王樹楹,呂 梅,杜翠萍,吳麗華,姚藝文

(1.大連市第六人民醫(yī)院 耳鼻咽喉科,遼寧大連 116001;2.大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 耳鼻咽喉科,遼寧 大連 116011)

血管生成與喉癌侵襲、轉(zhuǎn)移的研究進(jìn)展

王樹楹1,呂 梅2,杜翠萍2,吳麗華2,姚藝文2

(1.大連市第六人民醫(yī)院 耳鼻咽喉科,遼寧大連 116001;2.大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 耳鼻咽喉科,遼寧 大連 116011)

新生毛細(xì)血管的形成,對喉癌腫瘤細(xì)胞本身的增殖和生長是必不可少的,同時(shí)也是腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移的必要條件。在腫瘤血管形成的機(jī)制中血管生成調(diào)節(jié)因子起著關(guān)鍵作用,這些因子能夠控制血管生成發(fā)生、發(fā)展以及終止過程,并作為抗血管生成治療的分子靶點(diǎn)受到關(guān)注。本文綜述了比較重要的幾種細(xì)胞活性因子：血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)、整合素、血管生成素等在喉癌血管生成方面的臨床意義。

血管生成;喉癌;細(xì)胞因子

喉部惡性腫瘤是中國常見的惡性腫瘤之一,它嚴(yán)重威脅著人們的生命健康。喉部惡性腫瘤的發(fā)病率約為全身惡性腫瘤的 1%～5%。在耳鼻咽喉的惡性腫瘤中,國內(nèi)各地統(tǒng)計(jì)約占 7.9%～35%不等,中國北方為高發(fā)地區(qū)。近年來,喉癌的發(fā)病率有明顯增加的趨勢[1]。喉癌的浸潤和轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤的基本生物學(xué)特性,也是惡性腫瘤預(yù)后較差的原因,是引起病人死亡的重要因素。腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移是一個(gè)多步驟、多因素參與的極其復(fù)雜的過程。大量的研究結(jié)果證實(shí),新生毛細(xì)血管的形成,對原發(fā)腫瘤細(xì)胞本身的增殖和生長是必不可少的,同時(shí)也是腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移的必須條件。

1 腫瘤血管生成的機(jī)制與調(diào)控

血管生成過程包括內(nèi)皮細(xì)胞(Endotheliocyte,EC)趨化、移動、增殖、管腔結(jié)構(gòu)的形成及血管平滑肌細(xì)胞等血管周圍細(xì)胞的移入、粘附至內(nèi)皮層進(jìn)而形成完整的血管壁,再經(jīng)重塑形成成熟的血管系統(tǒng)等。血管生成有兩種方式：①發(fā)芽性血管生成,即內(nèi)皮細(xì)胞降解細(xì)胞外基質(zhì),并通過趨化移動、增殖,形成新的管腔。②非發(fā)芽性血管生成,是已存在的血管通過分裂的方式或相鄰血管通過融合成為新的血管。腫瘤誘發(fā)血管生成的特點(diǎn)：當(dāng)腫瘤直徑≤3 mm時(shí),腫瘤細(xì)胞間通過彌散作用取得營養(yǎng),此時(shí),不產(chǎn)生血管生長因子,且很少發(fā)生轉(zhuǎn)移。當(dāng)腫瘤直徑 ＞3mm時(shí),必須需要新生血管來提供充足的血液,此時(shí),腫瘤誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生血管生長因子,從而使內(nèi)皮細(xì)胞分裂加快,血管增生,腫瘤得以長大。但當(dāng)腫瘤組織新生血管被阻斷時(shí),即使是巨大的腫瘤也會被抑制[2]。因此,抗血管生成在腫瘤的治療中已成為引人注目的靶點(diǎn)。在腫瘤血管形成的機(jī)制中血管生成調(diào)節(jié)因子起著關(guān)鍵作用。這些因子能夠控制血管生成的發(fā)生、發(fā)展以及終止過程,并作為抗血管生成治療的分子靶點(diǎn)受到關(guān)注。腫瘤血管形成的調(diào)控分為正調(diào)控和負(fù)調(diào)控[3]。當(dāng)正調(diào)控因素增加或負(fù)調(diào)控因素減弱時(shí),將促進(jìn)腫瘤的生長與轉(zhuǎn)移;反之,抑制腫瘤的生長與轉(zhuǎn)移。

2 腫瘤血管生成相關(guān)因子與喉癌

2.1 血管內(nèi)皮生長因子

目前,已發(fā)現(xiàn)具有直接或間接地促進(jìn)血管新生作用的因子有多種。已報(bào)道的與血管生長有關(guān)的生長因子有 30多種,誘導(dǎo)腫瘤血管生成。其中,血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)是目前所知道的最強(qiáng)的直接作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞的生長因子,它是一種廣泛存在的內(nèi)皮細(xì)胞的特異性因子。在腫瘤生長過程中,通過與受體的結(jié)合,VEGF的作用表現(xiàn)為：①增強(qiáng)血管內(nèi)皮細(xì)胞有絲分裂和遷移;②增加血管尤其是微小血管的滲透性;③促淋巴管形成及腫瘤淋巴轉(zhuǎn)移[4]。目前的研究表明,VEGF促進(jìn)新生血管生成的可能機(jī)制有：①通過活化磷酸酯酶 C和刺激第二信使的形成來直接促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的有絲分裂;②在核酸和蛋白水平誘導(dǎo)纖維蛋白溶解酶原活化物的表達(dá),參與細(xì)胞外蛋白水解和基底膜的降解,有利于血管內(nèi)皮細(xì)胞的遷移和增生;③增加血管通透性,造成纖維蛋白原等血漿蛋白的外滲,形成血管內(nèi)皮細(xì)胞生長的必須基質(zhì) -纖維蛋白凝膠[4]。

研究發(fā)現(xiàn)[5],聲門上型喉癌組織中 VEGF的表達(dá)水平高于聲門型,這為解釋聲門上型癌較聲門型癌易擴(kuò)散提供了分子生物學(xué)依據(jù)。可能與聲門上區(qū)淋巴管和血管分布密度較高有關(guān)。另外,VEGF的表達(dá)還與喉鱗癌的臨床分期及組織分化程度相關(guān)：晚期喉癌組織中 VEGF的表達(dá)高于較早期喉癌,分化差者高于分化較好者。以上表明,喉癌組織分化程度越低,細(xì)胞分泌 VEGF的能力越強(qiáng);腫瘤越晚期需要越多的血管提供營養(yǎng)。

2.2 基質(zhì)金屬蛋白酶

腫瘤浸潤的另一關(guān)鍵步驟是發(fā)生了癌細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)(extra cellular matrix,ECM)的異質(zhì)性粘附,并降解 ECM?；|(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)是降解ECM的主要酶類。1980年,Liotta等首先報(bào)道了MMPs在癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移中的作用。MMPs在癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移中的意義在于通過破壞基質(zhì)的降解平衡而促進(jìn)癌細(xì)胞突破基底膜和細(xì)胞外基質(zhì)構(gòu)成的組織化學(xué)屏障,還可通過促進(jìn)癌細(xì)胞血管外侵襲滲透形成遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,并對腫瘤支持血管的形成具有重要作用。MMPs降解 ECM及血管基底膜的作用,使得血管內(nèi)皮細(xì)胞能繁殖并向腫瘤方向發(fā)展,以“發(fā)芽”的方式從原有的血管發(fā)出新的分支,并且在血管形成后期重塑基底膜和管腔的過程中發(fā)揮作用[6]。此外,MMP還能調(diào)節(jié)血管活性因子的活性,從而影響血管生成。例如 MMP能激活潛伏形式的轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF2β),通過降解基質(zhì)成分,釋放出與基質(zhì)成分結(jié)合的堿性成纖維生長因子(bFGF)和血管內(nèi)皮生長因子(VEGF),通過降解血管基底膜而釋放出膜結(jié)合的腫瘤壞死因子α(TNF2α)。上述均為血管生成的促進(jìn)因子[7]。

喉癌的浸潤與轉(zhuǎn)移和其它惡性腫瘤一樣并非某單一 MMP起作用,而是多種 MMP共同起作用的結(jié)果。其中 MMP-1在喉癌中表達(dá)較常見,被認(rèn)為在喉癌浸潤和轉(zhuǎn)移中起著重要的作用。喉癌的癌前病變和原位癌中,MMP-2在病變組織中隨著組織癌變的加重而表達(dá)增多[8]。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),根據(jù) MMP-9在不同 T分級及有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者中積分情況可以看出,淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者 MMP-9明顯高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者,而與腫瘤位置及病理分級無關(guān)[9]。

2.3 粘附因子

血管生成過程中需要 EC與 ECM間、EC與 EC間及 EC與其它周圍細(xì)胞間的相互作用。這種作用是由粘附因子完成的。整合素是介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)、細(xì)胞間粘附作用的主要因子。整合素在腫瘤進(jìn)展中的作用可能具有兩重性[10],腫瘤發(fā)生早期整合素表達(dá)降低可致瘤細(xì)胞與基底膜或 ECM成分的粘附作用減弱,從而有利于腫瘤在局部生長與擴(kuò)散;瘤細(xì)胞進(jìn)人血循環(huán)后,整合素表達(dá)增高有利于瘤細(xì)胞粘附于血管內(nèi)皮繼而定位增殖。在腫瘤血管新生的過程中起著不可缺少的作用,在體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中,整合素表達(dá)在血管內(nèi)皮細(xì)胞的有腔面和無腔面,介導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞的遷移和毛細(xì)血管管腔的形成。Soldi R等[11]研究發(fā)現(xiàn),αVβ3介導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞與 ECM之間的粘附對 VEGFR-2的激活至關(guān)重要,從而促進(jìn)血管的生成。研究發(fā)現(xiàn),在頭頸部鱗癌中整合素α6、β4的表達(dá)較正常細(xì)胞增加,特別是在喉癌病理切片和建株的喉癌細(xì)胞,整合素 α6、β4的高表達(dá)及極性消失與腫瘤的高侵襲性和復(fù)發(fā)密切相關(guān)[12]。人喉癌 Hep-2和AMC-HN-8細(xì)胞株均表達(dá)較高的整合素 α6、β4。利用 α6、β4特異性單抗封閉喉癌細(xì)胞表面的 α6、β4后可抑制腫瘤細(xì)胞的粘附與浸潤[13]。

2.4 其 它

血管生成素(Angiopoietins,Ang)是一種新發(fā)現(xiàn)的調(diào)節(jié)血管生成的重要信息途徑。Ang-1吸引血管平滑肌細(xì)胞、周細(xì)胞等血管周圍細(xì)胞包圍,支持內(nèi)皮細(xì)胞,促進(jìn)血管重塑、成熟,維持血管的完整性和調(diào)節(jié)血管功能[14]。Ang-2分解血管內(nèi)皮細(xì)胞與周圍支持細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)的聯(lián)系,破壞血管的完整性,并通過提高內(nèi)皮細(xì)胞及其周圍支持細(xì)胞的活性,使得 Ang-1和VEGF誘導(dǎo)的血管生成發(fā)揮作用,誘導(dǎo)新生血管的生成[15]。大量研究證實(shí) Ang-2在富血管的腫瘤中表達(dá)上調(diào)。并且 Ang-2在腫瘤中的表達(dá)與腫瘤的血管生成、侵襲、轉(zhuǎn)移潛能及不良的預(yù)后關(guān)系密切[16]。Ang-1,2在喉鱗狀細(xì)胞癌中的高表達(dá)可能在腫瘤進(jìn)展過程中起了重要的作用,與腫瘤血管的形成關(guān)系密切。其中 Ang-2與 VEGF共同作用促進(jìn)腫瘤血管的形成[17]。

內(nèi)皮細(xì)胞的另一酪氨酸激酶受體 EphB4(屬于Eph受體家族,由靜脈內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生),與其配體EphinB2(由動脈內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生)對血管生成也起重要作用。有研究證明,EphB4可刺激細(xì)胞遷移和增殖,在血管生成中有重要的作用。Ephrin配體通過雙相信號途徑與鄰近內(nèi)皮細(xì)胞上的 Eph受體相互作用促進(jìn)了血管內(nèi)皮細(xì)胞的芽生、遷移、增殖和管腔形成[18],EphB4可上調(diào)血管內(nèi)皮生長因子 VEGF的表達(dá),VEGF可以通過自分泌和旁分泌促進(jìn)血管生成[19]。Uttam等[20]發(fā)現(xiàn) EphB4在所有頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的腫瘤標(biāo)本和轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)都有表達(dá),EphB4的蛋白表達(dá)水平和基因擴(kuò)增在腫瘤的低分化(Ⅲ或Ⅳ)高于高分化(Ⅰ或Ⅱ)。在喉癌組織中,EphB4與 EphrinB2蛋白高表達(dá)組的平均間質(zhì)微血管密度(MVD)值明顯高于低表達(dá)組,說明 EphB4與 EphrinB2在喉癌的發(fā)生和演進(jìn)過程中起著重要的作用,并與腫瘤血管密切相關(guān)。

3 展 望

轉(zhuǎn)移是影響患者生命和治療效果的主要原因。應(yīng)用多種抗體檢測腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)基因表達(dá),提供較全面的信息,有助于判斷腫瘤的轉(zhuǎn)移潛能,使臨床醫(yī)師能夠合理選擇干預(yù)治療,避免不必要的輔助治療。一些腫瘤轉(zhuǎn)移因子特異性抑制劑的開發(fā),將為臨床控制腫瘤轉(zhuǎn)移開辟新的治療前景。

目前,抗血管生成治療作為不同于常規(guī)抗腫瘤治療的新策略,已成為腫瘤研究的熱點(diǎn)之一。抑制腫瘤血管生成,可望成為阻斷腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移的重要手段之一。微血管的增多可能會增強(qiáng)腫瘤的惡性程度,而微血管的減少提示腫瘤抗血管治療的敏感性增強(qiáng)。腫瘤血管生成相關(guān)因子表達(dá)的調(diào)控機(jī)制、在血管形成過程的作用以及它們之間的關(guān)系是今后研究中應(yīng)該關(guān)注的重點(diǎn),這些研究將有助于發(fā)展針對于喉癌等惡性腫瘤的抗血管療法和策略。

[1]黃選兆,汪吉寶.實(shí)用耳鼻咽喉科學(xué)[M].北京：人民衛(wèi)生出版社,1998.

[2]McNamara DA,Harmey JH,Walsh TN,et al.Significance of angiogenesis in cancer therapy[J].Br JSurg,1998,85：1044-1055.

[3]Bussolino F,Mantovani A,Persico G,etal.Molecularmechanisms of blood vessel formation[J].Trends Biochem Sci,1997,22：251-256.

[4]宣鳴,溫玉明.血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子與腫瘤[J].國外醫(yī)學(xué)口腔醫(yī)學(xué)分冊,1998,25(2)：99-102.

[5]曹曉林,吳正虎.VEGF和 TIMP-2蛋白在喉癌中的表達(dá)及其臨床意義[J].中國眼耳鼻喉科雜志,2008,5：144-147.

[6]EgebladM,Werb Z.New functions for the matrixmetallop roteinases in cancer progression[J].Nat Rev Cancer,2002,2(3)：161-174.

[7]Pepper MS.Role of thematrixmetallop roteinaseand p lasminogen activator-p lasmin systems in angiogenesis[J].Arteroscler Thromb Vasc Biol,2001,21(7)：1104-1117.

[8]劉業(yè)海.基質(zhì)金屬蛋白酶與喉癌、下咽癌的浸潤轉(zhuǎn)移[J].國外醫(yī)學(xué)耳鼻咽喉科學(xué)分冊,2003,1：23-26.

[9]孫樹軍,劉清明,張愛玲,等.真核細(xì)胞翻譯起始因子 4E及基質(zhì)金屬蛋白酶 -9在聲門上喉癌和下咽癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)中的表達(dá)[J].臨床耳鼻咽喉科雜志,2006,12,1117-1119.

[10]Hood JD,Cheresh DA.Role of integrins in cell invasion and migration[J].Nat Rev Cancer,2002(2)：91-100.

[11]SoldiR,Mitola S,Strasly M,etal.Role of alphavbeta3 in tegrin in theactivation of vascu lar endothelial grow th factor receptor-2[J].EMBO J,1999,18(4)：882-892.

[12]Rossen K,Karin K,Mercurio A M,et al.Exp ression of theα6β 4 integrin by squamous cell carcinomas and basal cell carcinomas：possible relation to invasive potential[J].Acta Derm Venereol,1994,74：101-105.

[13]周佳青,周梁,金曉杰.整合素 α6β4在人喉癌細(xì)胞中的表達(dá)及對腫瘤細(xì)胞黏附與浸潤性狀的影響[J].臨床耳鼻咽喉科雜志,2004,3：164-166.

[14]Witzenbichler B,Maisonpierre PC,Jones P,et al.Chemotactic p roperties of angiopoietin-1 and-2,ligands for the endothelial specific receptor tyrosine kinase Tie-2[J].J Biol Chem,1998,273：18514-18521.

[15]Zagza G D,Hooper A,Friedlander D R,et al.In situ expression of angiopoietins in ast rocytomas identifies angiopoietin-2 as an earlymarker of tumour angiogenesis[J].Exp Neurol,1999,159：391-400.

[16]Ochiumi T,Tanaka S,Oka S,et al.Clinical significance of angiopoiedn-2 expression at thedeepest invasive tumor site of advanced colorectal carcinoma[J].Int J Oncol,2004,24：539-547.

[17]徐光,婁衛(wèi)華,孫占偉.血管生成素 -1和血管生成素-2在喉鱗狀細(xì)胞癌中的表達(dá)及與血管生成的關(guān)系[J].臨床耳鼻咽喉頭頸外科雜志,2008,9：772-775.

[18]Steinle JJ,Meininger CJ,Forough R,et al.EphB4 recep tor signalingmediates endothelial cellm igration and p roliferation via the phosphatialylinositol 32kinase pathway[J].J Biolchem,2002,277(46)：43830-43835.

[19]朱叢中,王新允,鄭海燕,等.EphB4、H IF-1α在肺癌組織中的表達(dá)及其意義[J].中國肺癌雜志,2005,8(2)：99-102.

[20]Uttam K,Sinha MD,KashifMazhar MD,etal.The Association Between Elevaed EphB 4 Exp ression,Smoking Status,and Advanced Stage Disease in PatientsWith Head and Neck Squamous Cell Carcinoma[J].A rch otolaryngol head neck sury,2006,132：1053-1059.

Research p rogress of angiogenesis in invasion and m etastasis of laryngeal carcinom a

WANG Shu-ying1,LüMei2,DU Cui-ping2,WU Li-hua2,YAO Yi-wen2
(1.Departmentof Otolaryngology,the Sixth People Hospital of Dalian,Dalian 116001,China;2.Departmentof Otolaryngology,the First Affiliated Hospita l of Dalian Medical University,Dalian 116011,China)

Angiogenesis is necessary for the cellu lar p roliferation and grow th of laryngeal carcinoma and is essential for tumor invasion and metastasis.Angiogenic regulatory factors play important roles in themechanism of tumor neovascularization,controlling the development and termination of angiogenic progress.So they became themain targets for antiangiogenic therapies.We reviewed several rep resentative cytokines regarding their clinical significance in laryngeal carcinoma,such as vascular endothelial grow th factor(VEGF),matrixmetalloproteinase(MMPs),integrin and angiogenin.

angiogenesis;laryngeal carcinoma;cytokine

R 739.65

A

1671-7295(2011)01-0086-04

2010-08-10;

2010-11-22

王樹楹(1964-),男,遼寧大連人,副教授。E-mail：Shuying325@hotmail.com

呂 梅,副教授 。E-mail：lv_mei@163.com