特别对晚期患者，已在乳腺癌、结肠癌、肺癌及黑色素瘤中得到证实。

　 2. 基因重组类：
    (1)血管抑制素：抑制血管的增生，产生血管休眠及肿瘤细胞凋亡。已构建了病毒载体，真核细胞CHO中表达，证明转导后可抑制血管增生及肿瘤生长（胶质瘤）。在临床Ⅰ期，最大剂量用到100 mg/kg，无副作用。
    (2)内皮抑制素：表达于大肠杆菌及杆状病毒（baculovirus）在昆虫细胞表达，现已在酵母菌中高效表达（15～20 mg/L）。动物长期应用可抑制肿瘤生长及转移。
    (3)血小板α粒蛋白（PF-4）：存在于血小板的α颗粒，具有抗凝血的作用。为去除其抗凝血作用，基因重组的rPF-4-241,有一个突变点，但仍保留了抑血管作用。
    (4)重组白介素12：活化NK细胞、T细胞，所以是免疫介导的杀伤肿瘤细胞作用，同时诱导IFN-γ产生，致IP-10增多，下调VEGF及MMP，抑制新生血管形成。
    (5)信号传导抑制剂：由SUGEN公司生产的SU5416，由于FGF-B、PDGF、VEGF受体Flk-1/KDR及Ang的受体Tie-2都是经酪氨酸激酶传递信号，于是设计了该酶自我磷酸化的抑制剂SU5416。其IC50为20 nmol/L，动物实验对8种移植瘤均有抑制作用。可口服，长效，可用于防止复发。
   (6)干扰素-α2a：下调FGF-B及Ⅳ型胶原，最早用于临床。
   (7)重组VEGF连结毒素，于VEGFR结合后，破坏血管。
   (8)重组可溶性VEGF受体：构建Flk的膜外基因片断，与6个组氨酸连接，EXFlk.6His与VEGF有高亲和力（kd,6nM）,阻断VEGF与血管内皮细胞的受体结合，使内皮细胞休眠。将EXFlk.6His瘤内注射，抑瘤率为75%，血管密度下降50%。   (9)重组RNA：即高亲和性改建RNA核苷酸配体。用SELEX法从RNA库中随机筛选VEGF的拮抗剂。Tomkinson等发现NX31838与VEGF165有高亲和性，再与抗血清核酸酶连接，改构后可防止RNA在血中被降解，再包于脂质体内，延长在血中的半衰期（＞5小时，大鼠），实验证明对小鼠移植横纹肌肉瘤的抑瘤率为80%。aptamer 的优点是不诱发抗体及T淋巴细胞增生。

　 3.化学合成或提取类：
    (1)防止基底膜降解：Marimastat与Bartimastat合成的非蛋白制剂，可与锌离子结合，阻断了MMP的依赖锌作用，为广谱的金属蛋白酶MMT抑制剂，保护基底膜及细胞外基质，阻碍内皮细胞移出及管腔形成，因此是细胞抑制效应，而非细胞毒效应。对肿瘤细胞无作用。临床前研究表明它抑制血管形成，抑制肿瘤（卵巢癌、结肠癌、黑色素瘤及血管瘤）的生长和转移，可长期服用，是一类很有希望的药物。
    (2)烟曲霉素及其衍生物AGM-1470、TNP-470：由曲霉菌属提取，可抑制蛋氨酸氨基肽酶-2活性，增加细胞内NO。同时具有杀伤内皮细胞及肿瘤细胞的作用。由于烟曲霉素有很大的毒副作用，人们进行了化学改构，并命名为AGM-1470、TNP-470。TNP-470的毒副作用大大减低，但可抑制内皮细胞的增生、移动和管腔形成，是细胞抑制效应，而非细胞毒效应；并可抑制细胞周期调控因子依赖激酶，抑制DNA合成及细胞进入G1期。TNP-470是近年来第一个进入临床试用的抑血管药物，最近发现它通过抑制蛋氨酸氨基肽酶-2而抑制免疫细胞，这可能是一个不利的方面。
     (3)戊聚糖（PPS）：含硫酸多聚体、带负电的糖类，通过抑制与肝素结合的多种细胞因子，如VEGF、FGF-B等而产生作用，抑制内皮细胞的移动和管腔形成。由于PPS有较多副作用，现又合成了多种类似的药物，如硫酸多聚体PAMS，大大降低了毒副作用。硫酸肝素蛋白聚糖可视为多种促血管生长因子的细胞表面受体，又是基底膜的关键组成部分，肿瘤细胞侵袭时要分泌肝素酶等裂解硫酸肝素链。因此合成硫酸聚糖可封闭基底膜，使之不被酶降解，又可与肝素结合，从而阻挡了其他与肝素结合的因子的作用。经大量合成药物的筛选，最近又发现了硫酸甘露五糖的较好作用。PPS静脉给药的最大耐受量为每公斤体重3～4 mg。副反应为出血及血小板减少。目前生产了口服PPS，可减轻其副作用。Kaposi肉瘤有效率为28%。
    (4)苏拉明：具双重作用，既可抑制肿瘤细胞增生和内皮细胞移动及增生，又可降低MMP-2（明胶酶A）的活性，保护基底膜。但大剂量有严重的副作用，包括肾衰及凝血异常。近来德国合成了二酚尿素酶，其IC50较苏拉明降低了40倍，很有应用前景。
    (5)抗整合素类药：αvβ3拮抗剂，属于抗整合素家族，基于整合素αvβ3的配体都含有RGD序列（Arg-Gly-Asp），内皮细胞与外基质（包括纤维联接蛋白、纤维原及vitronectin）的粘附也是后者含有RGD序列。含RGD序列的肽进入细胞后，经激活procaspase-3，活化凋亡前体蛋白（pro-apoptotic protein）,导致细胞凋亡。因此，合成或提取含RGD的肽类均属抗整合素家族，可抑制细胞的粘附，抑制血管形成，并致内皮细胞凋亡。已报道的多为蛇毒类药物，如contortrostatin(13 500,二聚体蛋白)、Accutin、Eschistatin、三黄素等，Sheu等比较了抗αvβ3单克隆抗体与蛇毒三黄素的抑血管生长作用，表明三黄素的作用较抗体高20～30倍。
    (6)甲基吡啶酸（picolimic acid）:可下调FGF-B。动物实验证明，在移植瘤同时给药，可100%抑瘤生长，植瘤后10天给药，抑瘤率为90%，血管密度明显降低，且无转移。    (7)CAI：抑制配体刺激的钙离子内流及释放第二信号传递，抑制FGF-B的促血管增生作用，并抑制肿瘤细胞着床。    (8)Neovastat：由软骨提取，可抑制胶原酶活性。

　　四、临床试用

　　（一）进入临床Ⅲ期试用：

　　1.TNP-470：动物试验表明，对胃癌、胶质细胞瘤、横纹肌肉瘤、肺癌、结肠癌、甲状腺癌、肾癌及黑色素瘤均有效，可抑制肿瘤生长及转移。临床Ⅰ期采用动脉或静脉给药，有效剂量为71.25 mg/m2，患者可耐受，半衰期短，需持续静脉给药。临床Ⅱ期表明，对Kaposi肉瘤有效，给药后稳定；1例宫颈癌肿瘤经用药完全消退。目前此药已进入临床Ⅲ期试用。

　　2.Marimastat与Bartimastat：用于结肠癌、小细胞肺癌、乳腺癌、黑色素瘤及血管瘤，Bartimastat腹腔注射给药，最大剂量为1 000 ng/ml，副反应主要是恶心、呕吐及心动过缓。Marimastat可口服，口服800 mg无任何毒副作用，一般剂量患者可耐受，大剂量时副反应为消化道溃疡及出血、体重下降、个别的血栓形成、肌肉坏死。现定为25 mg/次，每天2次，副反应是肩周炎。正在美国及欧洲多中心验证。

　　3.干扰素α2a：历史上第一个应用于临床，主要用于治疗儿童的致命性血管瘤，可使90%(18/20)的肿瘤消退。成人用时毒性大，应控制使用。

　 （二）进入临床Ⅱ期试用：

　　1.内皮抑制素：临床Ⅰ期试用，患者可耐受。

　　2.血小板4因子：大剂量无副反应，患者可耐受。对12例Kaposi肉瘤患者行瘤内注射，57%肿瘤缩小。也用于肾癌及黑色素瘤。其最大的缺点是半衰期太短，需要长时间的静脉注射。

　　3.CAI：主要副反应为恶心、呕吐及厌食。临床Ⅱ期主要用于肿瘤复发的晚期患者，49%病情稳定。

　　4.白介素-12：临床Ⅱ期用于治疗肾癌，但多次大剂量时，有2例患者发生多器官衰竭而死亡。鉴于全身应用毒副反应大，改为瘤内注射，效果较好。最近将重组白介素-12导入纤维母细胞，再移植给黑色素瘤患者，50%肿瘤缩小。

　　5.酞胺哌啶酮、反应灵及其同类物：临床Ⅰ期时毒性大，属控制使用。临床Ⅱ期主要用于前列腺癌、乳腺癌、胶质细胞瘤及Kaposi肉瘤。

　　6.Neovastat：1996年起在加拿大临床应用，口服，20 mg/kg，无副作用。Ⅱ期临床用于肺癌、乳腺癌及前列腺癌，最长的用了18个月，无副作用，肿瘤稳定。

　　靶向血管治疗肿瘤是可行的，其优点是：
     (1)内皮细胞基因稳定，无变异。
     (2)不产生耐药性，肿瘤复发时给药仍有效。
     (3)毒副作用少，可长期用药。
     (4)一种药物可用于多种肿瘤，甚至白血病。
     (5)可多种抗血管药物共用，也可与其他药物共用。随着对血管形成机理的深入研究，将有更多的新药开发出来，其前景十分广阔。