血管生成相关因子在口腔鳞癌中的研究进展

[摘要] 肿瘤的发展及转移与血管生成关系密切，当肿瘤生长至一定程度，在多种因子的调节作用下，瘤体通过血管新生从宿主获取生长所需的营养及氧气，转运代谢产物，同时新生血管在一定程度上为肿瘤细胞的转移及扩散创造了条件。近年来，随着肿瘤与血管生成之间研究的不断深入，以抗血管生成为靶点的口腔鳞癌综合序列治疗日益引起重视。本文就影响血管生成的相关因子在口腔鳞癌中的研究现状进行综述。

[关键词] 口腔鳞癌；血管生成；细胞因子；酶

[中图分类号] R781 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2016）11（a）-0057-04

口腔鳞癌作为口腔颌面部最为常见的恶性肿瘤，其传统治疗以手术结合放化疗为主。近年来，贝伐单抗等以抗肿瘤血管生成为靶点的药物为临床治疗结直肠癌、乳腺癌等常见恶性肿瘤开创了新节点，同时也为口腔鳞癌的临床治疗提供了新视角。本文就血管生成相关因子在口腔鳞癌中的研究現状进行综述，以期为抗血管生成在口腔鳞癌治疗的应用提供思路。

1 肿瘤血管生成的生理基础

1971年Folkman提出“肿瘤的生长及扩散依赖血管生成”这一概念，认为肿瘤的生长可分为无血管期及血管期。当瘤体<1 mm3，肿瘤聚集体可通过组织间弥散作用获得营养、氧气并转移代谢废物；而当体积>1 mm3，瘤体便无法仅依靠弥散作用获得维持生长所需的物质，维持局部微环境稳态，此时血管新生就显得尤为重要，若无新生血管向瘤体内长入，肿瘤便无法继续增长，甚至发生沉默或退化[1]。

通常对哺乳动物而言，除雌性生理周期外，血管系统在健康成年动物体内呈静止状态，而仅在外伤、肿瘤等特殊病理条件下，血管新生才被激活。基于这一规律，Hanahan等[2]提出“血管生成开关（angiogenic switch）”假说，认为血管新生过程受到血管生成诱导因子与抑制因子的“开关”调控，只有当诱导因子上调或抑制因子下调时，这一“开关”被激活，肿瘤血管新生才得以进行。

2 促血管生成相关因子

血管生成过程受多种促血管生长因子的调控，包括血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）、碱性成纤维细胞生长因子（basic fibroblast growth factor，bFGF）、血管生成素（angiopoietin，ANGPT）、环氧化酶（cyclooxygenase，COX）、血小板源性生长因子、表皮生长因子、转化生长因子、survivin蛋白等。本文就相对重要的因子进行概述。

2.1 VEGF

VEGF是一类对内皮细胞具有高度特异性作用，在胚胎形成及人体正常生长发育过程中影响血管生成的重要因子，为心血管系统的正常构建奠定了基础[3]。通常在脉管系统形成后，VEGF在正常组织内低表达，而在实性肿瘤及部分造血源性肿瘤中过表达，且对于口腔鳞癌、乳腺癌、结肠癌、食管癌等恶性肿瘤，VEGF是评价其预后的重要指标[4]。其主要功能包括：①促进血管内皮及淋巴管内皮细胞的增殖；②调节血管通透性；③舒张血管；④对神经细胞、肺上皮细胞、心肌细胞等的营养作用[3]。

现阶段研究认为，VEGF与口腔鳞癌进展及转移关系密切。Kukreja等[5]发现，口腔鳞癌癌巢及瘤内上皮均可见VEGF表达，且表达水平与肿瘤病理分期呈正相关，同时癌组织中微血管密度（microvessel density，MVD）较正常组织及癌前病变显著升高。Sales等[6]发现，原发灶及癌周组织内VEGF-A及其mRNA表达显著高于正常组织，同时其在癌周组织中的表达明显高于原发灶，病变组织内VEGF-A 表达水平与病变大小及淋巴结转移程度呈正相关，认为VEGF-A与口腔鳞癌转移相关，癌周组织参与了VEGF-A的生成。

2.2 ANGPT

ANGPT属于分泌型低聚糖蛋白，包含Ang-1、Ang-2、Ang-3、Ang-4四种亚型，其中以Ang-2与肿瘤血管生成关系最为密切。Ang-2由血管内皮细胞产生，作为酪氨酸激酶受体-2（tyrosine kinase receptor-2，Tie-2）部分激动剂，过表达的Ang-2可与Ang-1竞争结合Tie-2，抑制由Ang-1诱导的PI3K、Akt、Grb2等信号通路，降低血管基底膜的稳定性，抑制血管内皮细胞及管周细胞的相互作用及血管的自我修复作用[7]，为口腔鳞癌血管新生创造条件。

Li等[8-9]发现，癌组织内MVD较正常及癌周组织明显升高，而血管成熟度明显降低，MVD及血管成熟度与Ang-2表达水平显著相关，认为Ang-2与口腔鳞癌内血管生成及成熟关系密切；并进一步发现，过表达的Ang-2可诱导TCA8113舌癌细胞产生波形蛋白并抑制黏钙素的表达，提高肿瘤细胞的迁移及局部浸润能力，同时Ang-2可诱导肿瘤细胞表达VEGF，促进瘤体内血管生成。梁博[10]发现，鳞癌组织内MVD显著高于正常组织，且Ang-2及其mRNA表达明显增高，Ang-2表达水平与MVD呈正相关，认为Ang-2是口腔鳞癌的血管生成的影响因子。

2.3 bFGF

bFGF在机体的创伤修复及血管生成中具有重要作用[11]。作为成纤维细胞生长因子成员之一，其几乎在所有细胞皆有表达，经与内皮细胞表面的酪氨酸激酶FGF受体-1/2（tyrosine kinase FGF receptor-1/2，TK-FGFR-1/2）、肝素硫酸蛋白多糖等结合后，可促进内皮细胞的增殖及迁移，诱导内皮细胞在基底膜上的改组并形成管腔样结构[12]，同时可激活VEGF/VEGFR系统，协同促进肿瘤及胚胎的血管生成[11]。

大量研究表明，bFGF与口腔鳞癌转移关系密切。He[13]发现，口腔鳞癌内bFGF含量显著高于正常组织，其表达水平与瘤体内MVD呈正相关，与患者的年龄、病理分期、淋巴结转移程度关系密切。Hase等[14]发现，约67%的口腔鳞癌病例中，bFGF/FGFR1可见明显表达，其表达强度与肿瘤局部侵袭及淋巴结转移率呈正相关，认为bFGF/FGFR1的表达水平与口腔鳞癌浸润转移有关，是口腔鳞癌预后评估的依据。

2.4 MMPs

MMPs是一类Zn2+依赖的蛋白水解酶家族，根据作用底物的不同，MMPs可分为六类：胶原酶（collagenases）、基质溶解酶（matrilysins）、明胶酶（gelatinases）、膜基质金属蛋白酶（membrane-type MMPs）、间质溶解素（stromelysin）及其他基质金属蛋白酶。其作用主要包括：肿瘤细胞通过自分泌及释放VEGF等因子刺激内皮细胞产生MMPs，MMPs选择性作用于细胞外基质及血管基底膜，提高血管的通透性，协助肿瘤细胞迁移及扩散；同时为内皮细胞经血管间隙向血管外的出芽迁移，形成新生血管网提供条件[15]。

研究表明，MMP-2、MMP-9与口腔鳞癌血管生成关系密切[15]。Andishehtadbir等[16]发现，MMP-9在口腔鳞癌组织内高表达，且表达率与瘤内MVD呈正相关，认为MMP-9可促进口腔鳞癌血管生成。张壮等[17]发现，口腔鳞癌中MMP-2表达量与MVD呈正相关，且MMP-2、MVD与肿瘤大小及淋巴结转移程度呈正相关，认为MMPs可通过影响肿瘤血管生成促进肿瘤的发展及转移。Mishev等[18]发现，在口腔鳞癌进展的各阶段，瘤内MMP-2及MMP-9表达水平相对稳定，而MMP-7、MMP-13随肿瘤进展表达逐步下调，且其在癌组织的侵袭前沿及高度恶性区亦可见明显下调，认为MMPs表达水平可以帮助明确口腔鳞癌发展进程，并为预后评估提供依据。

2.5 COX

COX即前列腺素内过氧化物合成酶，是前列腺素合成过程中的重要限速酶，其作用在于将花生四烯酸代谢成为各种前列腺素产物，参与机体病理及生理过程。环氧化酶存在两种同功酶：COX-1及COX-2，其中COX-1作为结构酶，通常被认为仅参与调节机体正常的生理过程[19]；COX-2作为诱导酶，主要表达于炎症、损伤及肿瘤组织，可影响局部微血管的生成，与口腔鳞癌的发生、发展及转移存在密切联系[20]。

Santoro等[20]发现，在口腔鳞癌组织中，COX-2的平均表达率呈高表达趋势，且与瘤内MVD呈正相关，认为癌细胞可高表达COX-2，促进瘤体内微血管生成及肿瘤细胞的局部浸润。Byatnal等[21]发现，口腔癌组织内均可见COX-2表达，且表达水平与淋巴结转移率、病变组织病理分期呈正相关，认为COX-2可作为评估肿瘤进展程度及患者预后的生物指标。

3 血管生成抑制因子

血管生成抑制因子与促血管生成因子的平衡是血管系统稳定的关键因素，目前发现的血管生成抑制因子包括血管抑素（angiostatin，AS）、内皮抑素（endostatin，ES）、白细胞介素、血小板反应素等，其中以AS、ES最为重要。

3.1 AS

AS是一种具有抗肿瘤潜力的血管生成抑制因子，在正常生理状态下并不表达，仅在肿瘤等疾病过程中，其可由MMPs及尿激酶降解血浆纤维蛋白溶酶（plasminogen，Pgn）形成，是一种可溶性的内肽片段[22]。作为Pgn的降解产物，AS包含Pgn的前四个Kringle片段，其中Kringle1-3可抑制內皮细胞的增殖，Kringle-4可抑制内皮细胞的迁移，因此AS的生物活性被认为是由多个Kringle片段联合作用的结果[23]。目前AS与口腔鳞癌之间的研究报道甚少。刘志刚[24]将AS注射至皮下舌癌TCA811后发现，瘤体内细胞凋亡指数和MVD、VEGF、VEGFR-1、VEGFR-2蛋白及mRNA表达量明显下调，并在一定浓度范围内呈现剂量依赖性。认为AS可通过抑制VEGF/VEGFR系统抑制舌癌血管生成。

3.2 ES

ES是第一个被发现具有血管生成调控作用的细胞外基质蛋白，是胶原蛋白经MMPs等水解作用所形成的C-末端非胶原区的氨基酸片段。其通过抑制bFGF、VEGF-R2/KDR/Flk-1、整合素-α5β1等信号通路，抑制MMP-2/9/13等MMPs的活性，进而抑制内皮细胞的迁移；同时ES可通过下调细胞周期蛋白D1、细胞凋亡抑制基因、细胞周期调控基因、黏附斑激酶等基因的表达，抑制内皮细胞的增殖[25-26]。

研究表明，ES可影响口腔鳞癌组织中血管生成，并一定程度抑制肿瘤的局部侵袭。李刚等[27]发现，口腔鳞癌组织中ES表达率较正常组织高，且癌组织中ES阳性组的MVD低于阴性组。Alahuhta等[28]通过转染舌癌HSC-3细胞，使其过表达ES，发现ES可以抑制HSC-3细胞在3D胶原纤维模型中的局部侵袭。Hebert等[29]发现，口腔鳞癌细胞经ES处理后，VEGF及胶原蛋白表达下调，同时ES可抑制癌细胞的迁移，抑制强度与ES浓度呈正相关，认为ES具有一定的抗肿瘤侵袭潜能。

4 小结

肿瘤放化疗在临床治疗口腔鳞癌的过程中获得了不可否定的疗效，在缩小原发灶的基础上为术后局部组织缺损修复提供了有效的支持，并为患者预后奠定了良好的基础。但肿瘤的放化疗具有明显的非特异性，毒副作用明显，在杀伤肿瘤细胞的同时，对正常的组织、器官造成不同程度的损伤，部分患者在治疗过程中常出现严重的骨髓抑制、胃肠道刺激等不良反应，常常使综合序列治疗无法达到预期的效果。抗肿瘤血管生成作为一种新兴的治疗方法，具有较强的特异性，可在肿瘤发生早期破坏肿瘤微环境稳态，阻碍肿瘤的正常生长，同时在一定程度上限制肿瘤向癌周正常组织的侵袭及全身远处转移，为口腔鳞癌的综合序列治疗拓宽了思路，有望成为口腔鳞癌靶向治疗的重要途径。

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（收稿日期：2016-07-06 本文編辑：李亚聪）