1、第一节第一节肿瘤血管形成过程及特点肿瘤血管形成过程及特点第二节第二节肿瘤的血管形成的影响因素及调控机制肿瘤的血管形成的影响因素及调控机制第三节第三节肿瘤血管形成与肿瘤的浸润和转移肿瘤血管形成与肿瘤的浸润和转移第四节第四节抗肿瘤血管形成的治疗研究抗肿瘤血管形成的治疗研究本章重点内容为肿瘤血管生成因子的作用机理、本章重点内容为肿瘤血管生成因子的作用机理、肿瘤新生血管形态特点及对肿瘤浸润生长和转移的影响肿瘤新生血管形态特点及对肿瘤浸润生长和转移的影响2.2.血管形成的分类：血管形成的分类：生理性血管形成生理性血管形成病理性血管形成病理性血管形成据血管形成是发生在据血管形成是发生在生理过程还是病理过程
2、？生理过程还是病理过程？据血管形成据血管形成差异性大小？差异性大小？肿瘤血管形成肿瘤血管形成非肿瘤血管形成非肿瘤血管形成3.3.血管形成的基本过程：血管形成的基本过程：血管形成是一个连续的过程，人为地分为以下血管形成是一个连续的过程，人为地分为以下4个过程：个过程：血管周围基质降解，已存在的血管腔面的内皮细胞迁移、侵入周围血管周围基质降解，已存在的血管腔面的内皮细胞迁移、侵入周围基质，接着位于迁移细胞前沿后面的内皮细胞增殖，形成内皮条索，基质，接着位于迁移细胞前沿后面的内皮细胞增殖，形成内皮条索，简而言之即内皮细胞迁移、增殖；简而言之即内皮细胞迁移、增殖；在血流的冲击下，内皮条索形成管腔，与血
3、流相通；在血流的冲击下，内皮条索形成管腔，与血流相通；某些血管壁需要有平滑肌纤维等成分的加入补充，神经纤维长入支某些血管壁需要有平滑肌纤维等成分的加入补充，神经纤维长入支配等。配等。初步形成的血管适应机体需要发生重建，有的延伸加强，有的收初步形成的血管适应机体需要发生重建，有的延伸加强，有的收缩消失，最终形成完善的血管网。缩消失，最终形成完善的血管网。血管形成过程（图示）：血管形成过程（图示）：（1 1）原血管基底膜的酶解；（）原血管基底膜的酶解；（2 2）内皮细胞的迁移；）内皮细胞的迁移；（3 3）内皮细胞的增殖；（）内皮细胞的增殖；（4 4）新生毛细血管的成熟器官化构建。）新生毛细血管的成
4、熟器官化构建。4.4.肿瘤血管形成过程肿瘤血管形成过程有人用致癌剂诱发小鼠颊囊粘膜癌变，来观察肿瘤血管形成形有人用致癌剂诱发小鼠颊囊粘膜癌变，来观察肿瘤血管形成形态学的动态变化：态学的动态变化：肿瘤发生肿瘤发生早期早期，肿瘤内，肿瘤内无血管无血管，由，由周围组织微血管供养周围组织微血管供养，这时，这时血管增粗、扩张，血管增粗、扩张，肿瘤边缘出现一些新生毛细血管芽肿瘤边缘出现一些新生毛细血管芽；随着肿瘤生随着肿瘤生长，体积变大，新生血管增生，多呈团块状，血管扭曲、囊性扩张，长，体积变大，新生血管增生，多呈团块状，血管扭曲、囊性扩张，并深入肿瘤组织内部，并深入肿瘤组织内部，与原有血管网相比已有明显
5、不同；与原有血管网相比已有明显不同；而后肿瘤而后肿瘤组织各区域均存在着结构薄弱、排列紊乱、形态畸形的新生血管。组织各区域均存在着结构薄弱、排列紊乱、形态畸形的新生血管。血管前期血管前期 肿瘤生长休眠期，肿瘤生长休眠期，直径直径 12mm 血管期血管期 瘤体积增大瘤体积增大,浸润、转移浸润、转移 有诱导血管形成的能力。有诱导血管形成的能力。肿瘤血管形成是实体瘤由休眠到增生状态过度的标志之肿瘤血管形成是实体瘤由休眠到增生状态过度的标志之一，这一过程受机体神经与体液因素影响，体液因素主要指一，这一过程受机体神经与体液因素影响，体液因素主要指肿瘤细胞和肿瘤基质细胞表达的生长因子调控。肿瘤细胞和肿瘤基质
6、细胞表达的生长因子调控。肿瘤生长过程肿瘤生长过程肿瘤的生长过程：肿瘤的生长过程：肿肿 瘤瘤 血血 管管 形形 成成肿瘤细胞和巨噬细胞肿瘤细胞和巨噬细胞血管内皮细胞生长因子（血管内皮细胞生长因子（VEGFVEGF）碱性成纤维细胞生长因子（碱性成纤维细胞生长因子（bFGFbFGF）血管生成因子血管生成因子肿瘤血管形成的特点肿瘤血管形成的特点 肿瘤组织诱发宿主组织生成血管肿瘤组织诱发宿主组织生成血管肿瘤血管形态异常，分布紊乱肿瘤血管形态异常，分布紊乱内皮细胞分泌水解酶内皮细胞分泌水解酶4.4.肿瘤血管形成的特征肿瘤血管形成的特征失控性失控性：肿瘤新生血管出现迅速，生长快，并呈持：肿瘤新生血管出现迅速
7、，生长快，并呈持续性，续性，10%20%的肿瘤血管内皮细胞始终处于的肿瘤血管内皮细胞始终处于DNA合成状态，这种持续的血管生成是由肿瘤组织合成状态，这种持续的血管生成是由肿瘤组织持续高水平释放血管生成生长因子的结果。持续高水平释放血管生成生长因子的结果。不成熟性不成熟性：肿瘤血管的生成过程是一种失去正常控制肿瘤血管的生成过程是一种失去正常控制的无序状态，与一般血管相比，的无序状态，与一般血管相比，肿瘤新生血管的结构缺肿瘤新生血管的结构缺乏完整性乏完整性管壁薄弱，缺乏平滑肌及神经，基底膜不管壁薄弱，缺乏平滑肌及神经，基底膜不完整，内皮间隙大，通透性高，血管网结构紊乱，有大完整，内皮间隙大，通透性
8、高，血管网结构紊乱，有大量的血管盲端、动静脉间短路及血管的局部膨出等，导量的血管盲端、动静脉间短路及血管的局部膨出等，导致渗出增加及组织间高压，致渗出增加及组织间高压，这些特点为肿瘤侵入血管、这些特点为肿瘤侵入血管、发生转移创造条件。新生的微血管发生转移创造条件。新生的微血管很少进化为成熟的小很少进化为成熟的小动脉或小静脉，不具收缩功能，不受神经体液调节。对动脉或小静脉，不具收缩功能，不受神经体液调节。对正常血管有活性的物质对该血管不起作用正常血管有活性的物质对该血管不起作用(乙酰胆碱、血乙酰胆碱、血管紧张素管紧张素、温度）。、温度）。血管异常生长血管异常生长 肿瘤组织内新生的微血管一般遍布整
9、个肿瘤组织，但分肿瘤组织内新生的微血管一般遍布整个肿瘤组织，但分布上并不均一，布上并不均一，大多数肿瘤新生的微血管主要分布在肿瘤生大多数肿瘤新生的微血管主要分布在肿瘤生长活跃的边缘长活跃的边缘.此处血管生成最活跃。此处血管生成最活跃。微血管密度最高的区域微血管密度最高的区域叫叫“血管热点区血管热点区”（hotspots）.Weidner等等报道在大多报道在大多数血管热点区，显微镜观察到的微血管数量与转移呈正相关，数血管热点区，显微镜观察到的微血管数量与转移呈正相关，与生存期呈负相关。与生存期呈负相关。肿瘤血管形成前期与机体内原血管采取共生方式肿瘤血管形成前期与机体内原血管采取共生方式，并非，并
10、非相互抵抗破坏，因而肿瘤得以生存。相互抵抗破坏，因而肿瘤得以生存。新生的新生的CapCap从肿瘤外围长入肿瘤中从肿瘤外围长入肿瘤中新生的新生的CapCap网直接进入肿瘤中央，呈树状向外分支网直接进入肿瘤中央，呈树状向外分支肿瘤中血供与血流速度不同肿瘤中血供与血流速度不同 肿瘤中有细胞丰富区、边缘区、半坏死区和坏死区，这是由于肿瘤中有细胞丰富区、边缘区、半坏死区和坏死区，这是由于各区血供及血流速度不尽相同所致。大肿瘤血流速度的均值低于小各区血供及血流速度不尽相同所致。大肿瘤血流速度的均值低于小肿瘤，肿瘤中实际增加的效应血管管径小，血流慢，营养易耗尽。肿瘤，肿瘤中实际增加的效应血管管径小，血流慢，
11、营养易耗尽。癌细胞更新速度快于内皮细胞发生乏氧性坏死癌细胞更新速度快于内皮细胞发生乏氧性坏死 在肿瘤中内皮细胞在肿瘤中内皮细胞增生指数增生指数为为2.2，肿瘤细胞增生指数为，肿瘤细胞增生指数为7.3。因肿瘤新生血管的结构特点，使瘤细胞因肿瘤新生血管的结构特点，使瘤细胞氧利用率很低氧利用率很低。癌细胞增生、癌内缺乏淋巴管网，瘤体间流体静脉压升高、压迫癌细胞增生、癌内缺乏淋巴管网，瘤体间流体静脉压升高、压迫小血管，小血管，使瘤内血流量仅为正常的使瘤内血流量仅为正常的110 癌细胞无氧酵解产生大量癌细胞无氧酵解产生大量H+，使肿瘤中存在着不同程度的使肿瘤中存在着不同程度的低营低营养、低养、低PH值、
12、低氧的三低细胞群值、低氧的三低细胞群。肿瘤微循环较肿瘤生长表现出低效和相对不足，肿瘤组织特别是肿瘤微循环较肿瘤生长表现出低效和相对不足，肿瘤组织特别是中心部位常常因为缺血、缺氧而坏死。中心部位常常因为缺血、缺氧而坏死。血管内皮细胞的异质性是其突出的生物学特性血管内皮细胞的异质性是其突出的生物学特性，主要，主要表现在内皮细胞的结构、功能、抗原成分及代谢特点上。表现在内皮细胞的结构、功能、抗原成分及代谢特点上。肿瘤微血管内皮细胞与正常组织来源的微血管内皮细胞相肿瘤微血管内皮细胞与正常组织来源的微血管内皮细胞相比比，具有明显窗孔结构、对生长因子反应性高、粘附因，具有明显窗孔结构、对生长因子反应性高、
13、粘附因子表达高等特点子表达高等特点，是造成肿瘤血管通透性高且新生旺盛，是造成肿瘤血管通透性高且新生旺盛的重要原因的重要原因，导致肿瘤的快速生长和转移。肿瘤微血管，导致肿瘤的快速生长和转移。肿瘤微血管内皮细胞具有异质性内皮细胞具有异质性，受宿主组织、肿瘤类型及肿瘤微，受宿主组织、肿瘤类型及肿瘤微环境的多重影响。了解肿瘤微血管内皮细胞异质性特点及环境的多重影响。了解肿瘤微血管内皮细胞异质性特点及其可能机制其可能机制，对进行合理的、个性化的、以血管内皮细，对进行合理的、个性化的、以血管内皮细胞为靶点的抗血管新生治疗意义重大。胞为靶点的抗血管新生治疗意义重大。较大的癌块中间动、静脉分支吻合可形成血管湖
14、，这些较大的癌块中间动、静脉分支吻合可形成血管湖，这些统称为统称为肿瘤相关性血管病变肿瘤相关性血管病变。1999年美国年美国Iowa大学的大学的Maniotis等研究人的眼葡等研究人的眼葡萄膜黑色素瘤微循环而发现了一种与经典的肿瘤血管生萄膜黑色素瘤微循环而发现了一种与经典的肿瘤血管生成途径完全不同的、不依赖内皮细胞的全新的肿瘤血管成途径完全不同的、不依赖内皮细胞的全新的肿瘤血管生成模式生成模式被命名为被命名为血管生成拟态血管生成拟态(vasculogenicmimicry，VM)。血管生成拟态即模拟血管形成的状态，血管生成拟态即模拟血管形成的状态，这种供血模式没有血管内皮细胞的参与，肿瘤细胞通
15、过这种供血模式没有血管内皮细胞的参与，肿瘤细胞通过自身变形与细胞外多种成分相互作用，模仿血管壁结构，自身变形与细胞外多种成分相互作用，模仿血管壁结构，形成输送血液的管道系统，建立特殊的肿瘤微循环，并形成输送血液的管道系统，建立特殊的肿瘤微循环，并可与原有的血管相连通，使肿瘤获得血液。可与原有的血管相连通，使肿瘤获得血液。血管生成拟态特点为：肿瘤细胞通过自身变形和基血管生成拟态特点为：肿瘤细胞通过自身变形和基质重塑产生血管样通道质重塑产生血管样通道,通道内无内皮细胞衬覆，通道外通道内无内皮细胞衬覆，通道外基底膜基底膜PAS染色为阳性染色为阳性。5、血管形成新方式、血管形成新方式-拟血管生成拟血管
16、生成管壁为管壁为一层厚薄不一一层厚薄不一PAS阳性物质，将瘤细胞和血流阳性物质，将瘤细胞和血流分开，分开，而正常血管中血液直接与内皮细胞接触。而正常血管中血液直接与内皮细胞接触。肿瘤血管生成拟态是由高度侵袭性肿瘤细胞以无内皮细肿瘤血管生成拟态是由高度侵袭性肿瘤细胞以无内皮细胞衬覆的形式形成的，并非是在血流冲力下被动形成的，胞衬覆的形式形成的，并非是在血流冲力下被动形成的，或由内皮细胞增生形成；或由内皮细胞增生形成；肿瘤诱导肿瘤诱导以以芽生方式形成的毛细血管进入肿瘤组织内芽生方式形成的毛细血管进入肿瘤组织内，可以见到在瘤细胞之间有漏出的红细胞可以见到在瘤细胞之间有漏出的红细胞；而以血管生成拟而以
17、血管生成拟态形成的血管有基质衬覆，很少看见红细胞漏出；态形成的血管有基质衬覆，很少看见红细胞漏出；1.血管生成拟态的特点血管生成拟态的特点（肿瘤本身形成的肿瘤本身形成的）芽生的微血管中可见微血栓的形成芽生的微血管中可见微血栓的形成；而血管生成拟态而血管生成拟态的血管中很少有微血栓形成的血管中很少有微血栓形成。血管生成拟态大约有血管生成拟态大约有7种不同形状的种不同形状的PAS阳性图案阳性图案:直直的、平行排列的、十字交叉的、彩虹样的的、平行排列的、十字交叉的、彩虹样的(没有完全封没有完全封闭闭)、有分支的彩虹样、封闭的环状和网络状的通路、有分支的彩虹样、封闭的环状和网络状的通路(即即最少有最少
18、有3个背靠背的个背靠背的PAS阳性环阳性环)。封闭的环形封闭的环形PAS阳性血阳性血管图案往往是那些组织学上具有转移特征的肿瘤。管图案往往是那些组织学上具有转移特征的肿瘤。血管生成拟态中血管生成拟态中PAS阳性血管对肿瘤血管的标记物阳性血管对肿瘤血管的标记物因子相关抗原、因子相关抗原、Ulex、CD31、CD34和和KDR检测检测均为阴均为阴性。性。表明不同肿瘤可以获得不同的血管形成机制；或同种肿表明不同肿瘤可以获得不同的血管形成机制；或同种肿瘤有多种血管形成机制（目前发现有五种）。瘤有多种血管形成机制（目前发现有五种）。仅在恶性度高的肿瘤发现血管生成拟态，可解释生物学仅在恶性度高的肿瘤发现血
19、管生成拟态，可解释生物学行为；以血管生成方式的肿瘤的微循环可能有中央坏死出现，行为；以血管生成方式的肿瘤的微循环可能有中央坏死出现，具有血管生成拟态的肿瘤内无中央坏死灶；具有血管生成拟态的肿瘤内无中央坏死灶；血管生成拟态现象解释了为什么抗内皮细胞治疗某些恶血管生成拟态现象解释了为什么抗内皮细胞治疗某些恶性肿瘤（如黑色素瘤等）疗效不佳的原因。血管生成拟态的性肿瘤（如黑色素瘤等）疗效不佳的原因。血管生成拟态的机理研究为开发新的恶性肿瘤临床治疗提供了理论依据。机理研究为开发新的恶性肿瘤临床治疗提供了理论依据。2.血管生成拟态的意义血管生成拟态的意义（血供好）（血供好）第二节第二节肿瘤血管形成的影响因
20、素及调控机制肿瘤血管形成的影响因素及调控机制血管形成是一个非常复杂的生理与病理过程，处于血管形成是一个非常复杂的生理与病理过程，处于机体精细的调控之下，机体存在神经和体液两大调节系统。机体精细的调控之下，机体存在神经和体液两大调节系统。目前，对神经调节在血管形成中的作用所知甚少，但已明目前，对神经调节在血管形成中的作用所知甚少，但已明确多种细胞可以合成并释放许多可溶性蛋白质多肽等，对确多种细胞可以合成并释放许多可溶性蛋白质多肽等，对血管形成进行正负调节（即体液调节）。血管形成进行正负调节（即体液调节）。许多蛋白质对血管形成过程具有影响，有的启动血许多蛋白质对血管形成过程具有影响，有的启动血管形
21、成，有的促进血管形成，有的干扰血管形成，它们被管形成，有的促进血管形成，有的干扰血管形成，它们被称之为称之为血管形成调节因子。血管形成调节因子。它们与相应的受体结合便可引它们与相应的受体结合便可引发相应的生物学效应。一般据调节因子在血管形成中的作发相应的生物学效应。一般据调节因子在血管形成中的作用，将它们分为用，将它们分为血管形成刺激因子血管形成刺激因子和和血管形成抑制因子血管形成抑制因子两两大类。大类。肿瘤血管形成是一个复杂的多步骤过程，受多种肿瘤血管形成是一个复杂的多步骤过程，受多种 因子调因子调节，是节，是血管生成刺激因子血管生成刺激因子和和血管生成抑制因子血管生成抑制因子失衡失衡的结果
22、。的结果。肿瘤发生过程中一些细胞获得了血管生成的表型（肿瘤发生过程中一些细胞获得了血管生成的表型（血管血管生成开关被打开生成开关被打开）。血管生成的）。血管生成的级联反应起始级联反应起始阶段阶段是肿瘤和是肿瘤和辅助细胞释放血管生成刺激因子辅助细胞释放血管生成刺激因子，血管形成刺激因子和抑制，血管形成刺激因子和抑制因子之间的失衡在血管生成中是非常重要的特征。因子之间的失衡在血管生成中是非常重要的特征。内皮细胞内皮细胞在血管生成因子的影响下在血管生成因子的影响下增殖增殖并并向肿瘤处的基质侵袭向肿瘤处的基质侵袭，在这，在这个过程中整联蛋白和蛋白水解酶也起了重要作用。在血管生个过程中整联蛋白和蛋白水解
23、酶也起了重要作用。在血管生成的后期阶段新形成的毛细血管分化成为成熟的血管。成的后期阶段新形成的毛细血管分化成为成熟的血管。血管内皮细胞生长因子血管内皮细胞生长因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)被认为是肿瘤血管生成中最重要的因子之一被认为是肿瘤血管生成中最重要的因子之一。一、促肿瘤血管生成的生长因子一、促肿瘤血管生成的生长因子VEGF由于能增加血管通透性被鉴定出来，故又称为由于能增加血管通透性被鉴定出来，故又称为VPF(血管通透性因子血管通透性因子)，之后，发现它是，之后，发现它是EC的促分裂剂，的促分裂剂，是体内血管生成的一种强诱导因子。是体内血管
24、生成的一种强诱导因子。VEGF是由两条相同的单链组成的同型二聚体蛋白质，是由两条相同的单链组成的同型二聚体蛋白质，五种异构体：五种异构体：VEGF121、VEGF165、VEGF189、VEGF206、VEGF145，阿拉伯数字表示蛋白质的单链的氨阿拉伯数字表示蛋白质的单链的氨基酸残基的数目。体内较常见的是基酸残基的数目。体内较常见的是VEGF165，VEGF206少少见。它们的作用有所不同，其中见。它们的作用有所不同，其中VEGF121和和VEGF165以可以可溶性方式分泌，溶性方式分泌，能促进血管内皮细胞增殖，增加内皮的通能促进血管内皮细胞增殖，增加内皮的通透性；透性；VEGF189，VE
25、GF206，VEGF145是不溶性蛋白质，是不溶性蛋白质，与细胞表达蛋白多糖结合的形式存在与细胞表达蛋白多糖结合的形式存在，仅能增加血管内仅能增加血管内皮的通透性，原来命名为血管通透因子皮的通透性，原来命名为血管通透因子(VPF)。1.VEGF的结构的结构：VEGF家族的家族的3个受体分别由个受体分别由3个基因编码，都是酪个基因编码，都是酪氨酸激酶家族成员（氨酸激酶家族成员（flt-1、flk-1/KDR、flt-4），广），广泛存在于血管内皮表面。泛存在于血管内皮表面。VEGF/VEGFR系统具有高度的特异性：尽管系统具有高度的特异性：尽管VEGF能由许多细胞产生，但它的受体主要是由能由许多
26、细胞产生，但它的受体主要是由EC表达。表达。VEGF通过与血管通过与血管EC表面特异性受体结合而发挥生物学表面特异性受体结合而发挥生物学效应，效应，其主要生物学功能是：促进内皮细胞增殖、新生其主要生物学功能是：促进内皮细胞增殖、新生血管生成、增加血管通透性。血管生成、增加血管通透性。VEGF与不同类型与不同类型VEGFR结合产生的生物学效应有结合产生的生物学效应有差异：差异：2.VEGF的受体的受体（VEGFR）神经菌毛蛋白是神经菌毛蛋白是VEGF受体异构体，这个分子能结受体异构体，这个分子能结合崩解素合崩解素-信号素家族，在神经信号转导过程中有作用。信号素家族，在神经信号转导过程中有作用。V
27、EGFR-1（flt-1）是）是VEGF活性的一个抑制因子，活性的一个抑制因子，负向负向调节调节VEGF功能的因子。功能的因子。(主要调节内皮细胞间及内皮细胞与主要调节内皮细胞间及内皮细胞与基质间的相互作用，表现为明显的血管腔化作用和增加血管基质间的相互作用，表现为明显的血管腔化作用和增加血管的通透性。的通透性。)VEGFR-2（flk-1/KDR）是）是VEGF促有丝分裂、血管生成促有丝分裂、血管生成和增强通透性效应的主要调节因子，另外，还具抗凋亡作用。和增强通透性效应的主要调节因子，另外，还具抗凋亡作用。增加肿瘤血管通透性增加肿瘤血管通透性 VEGF/VPF增加局部血循环大分子的通透性，增
28、加局部血循环大分子的通透性，使血使血浆和血浆蛋白通透性增高比组胺强浆和血浆蛋白通透性增高比组胺强5000倍，倍，使血浆蛋白使血浆蛋白在组织基质中的沉积，为成纤维细胞和血管内皮细胞的在组织基质中的沉积，为成纤维细胞和血管内皮细胞的长入提供临时性基质。长入提供临时性基质。VEGF/VPF主要靶器官主要靶器官是毛细血管后静脉和小静脉，是毛细血管后静脉和小静脉，VEGF/VPF与其受体结合，形成有利于大分子渗透的通与其受体结合，形成有利于大分子渗透的通道。道。3.VEGF增加肿瘤血管通透性和促进血管形成增加肿瘤血管通透性和促进血管形成诱导内皮细胞生成和释放诱导内皮细胞生成和释放bFGF，级联增强多种促
29、血管生成因子效应。级联增强多种促血管生成因子效应。VEGF促血管生成的机制促血管生成的机制VEGF以旁分泌方式特异地作用于内皮细胞，以旁分泌方式特异地作用于内皮细胞，促其分裂、增殖、趋化。促其分裂、增殖、趋化。诱导血管内皮中窗孔和囊状空泡的形成，诱导血管内皮中窗孔和囊状空泡的形成，增加血管通透性，增加血管通透性，促使血浆促使血浆蛋白外渗，蛋白外渗，提供血管生成的基质和肿瘤细胞生长的微环境。提供血管生成的基质和肿瘤细胞生长的微环境。诱导内皮细胞诱导内皮细胞表达和表达和分泌多种蛋白酶，对降解血管基底膜和分泌多种蛋白酶，对降解血管基底膜和ECM具有具有重要的意义。重要的意义。通过诱导通过诱导Bcl-
30、2、survivin等抗凋亡分子的表达，等抗凋亡分子的表达，抑制内皮细胞凋亡抑制内皮细胞凋亡,促进血管的生成。促进血管的生成。肿瘤细胞及周围辅助细胞分泌肿瘤细胞及周围辅助细胞分泌VEGF，通过旁分泌方通过旁分泌方式与特异性分布在内皮细胞表面的受体结合，一方面促进式与特异性分布在内皮细胞表面的受体结合，一方面促进血管内皮细胞的增殖、分离和迁移；另一方面诱导内皮细血管内皮细胞的增殖、分离和迁移；另一方面诱导内皮细胞增加表达组织因子、尿激酶、组织血浆酶原激活剂和基胞增加表达组织因子、尿激酶、组织血浆酶原激活剂和基质金属蛋白酶，这些物质可引起凝血、促发纤溶、降解胶质金属蛋白酶，这些物质可引起凝血、促发
31、纤溶、降解胶原，诱导肿瘤血管形成。原，诱导肿瘤血管形成。新生的肿瘤血管新生的肿瘤血管为肿瘤生长提供营养，并间接促进肿为肿瘤生长提供营养，并间接促进肿瘤细胞的增殖，而且为肿瘤提供了转移的通道，促进肿瘤瘤细胞的增殖，而且为肿瘤提供了转移的通道，促进肿瘤的恶性进展。的恶性进展。VEGF的作用过程的作用过程肿瘤细胞肿瘤细胞产生产生VEGF释放释放EC表面受体结合表面受体结合EC活化活化EC增殖增殖定向迁移定向迁移（基质重塑）（基质重塑）管腔形成管腔形成管攀形成管攀形成血管建立血管建立 目前在VEGF引起的肿瘤血管形成与干预性的研究主要在于三个方面：1.在原发与转移性肿瘤中在原发与转移性肿瘤中VEGF/
32、VPF过表达的研究已在过表达的研究已在mRNA和蛋白质水平上（胃肠道癌、胰腺癌、乳腺癌、和蛋白质水平上（胃肠道癌、胰腺癌、乳腺癌、肾癌、膀胱癌和胶质母细胞瘤等的研究）。肾癌、膀胱癌和胶质母细胞瘤等的研究）。2.研究肿瘤微血管内皮细胞上两种特异性高亲和性受体研究肿瘤微血管内皮细胞上两种特异性高亲和性受体过表达与肿瘤发生的关系。过表达与肿瘤发生的关系。3.肿瘤血管显著血浆蛋白、纤维蛋白原渗出与血管外纤肿瘤血管显著血浆蛋白、纤维蛋白原渗出与血管外纤维蛋白的交联和沉积，促进肿瘤间质的形成。维蛋白的交联和沉积，促进肿瘤间质的形成。VEGF抗抗体的抗血管活性，使肿瘤由于断绝血供而死亡。目前正体的抗血管活性
33、，使肿瘤由于断绝血供而死亡。目前正在进行人源化的抗在进行人源化的抗VEGF抗体的可行性与安全性研究。抗体的可行性与安全性研究。4.VEGF与肿瘤的相关性研究与肿瘤的相关性研究 许多研究表明（结直肠癌，子宫内膜癌、肝癌等）许多研究表明（结直肠癌，子宫内膜癌、肝癌等）多种肿瘤组织中多种肿瘤组织中VEGF呈阳性表达，且表达与呈阳性表达，且表达与MVDMVD呈正相呈正相关。关。例如：例如：结直肠癌结直肠癌MVD明显高于正常粘膜和腺瘤，癌组织中明显高于正常粘膜和腺瘤，癌组织中VEGF阳性组阳性组MVD值明显高于值明显高于VEGF阴性组；结直肠腺阴性组；结直肠腺瘤、原位癌、粘膜下浸润癌中瘤、原位癌、粘膜下
34、浸润癌中MVD逐渐增高，逐渐增高，VEGF表表达程度与达程度与MVD密切相关。密切相关。VEGF与与MVD均可作为判断均可作为判断结直肠癌预后的指标。结直肠癌预后的指标。VEGF与肿瘤的微血管密度与肿瘤的微血管密度(MVD)增加有关增加有关 胶质瘤中胶质瘤中VEGF蛋白阳性染色主要定位于肿瘤细胞的胞浆，内皮蛋白阳性染色主要定位于肿瘤细胞的胞浆，内皮细胞也可呈阳性表达。细胞也可呈阳性表达。4343例星形细胞瘤组织中肿瘤细胞例星形细胞瘤组织中肿瘤细胞VEGF阳性表阳性表达率为达率为77.0%77.0%。、级组级组VEGF阳性表达率和表达强度均显著低于阳性表达率和表达强度均显著低于、级组，级组，VE
35、GF表达强度与表达强度与MVD呈等级正相关。呈等级正相关。发现星形胶质细胞瘤中肿瘤新生血管主要呈三种形态：内皮细发现星形胶质细胞瘤中肿瘤新生血管主要呈三种形态：内皮细胞呈索状排列，管腔狭长，可有分枝，称为胞呈索状排列，管腔狭长，可有分枝，称为芽状血管芽状血管；血管腔扩张；血管腔扩张的，称为的，称为囊状血管囊状血管；内皮细胞增生、肥大，呈现肾小球样结构或微；内皮细胞增生、肥大，呈现肾小球样结构或微血管弯曲密集排列呈丛状，称为血管弯曲密集排列呈丛状，称为丛状血管丛状血管。在恶性程度低的肿瘤（。在恶性程度低的肿瘤（级和级和级）内增生的血管以芽状和囊状血管为主，丛状血管不多见，级）内增生的血管以芽状和
36、囊状血管为主，丛状血管不多见，恶性程度高的肿瘤（恶性程度高的肿瘤（级和级和级）内增生的微血管中含有较多的丛状级）内增生的微血管中含有较多的丛状血管。血管。结果：结果：VEGFVEGF表达情况和表达情况和MVDMVD及肿瘤微血管形态可能有助于判断及肿瘤微血管形态可能有助于判断星形细胞瘤的恶性程度。星形细胞瘤的恶性程度。43例胶质瘤例胶质瘤VEGF的表达与的表达与MVD的关系研究：的关系研究：部分肿瘤细胞表面也存在部分肿瘤细胞表面也存在VEGF受体，使瘤细胞受体，使瘤细胞产生的产生的VEGF作为一种自分泌生长因子可直接刺激肿作为一种自分泌生长因子可直接刺激肿瘤细胞增殖。表达瘤细胞增殖。表达KDR/
37、flk-1的胰腺癌细胞系，经的胰腺癌细胞系，经VEGF处理后，导致了癌细胞的生长，而用处理后，导致了癌细胞的生长，而用flk-1反义反义寡核苷酸转染后会明显抑制肿瘤细胞的生长，此结果寡核苷酸转染后会明显抑制肿瘤细胞的生长，此结果提示胰腺癌中存在着提示胰腺癌中存在着VEGF/受体的自分泌受体的自分泌/旁分泌促旁分泌促有丝分裂环机制。有丝分裂环机制。VEGF表达与肿瘤分期、分化、肿瘤生长、预后表达与肿瘤分期、分化、肿瘤生长、预后差呈正相关（卵巢癌、鼻咽癌、乳腺癌等）。差呈正相关（卵巢癌、鼻咽癌、乳腺癌等）。VEGF表达与肿瘤增殖及预后差有关表达与肿瘤增殖及预后差有关 VEGF除了在实体性肿瘤中起重
38、要作用外，在非实除了在实体性肿瘤中起重要作用外，在非实体性肿瘤中也发挥重要作用。体性肿瘤中也发挥重要作用。CLL中平均中平均VEGF水平是水平是正常外周血单核细胞内正常外周血单核细胞内VEGF水平的水平的7.26倍。除倍。除CLL外，外，所有急、慢性白血病患者与对照组相比，所有急、慢性白血病患者与对照组相比，VEGF、bFGF、HGF表达都明显增高，血管分布明显增加，其表达都明显增高，血管分布明显增加，其中中CML患者有最多的血管数、最大的血管面积和最高患者有最多的血管数、最大的血管面积和最高的的VEGF表达水平。表达水平。一些因子可调节肿瘤细胞上调一些因子可调节肿瘤细胞上调VEGF的表达，同
39、时的表达，同时肿瘤细胞分泌的肿瘤细胞分泌的VEGF又可通过某些机制刺激其他分子又可通过某些机制刺激其他分子的表达。肿瘤血管生成就是在的表达。肿瘤血管生成就是在VEGF与其相关分子的相与其相关分子的相互作用或协同作用发挥生物学效应形成的。互作用或协同作用发挥生物学效应形成的。诱导诱导VEGF产生产生主要的因素：主要的因素：低氧低氧、组织因子、组织因子(TF)的的作用、作用、NO，基质金属蛋白酶基质金属蛋白酶(MMPs)。其它引起其它引起VEGF过表达因子：细胞因子（如过表达因子：细胞因子（如EGF、bFGF、TGF-）、）、某些激素（如某些激素（如ACTH）及癌基因）及癌基因（如（如ras、sr
40、c）与肿瘤抑制基因（如与肿瘤抑制基因（如VonHippelLindau蛋白）。蛋白）。5.与与VEGF作用相关的分子作用相关的分子bFGF是成纤维细胞生长因子家族中的一员，是最先被是成纤维细胞生长因子家族中的一员，是最先被鉴定出来的促血管生长因子，其生物学效应主要通过细胞鉴定出来的促血管生长因子，其生物学效应主要通过细胞膜上的高亲和力受体（膜上的高亲和力受体（FGFR）实现。）实现。FGFR是一类具有自是一类具有自主磷酸化活性的跨膜糖基化受体，主磷酸化活性的跨膜糖基化受体，bFGF与之结合后激活受与之结合后激活受体胞内段即酪氨酸激酶活性区，从而引起一系列信号传递。体胞内段即酪氨酸激酶活性区，从
41、而引起一系列信号传递。bFGF发挥作用还离不开低亲和力受体，即硫酸乙酰肝素蛋发挥作用还离不开低亲和力受体，即硫酸乙酰肝素蛋白聚糖（白聚糖（HPG）辅助，）辅助，HPG具有促进具有促进bFGF与与FGFR结合、结合、增强增强bFGF稳定性、调节稳定性、调节bFGF活性等生物学作用。活性等生物学作用。碱性纤维母细胞生长因子（碱性纤维母细胞生长因子（bFGF/FGF-2）1.bFGF的分子结构（自学）的分子结构（自学）是一种广谱有丝分裂原是一种广谱有丝分裂原(mitogen)，具有广泛的细胞增殖效应（具有广泛的细胞增殖效应（促促进内皮细胞增殖、促进肿瘤细胞增殖等进内皮细胞增殖、促进肿瘤细胞增殖等）。
42、）。诱导许多正常组织和肿瘤组织的新生血管形成。诱导许多正常组织和肿瘤组织的新生血管形成。bFGF作用于新生血作用于新生血管形成过程中的多个环节，除管形成过程中的多个环节，除可刺激可刺激EC增殖增殖外，外，bFGF还还可上调内皮细可上调内皮细胞合成和分泌胶原酶、胞合成和分泌胶原酶、uPA及其受体、整合素等，诱导内皮细胞增生、及其受体、整合素等，诱导内皮细胞增生、迁移。迁移。bFGF在伤口愈合过程中发挥重要作用。在伤口愈合过程中发挥重要作用。在胚胎的早期发育过程中在胚胎的早期发育过程中bFGF也起重要作用。也起重要作用。bFGF参与了神经系统的分化与维持；参与了神经系统的分化与维持；bFGF对骨组
43、织的损伤有修复作用；对骨组织的损伤有修复作用；体内过度表达的体内过度表达的bFGF参与肾小球内皮细胞增殖和细胞外基质积聚，参与肾小球内皮细胞增殖和细胞外基质积聚，从而影响肾小球肾炎和参与肾小球硬化过程。从而影响肾小球肾炎和参与肾小球硬化过程。2.bFGF的生物学功能的生物学功能bFGF通过通过2种途径参与肿瘤血管形成：种途径参与肿瘤血管形成：通过调节内皮细胞的活性，使之增殖并迁移，通过调节内皮细胞的活性，使之增殖并迁移，在此过在此过程中程中bFGF可使内皮细胞释放蛋白水解酶消化可使内皮细胞释放蛋白水解酶消化ECM；bFGF对内皮细胞有趋化性。对内皮细胞有趋化性。诱导诱导VEGF的表达并与的表达
44、并与VEGF的协同作用的协同作用，VEGF也也可可诱导内皮细胞生成释放诱导内皮细胞生成释放bFGF。3.bFGF与肿瘤血管生成与肿瘤血管生成 CD105为细胞膜糖蛋白，是为细胞膜糖蛋白，是TGF受体超家族的受体超家族的成员成员。CD105作为一种新型的血管内皮细胞标记物始于作为一种新型的血管内皮细胞标记物始于20世纪世纪90年代。在第五届有关人类白细胞分化抗原的国年代。在第五届有关人类白细胞分化抗原的国际协作组会议上，将际协作组会议上，将Endoglin的单克隆抗体归为一个分的单克隆抗体归为一个分化群化群(clusterofdifferentiation，CD)，编号编号CD105。CD105
45、是一种在新生血管内皮细胞高表达的增殖相是一种在新生血管内皮细胞高表达的增殖相关蛋白，关蛋白，它参与它参与TGF受体的信号转导；调节内皮受体的信号转导；调节内皮间质的信号传递间质的信号传递；参与血管生成参与血管生成，在肿瘤血管生成过程在肿瘤血管生成过程中发挥重要作用。中发挥重要作用。CD105被发现在内皮细胞、活化的巨被发现在内皮细胞、活化的巨噬细胞、纤维母细胞、平滑肌细胞均有表达，主要在胚噬细胞、纤维母细胞、平滑肌细胞均有表达，主要在胚胎形成和恶性肿瘤表达较高，在肿瘤主要表达在血管内胎形成和恶性肿瘤表达较高，在肿瘤主要表达在血管内皮。皮。（三）（三）CD105(endoglin，EDG)CD1
46、05位于人染色体位于人染色体9q34，是一种同型二聚体的膜是一种同型二聚体的膜结合性糖蛋白，分子量为结合性糖蛋白，分子量为180kD。CD105在有血管生成的组织（如愈合中的伤口、银屑在有血管生成的组织（如愈合中的伤口、银屑病、胚胎组织及肿瘤组织）的内皮细胞中特异性高表达，病、胚胎组织及肿瘤组织）的内皮细胞中特异性高表达，是内皮细胞增殖的标记物，是促进血管生成的重要因素，是内皮细胞增殖的标记物，是促进血管生成的重要因素，其功能其功能是拮抗是拮抗TGF及其受体对血管内皮细胞的抑制作及其受体对血管内皮细胞的抑制作用。用。TGF含有结构和功能密切相关的三种异构体即含有结构和功能密切相关的三种异构体即
47、1,2 和和3，与此相配的受体分为与此相配的受体分为R，R和和R，CD105的基因结构与的基因结构与R高度同源高度同源。型受体和型受体和CD105蛋蛋白本身不表现出信号转导的活性，但白本身不表现出信号转导的活性，但它们能与它们能与R,R形形成异聚体复合物，抑制成异聚体复合物，抑制TGF的生物学效应。的生物学效应。1.CD105的结构和功能的结构和功能CD105参与肿瘤血管生成参与肿瘤血管生成 CD105 是内皮细胞增殖的标志是内皮细胞增殖的标志 与其他泛血管内皮标记物（与其他泛血管内皮标记物（CD34、CD31、因子因子）相比，相比，CD105更能准确反映内皮细胞的增殖状态，更能准确反映内皮细
48、胞的增殖状态，是目前衡量内皮细胞增殖是目前衡量内皮细胞增殖状态较准确的指标。状态较准确的指标。CD105 是新生血管的标志是新生血管的标志 2.CD105在肿瘤血管生成中的作用在肿瘤血管生成中的作用 在在结直肠癌结直肠癌、乳腺癌乳腺癌等等的血清样品中检测的血清样品中检测CD105水水平，有癌转移病人的血清平，有癌转移病人的血清CD105水平明显升水平明显升(P0.05)，化疗能抑制癌症病人的血清化疗能抑制癌症病人的血清CD105水平。因此，对实体水平。因此，对实体肿瘤病人长期随访中血清肿瘤病人长期随访中血清CD105水平可以用来预测患者水平可以用来预测患者疾病复发、转移的危险性。疾病复发、转移
49、的危险性。3.CD105在肿瘤诊断、预后估价中的意义在肿瘤诊断、预后估价中的意义 在乳腺癌细胞系在乳腺癌细胞系MCF7建立裸鼠模型中，待肿建立裸鼠模型中，待肿瘤生长至瘤生长至4mm6mm时，经尾静脉注入时，经尾静脉注入CD105单抗单抗,发现肿瘤逐渐萎缩、消失发现肿瘤逐渐萎缩、消失，长时间无肿瘤复发。长时间无肿瘤复发。将乳腺癌细胞及大肠癌细胞接种于有免疫缺陷的鼠将乳腺癌细胞及大肠癌细胞接种于有免疫缺陷的鼠嵌合体作为动物模型，嵌合体作为动物模型，静脉注射抗静脉注射抗-CD105单抗，结单抗，结果显示持续的抗肿瘤功效及抗转移特性，而没有显示出果显示持续的抗肿瘤功效及抗转移特性，而没有显示出明显的毒
50、性。明显的毒性。以上研究表明以以上研究表明以CD105为靶点，以为靶点，以CD105抗体为载体，将化疗药物、生物毒素、放射性抗体为载体，将化疗药物、生物毒素、放射性核素等与之形成复合物能特异地导向肿瘤部位核素等与之形成复合物能特异地导向肿瘤部位，直接杀直接杀伤、杀灭肿瘤细胞。伤、杀灭肿瘤细胞。与其他抑制肿瘤血管生成的药物相与其他抑制肿瘤血管生成的药物相比，抗比，抗CD105特异性地与增殖的内皮细胞结合特异性地与增殖的内皮细胞结合，减少减少了对全身其他部位的损伤。因此治疗效果可靠，副作用了对全身其他部位的损伤。因此治疗效果可靠，副作用小，有望成为一种有效治疗肿瘤的新方法。小，有望成为一种有效治疗
