内皮抑素治疗宫颈癌的研究进展

内皮抑素治疗宫颈癌的研究进展

徐榕苑任庆兰

(重庆医科大学附属第一医院重庆400016)

【摘要】宫颈癌是我国最常见的妇科恶性肿瘤之一,早期根治性手术和放疗会有满意的效果,然而晚期(IIb-IVa)、复发及转移性宫颈癌对各种治疗手段都不敏感。重组人内皮抑素(恩度)是一种新型重组人血管内皮抑制药物,可以抑制血管内皮的增殖和迁移,从而抑制肿瘤新生血管。本文为重组人内皮抑素治疗宫颈癌的研究总结。

【关键词】宫颈癌;重组人内皮抑素;抗血管生成

【中图分类号】R73-3【文献标识码】A【文章编号】2095-1752(2015)09-0031-03

AdvancesonEndostatinintheTreatmentofCervicalCancer

XuRongyuan,RenQinglanTheFirstAffiliatedHospitalofChongqingMedicalUniversityChongqing40016

【Abstract】Cervicalcancerisoneofthemostcommongynecologiccancers.Greatprogresshasbeenachievedviaearlysurgeryorradiotherapy,howeverlatestage(IIb-IVa),recurrentcervicalcancertransmittedcervicalcancerremainsdisappointing.Endostar,arecombinanthumanendostatin,couldsuppresstheendothelialcellproliferationandmigrationbyinhibitingangiogenesisoftumor.Theaimofcurrentresearchistoreviewtheadvanceinendostarforthetreatmentofcervicalcancer.

【Keywords】Cervicalcancer;Recombinanthumanendostatin;Antiangiogenesis

宫颈癌是我国最常见的妇科恶性肿瘤之一,死亡率现为妇科肿瘤之首位,世界范围内宫颈癌新发病例及死亡病例分别占到女性新发肿瘤病例和肿瘤死亡人数的8%和9%,其中发展中国家占到总发病率和总死亡率的85%以上[1],且逐渐趋向于年轻化。其发病与人乳头瘤病毒(HPV)的持续感染有着密切的关系,宫颈癌的治疗是以手术和放疗为主,化疗为辅的综合治疗,近年来,尽管在宫颈癌早期筛查、HPV疫苗以及早期宫颈癌的治疗方面取得了巨大进展,但仍有许多晚期、复发和转移的患者。在传统的铂类+紫杉醇为基础的化疗方案下此类病人的总生存期(OS)不到13个月[2],因此临床急需一种针对中晚期、复发、转移及难治性宫颈癌患者的新的治疗方案。

恩度(endostar)是我国学者自主研发的重组人血管内皮抑素,在内皮抑素的N端添加了9个氨基酸,增加了药物的稳定性与半衰期,药用性能和疗效得到显著提高。2005年9月恩度被SFDA批准上市,用于非小细胞肺癌、鼻咽癌、食管癌、乳腺癌、胰腺癌等恶性肿瘤的治疗。本文将就内皮抑素用于宫颈癌的临床治疗意义对既往文献进行回顾总结,以期能为宫颈癌的治疗指引新的方向。

1.内皮抑素的结构、理化特征及生物学功能

内皮抑素是O`Reilly等[3]在1997年从小鼠的血管内皮瘤细胞(EOMA)的培养血清中分离出来的一种分子量为20kD的血管生成抑制剂,它是细胞外基质胶原ⅩⅧ的C末端非胶原区的氨基酸片段,其一级结构包含有184个氨基酸,其中酸性氨基酸16个,碱性氨基酸29个,疏水氨基酸42%,共有4个半胱氨酸。应用1.5A分辨率的X线结晶学分析内皮抑素的三维结构发现其结构表面有一由11个精氨酸残基组成的碱性区域,具有紧凑的折叠状分子结构,为肝素结合位点,从而使二者有着很高的亲和性,也可能是通过该区域与血管生成因子竞争结合肝素,起到抑制血管生成的作用[4]。

自20世纪70年代Folkman提出肿瘤生长和转移依赖于肿瘤内部新生血管形成的观点后,内皮抑素作为一种新生血管的抑制剂便广泛用于抗肿瘤的研究[5]。长期以来大量的动物研究和临床试验也证明,内皮抑素作为目前发现的最有效的血管抑制剂之一,有着很强的抗肿瘤特性,其抗肿瘤机制一直是国内外研究的热点。内皮抑素作为内源性血管抑制剂,其靶点指向超过人类基因组12%的血管生长调节基因,因而其机制一定是多方面的,不会局限于一种信号通路[5]。Abdollahi等[6]研究发现,内皮抑素在肿瘤新生血管调节网络中处于关键部位,能够下调多种促血管形成因子的表达,如血管内皮生长因子(VEGF)、成纤维细胞生长因子(bFGF)等,同时能上调多种抗血管形成因子的表达,如血小板反应蛋白-1(TSP-1)等。P.Nyberg等[7]研究发现,内皮抑素的抗血管效应是通过调节基质金属蛋白酶-2,-9,-13(MMP-2,-9,-13)的功能来实现的。Dhanabal等[8]研究发现内皮抑素可促进血管内皮细胞的凋亡,改变血管内皮细胞的细胞周期。而最新研究[9]表明内皮抑素通过调节Wnt/β-链蛋白信号通路,从而刺激其下游蛋白—细胞周期蛋白D1、白介素-8(IL-8)、淋巴增强结合因子-1基因的转录,进而影响内皮细胞的极性、增殖、生存和分支化形态发生,以此达到抗血管生成的作用。

与传统的抗肿瘤药物相比,内皮抑素除了抑制肿瘤的生长和转移之外,因血管内皮细胞基因远比肿瘤细胞稳定,不易产生耐药性,以新生血管内皮细胞为治疗靶点,无胃肠道反应及骨髓抑制等副作用[10]。更为神奇的是,内皮抑素只会抑制病理性的血管生长,而不会对生理性的血管生长如伤口愈合造成影响,其机制可能和病理性的血管生长上调了整合素(α5β1)或E-选择素有关[5]。

2.内皮抑素与放疗

单用内皮抑素已被证实在抑制多种肿瘤的生长方面都有很好的疗效,但停药后肿瘤容易出现再次生长[11]。放疗是癌症治疗中的一种重要方法,然而肿瘤血管排列杂乱、高度扩张、扭曲变形、动静脉吻合异常,同时新生血管存在内皮细胞、周细胞及基膜缺损,导致其结构及功能的异常,致使即使在血供丰富的肿瘤,也会存在“乏氧细胞”(hypoxiacell),导致肿瘤细胞对放疗的敏感性降低。有研究发现,与氧供充足的状态下相比,需要三倍的放射剂量才能杀死同等数量的乏氧状态下的肿瘤细胞[12]。近年来,不断有抗血管生成药物联合放疗提高抗肿瘤效果的研究报道,其中得到普遍认同的是Jain[13,14]提出的“肿瘤血管正常化”理论,理论认为在正常组织中,血管的生长是在一系列促血管生成和抗血管生成的细胞因子的严格调控下完成的,因促血管生成因子(如VEGF)的半衰期短[5],所以它们之间的关系维持在一种偏向于血管抑制的状态,而在肿瘤组织中,由于癌基因激活和缺氧导致平衡偏向促血管生成一方,致使血管结构与功能发生异常,导致肿瘤乏氧。因而如果能运用抗血管生成药物,重新恢复原有平衡,就能使肿瘤血管趋于正常,改善肿瘤乏氧,提高放射的敏感性。许多证据已经证明在使用抗血管治疗不同种类的实体肿瘤中均出现了血管的正常化,正常化的过程是短暂且可逆的,因此会形成特定的“正常化”时间窗,在时间窗内给予放疗会大大提高放射的敏感性,许多研究已经证实了时间窗的存在,然而不同抗血管制剂的时间窗不尽相同,动物试验与人体试验得到的结果也不尽一致,大多数学者偏向于使用抗血管药物后的一周以内。

为了明确重组人内皮抑素(恩度)是否改善肿瘤乏氧微环境、是否通过血管正常化改善乏氧、血管正常化的时间窗、联合放疗的最佳时机及机制等问题,Meng[12]等同时进行了临床前与临床研究。临床研究中选取了10例晚期非小细胞肺癌的患者连续使用恩度(15mg静脉注射)10天,利用99mTc-HL91SPECT成像的技术对肿瘤的大小肿瘤的血流灌注参数进行测定,结果发现使用后肿瘤的氧合程度较基线明显升高,且第5天达到最高,肿瘤的大小无明显改变。在对Lewis肺癌小鼠的动物实验研究中,作者发现连续使用内皮抑素5天后,联合放疗使肿瘤的生长延迟时间最长,能明显增加肿瘤细胞的凋亡及肿瘤血管周细胞的覆盖,放疗与内皮抑素显示出明显的协同效应,用电子显微镜观察血管内皮细胞形态发现,肿瘤血管内皮细胞存在的异常的染色质、内质网、线粒体均恢复正常。从而确定联合放疗的最佳时机应该是在第5天,这与临床研究结果达到了惊人的一致。另外,现已有其他相关临床方面的报道显示内皮抑素与传统放疗结合,达到了“1+1>2”的效果,协同作用于食管癌、肺癌、宫颈癌等恶性肿瘤可增加近期疗效,且安全性较好,但其远期疗效仍需进一步观察随访[15-17]。

3.内皮抑素与宫颈癌

宫颈癌是实体肿瘤中相对特殊的一种,其发病与人乳头瘤病毒(HPV)的持续性感染密切相关,而70%的侵袭性宫颈癌与50%的高级上皮内瘤变与重度不典型增生(CINIII级)与HPV的高危亚型HPV16和HPV18有关,它们携带的癌基因E6和E7是侵袭性宫颈癌和重度不典型增生的最主要的转化因子[18]。E6和E7分别导致抑癌基因p53的表达的下调和癌基因pRb的激活,导致VEGF、乏氧诱导因子1α(HIF1α)、TSP-1等细胞因子升高,从而促进血管生成和肿瘤生长,而HIF1α与宫颈癌放疗抵抗又有密切关系[2]。在过去的30年中,大量的临床证据显示肿瘤新生血管的形成在包括宫颈癌在内的许多进展期的肿瘤中发挥着重要作用,有学者研究发现,在宫颈癌患者中,VEGF的过表达明显增加了肿瘤转移的风险,缩短无进展生存期(PFS)和总生存期(OS)。另外,血管形成的标志物抗原决定簇31(CD31)也被证明与宫颈癌患者的预后密切相关[18,19]。因此宫颈癌组织内存在大量新生血管,其肿瘤微血管密度与其恶性程度和生物学特性密切相关,抑制宫颈癌新生血管生成对宫颈癌的治疗具有重要意义。贝伐单抗作为一种VEGF抑制剂,已被证明可以减小宫颈癌灶,延迟肿瘤生长,抑制宫颈癌转移,已获得美国FDA认证,用于晚期和复发型宫颈癌的治疗,目前处于III期临床试验[20]。DC101、曲妥珠单抗、沙利度胺、舒尼替尼等也都是在抗血管理论上诞生的血管抑制剂。

近5年,在促进癌症转换为慢性、可控制疾病的目标下,广谱的抗血管药成为临床期待的对象。内皮抑素作为内源性血管生成抑制剂,抗癌谱广泛,毒性最小,同时与化疗有协同作用,增加放疗敏感性[5],目前已有学者将其用于宫颈癌治疗的研究。荣赟等人[21]通过建立人宫颈癌裸鼠模型,瘤内及瘤周局部注射内皮抑素重组腺相关病毒(rAAV-ES)后发现移植瘤生长速度明显减慢,且肿瘤组织坏死程度显著增大,镜检提示凋亡细胞增加,其可能机制为rAAV-ES下调肿瘤细胞中凋亡蛋白Bcl-2的表达,激活下游的Caspase-3,增加肿瘤细胞对凋亡的敏感性,促进肿瘤细胞凋亡,进而起到抑制肿瘤生长的作用。为了验证内皮抑素在宫颈癌治疗中的放疗增敏作用,Jia等[22]将HeLa细胞注入老鼠构建移植瘤模型,将内皮抑素与同步放化疗(CCRT)联合治疗5周后观察,结果显示内皮抑素联合CCRT明显抑制了肿瘤的生长、淋巴结转移和肿瘤的新生血管,其效果优于单用内皮抑素与单用CCRT组,内皮抑素与传统的放化疗显示出协同效应。体外试验中发现内皮抑素可以诱导Hela细胞的凋亡,抑制VEGF和HIF-1α的表达。在此基础上,柯庆华等人[23]针对内皮抑素在宫颈癌治疗中的意义进行了一项临床研究,入选手术病理分期在IIb-IVa期的52例晚期宫颈癌的病人,随机分为两组,分别接受单纯放化疗与内皮抑素(恩度)联合放化疗两种治疗方式,结果显示,内皮抑素联合放化疗组的完全缓解率73.1%,部分缓解率23.1%,一年生存率100%,显著高于单纯放化疗组的34.6%、42.3%,和84.6%,而在副作用方面,两组并无显著差异。内皮抑素在提高晚期宫颈癌的早期治疗效果方面显示出较好的疗效。

4.问题与展望

目前相关研究证实血管内皮抑素联合放疗在宫颈癌的治疗上具有一定的近期疗效,应用前景广。但是其实际临床应用仍存在着很多问题,包括:给药途径、给药时机及疗程的最佳方案;是否具有远期疗效;周期较长,患者能否承担相应费用;如何建立恰当的疗效评价体系以及毒性防治;缺乏大型的随机双盲对照研究来证实等。相信随着临床经验的积累和有关研究的进展,我们将更为全面地了解和掌握内皮抑素联合放疗的应用情况,使更多的患者能够从中获益。

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