COX-2抑制劑對(duì)肺癌新生血管抑制作用的研究進(jìn)展

魏慧 張卿

COX-2抑制劑對(duì)肺癌新生血管抑制作用的研究進(jìn)展

魏慧 張卿

腫瘤的生長(zhǎng)、浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移與腫瘤的血管密切相關(guān)，新生毛細(xì)血管為腫瘤生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)腫瘤增殖分化。究其原因，肺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)、浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移和預(yù)后均依賴于血液供應(yīng)，與新生血管的形成、血管因子密切相關(guān)。在肺癌的血管和內(nèi)皮細(xì)胞中環(huán)氧化酶-2(COX-2)高表達(dá)，所以選用COX-2抑制劑作為輔助化療藥物，以減輕藥物副作用，提高療效。本文旨在探討選擇性COX-2抑制劑聯(lián)合順鉑對(duì)肺癌新生血管的影響及機(jī)制，阻斷腫瘤的氧氣、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的來(lái)源和通道，從而抑制腫瘤的生長(zhǎng)。

肺腫瘤；血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子類；微血管密度；腫瘤抑制劑

肺癌是一種常見的惡性腫瘤，嚴(yán)重危害著人類的健康，其中腫瘤新生血管的形成對(duì)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移起著尤其重要的作用[1]。因此，以新生血管為靶點(diǎn)抑制血管生成，阻斷腫瘤細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源和擴(kuò)散通道，是抑制腫瘤生長(zhǎng)的有效手段。新生血管是從已有的毛細(xì)血管或毛細(xì)血管后靜脈發(fā)展形成的，任何有意義的腫瘤體積增大，必須以為腫瘤內(nèi)部及周圍血管提供氧及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為基礎(chǔ)[2]，而促進(jìn)血管生成的因子可誘導(dǎo)實(shí)體瘤內(nèi)或瘤周血管、淋巴管生成。

1 促進(jìn)血管生長(zhǎng)的因子與新生血管的關(guān)系

1.1 血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子 血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF) 誘導(dǎo)腫瘤血管生成促進(jìn)性最強(qiáng)、特異性最高[3]，它促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖及增加新生血管通透性，有利于腫瘤的血道轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)。隨著腫瘤患者VEGF表達(dá)增加，引起小鼠肺癌移植瘤新生血管密度MVD增高，肺癌瘤體的體積明顯增大，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移明顯增多，并且隨VEGF表達(dá)的增強(qiáng)，患者的生存率明顯降低[4]。

1.2 血管轉(zhuǎn)換生長(zhǎng)因子 近幾年的研究表明，轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(transforming growth factor，TGF-β)與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)，可導(dǎo)致肝癌、乳腺癌、大腸癌等腫瘤的血管新生[5]。研究發(fā)現(xiàn)外源性的TGF能增加VEGF的表達(dá)[6]，TGF通過(guò)調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞的基因表達(dá)增加膠原蛋白的形成和聚集，因而參與血管內(nèi)皮細(xì)胞的出芽和管腔形成，同時(shí)可使內(nèi)皮細(xì)胞形成廣泛的分支管狀結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了腫瘤組織血管的生成。

1.3 成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子 成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)是一種內(nèi)皮細(xì)胞強(qiáng)趨化因子，能直接誘導(dǎo)血管生成，腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的bFGF還可以引起VEGF表達(dá)的增加。bFGF是一種內(nèi)皮細(xì)胞強(qiáng)趨化因子[7]，能直接誘導(dǎo)血管生成，腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的bFGF還可以引起VEGF表達(dá)增加，兩者表達(dá)時(shí)微血管密度(microvessel density，MVD)顯著增加，表明在肺癌血管生成中兩者可能起協(xié)同作用。

1.4 環(huán)氧化酶-2 環(huán)氧化酶-2(Cyclooxygenase，COX-2)通過(guò)花生四烯酸產(chǎn)物前列腺素、血栓素刺激VEGF的形成，也可直接上調(diào)VEGF的表達(dá)水平，增加血管通透性及已形成血管的血流量，抑制內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，直接或間接促進(jìn)血管生成，VEGF進(jìn)一步誘導(dǎo)花生四烯酸產(chǎn)生前列腺素和上調(diào)COX-2的表達(dá)[8]。COX-2也被認(rèn)為具有促進(jìn)腫瘤血管生成的作用，被稱為“快速反應(yīng)基因”，在細(xì)胞受炎癥等刺激時(shí)迅速合成，參與包括炎癥及腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。

國(guó)內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，在結(jié)腸癌細(xì)胞中COX-2水平越高，腫瘤組織內(nèi)的PG2越高，腫瘤細(xì)胞表達(dá)VEGF的水平也越高[9]。COX-2在惡性腫瘤組織中表達(dá)并刺激腫瘤新生血管形成，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖，尤其在肺腺癌中高表達(dá)[8]，腫瘤內(nèi)血管生成不僅為原發(fā)腫瘤生長(zhǎng)所必需，也是腫瘤向遠(yuǎn)處播散的必備條件之一。

2 新生血管密度(MVD)與腫瘤的關(guān)系

任何腫瘤的生長(zhǎng)與增殖都離不開新生血管，腫瘤形成過(guò)程分兩個(gè)期。首先，非血管期——處于無(wú)血管的浸潤(rùn)前期，此時(shí)主要靠彌散獲得營(yíng)養(yǎng)；然后，血管期——在多種血管調(diào)節(jié)因子的作用下，新生血管長(zhǎng)入腫瘤組織使腫瘤細(xì)胞呈指數(shù)生長(zhǎng)，腫瘤細(xì)胞分裂率與血供呈正比[10]。新生血管形成的整個(gè)過(guò)程是受血管生成調(diào)節(jié)因子的嚴(yán)密調(diào)控，腫瘤細(xì)胞自身分泌的生長(zhǎng)因子作用于其自身的生長(zhǎng)受體，形成自分泌循環(huán)，刺激新生血管的不斷增殖，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞無(wú)休止地生長(zhǎng)與轉(zhuǎn)移[11]。腫瘤的生長(zhǎng)必須依賴足夠的血供，切斷腫瘤血供則可抑制腫瘤生長(zhǎng)，導(dǎo)致腫瘤死亡[12]，因此抗腫瘤血管生成成為治療腫瘤的一個(gè)重要靶點(diǎn)。

MVD高，腫瘤組織可以獲得充足的血液供應(yīng)，滿足了腫瘤細(xì)胞快速生長(zhǎng)的需要，癌細(xì)胞更易于侵蝕血管[13]。臨床分期越高，MVD計(jì)數(shù)越高，說(shuō)明腫瘤內(nèi)血管生成越多且與腫瘤的生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移有密切關(guān)系[14]。已有學(xué)者應(yīng)用免疫組化方法研究50例胃癌組織中微血管計(jì)數(shù)及其意義[15]。高分化的和組織學(xué)分級(jí)1級(jí)胃癌微血管計(jì)數(shù)明顯低于低分化或未分化胃癌和組織學(xué)分級(jí)1級(jí)或2級(jí)胃癌。提示胃癌組織中微血管計(jì)數(shù)與其組織學(xué)特征和轉(zhuǎn)移有極密切關(guān)系，微血管數(shù)高的胃癌可能預(yù)后不良。也有學(xué)者研究表明[16]：腫瘤微血管計(jì)數(shù)可作為乳腺癌預(yù)后的指標(biāo)，腫瘤微血管計(jì)數(shù)增高對(duì)預(yù)后有明顯影響。

3 藥物對(duì)腫瘤的影響

3.1 選擇性COX-2抑制劑在治療腫瘤中的作用一項(xiàng)病例對(duì)照研究表明[17]，每日服用選擇性COX-2抑制劑超過(guò)一年，可使肺癌的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)降低60%。尼美舒利，可通過(guò)誘導(dǎo)凋亡抑制非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的體外增殖，還可增加體內(nèi)外NSCLC細(xì)胞的放射治療效果。實(shí)驗(yàn)表明[18]，胃癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者COX-2的mRNA的相對(duì)表達(dá)量明顯高于無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者，而且胃癌患者病灶大小與COX-2的表達(dá)量呈正比，COX-2是非甾體抗炎藥NSAIDs抗腫瘤作用的主要靶點(diǎn)，NSAIDs的抗腫瘤作用機(jī)制主要與抑制COX-2的表達(dá)有關(guān)。

COX-2抑制劑選擇性和非選擇性兩種類型均在臨床中廣泛應(yīng)用于抗腫瘤中，而且選擇性COX-2抑制劑具有更佳的臨床療效，對(duì)結(jié)腸癌、腎臟等器官不良反應(yīng)小。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于NSAID的抗腫瘤作用的研究主要集中在消化道腫瘤上[19]，對(duì)于其他系統(tǒng)的腫瘤還處于起步階段，如卵巢癌、腸癌、肺癌等，因此，需要針對(duì)各系統(tǒng)腫瘤展開大量的實(shí)驗(yàn)及臨床研究，為防治腫瘤的臨床用藥奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2 選擇性COX-2抑制劑聯(lián)合順鉑在腫瘤治療的意義 選擇性COX-2抑制劑是一種口服多靶點(diǎn)酪氨酸酶抑制劑[20]，可以抑制VEGFR的活性，抑制信號(hào)的傳導(dǎo)而抑制血管的新生，通過(guò)抑制腫瘤新生血管的生成，從而抑制腫瘤的生長(zhǎng)，同時(shí)可以增強(qiáng)順鉑的細(xì)胞不良反應(yīng)，增加腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性，兩者之間具有協(xié)同效應(yīng)，另一方面，可以降低化療藥物的不良反應(yīng)，提高患者的依從性和生活質(zhì)量。

國(guó)內(nèi)外已有報(bào)道，肺癌尤其是肺腺癌的治療，主要以鉑類藥物為主[21]，在治療中易產(chǎn)生耐藥性且不良反應(yīng)大，使患者生活質(zhì)量降低，且5年生存率并不高，腫瘤生長(zhǎng)仍較快，而肺癌新生血管、血管生長(zhǎng)因子是促進(jìn)肺癌生長(zhǎng)的因素，通過(guò)抑制血管生長(zhǎng)因子可達(dá)到抑制新生血管的生成，進(jìn)一步控制腫瘤的生長(zhǎng)。

近年來(lái)，研究者對(duì)COX-2抑制劑進(jìn)行衍生化獲得了較多抗腫瘤活性化合物，研究表明尼美舒利誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的活性強(qiáng)于其他COX-2抑制劑[22]，在膽道腫瘤模型中，選擇性COX-2抑制劑有顯著抑制前列腺素E2(PGE2)的生成并通過(guò)下調(diào)人類表皮生長(zhǎng)因子受體2和表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)的激活，從而降低磷酸化Akt的水平，抑制腫瘤的發(fā)展。因此，對(duì)選擇性COX-2抑制劑進(jìn)行抗腫瘤作用機(jī)制探討和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究日益顯著。

3.3 選擇性COX-2抑制劑聯(lián)合順鉑對(duì)腫瘤新生血管的抑制作用 COX-2抑制劑發(fā)揮抗癌作用的最主要途徑是通過(guò)抑制腫瘤血管生成而實(shí)現(xiàn)的。Kim等研究了NSCLC組織中COX-2與腫瘤新生血管形成有關(guān)系[23]，結(jié)果表明選擇性COX-2抑制劑能通過(guò)抑制NSCLC組織中新生血管形成，從而抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)研究表明，選擇性和非選擇性COX-2抑制劑能阻止腫瘤的發(fā)生與演進(jìn)。已有研究表明[24]，選擇性COX-2抑制劑可以通過(guò)抑制VEGF的mRNA的轉(zhuǎn)錄過(guò)程來(lái)抑制結(jié)腸癌血管形成，進(jìn)而抑制結(jié)腸癌。PGs能夠刺激毛細(xì)血管再生，促進(jìn)VEGF、bEGF的表達(dá)，因而COX-2的表達(dá)受到抑制后，PGs生成受到抑制，進(jìn)而影響VEGF、bEGF的表達(dá)，從而起到抑制腫瘤血管形成，進(jìn)而抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的作用。已有學(xué)者證實(shí)[25]，在多種腫瘤組織中COX-2、VEGF表達(dá)與腫瘤微血管的形成具有正相關(guān)性，包括結(jié)腸癌、食管癌、胃癌、乳腺癌、淋巴瘤等，用COX-2選擇性抑制劑可抑制PGE2、PG12及VEGF mRNA及蛋白水平的表達(dá)。因此聯(lián)想到研究肺癌組織中VEGF和COX-2的表達(dá)及二者相關(guān)性，應(yīng)用COX-2抑制劑觀察COX-2、VEGF的表達(dá)，探討其對(duì)新生血管形成中的相互作用及其機(jī)制。

Bijman等研究發(fā)現(xiàn)塞來(lái)昔布能拮抗順鉑產(chǎn)生的抗細(xì)胞增殖作用[26]。有文獻(xiàn)報(bào)道尼美舒利抑制順鉑對(duì)人頭頸部腫瘤的細(xì)胞不良反應(yīng)[27]。選擇性COX-2抑制劑聯(lián)合順鉑可以通過(guò)抑制腫瘤組織中VEGF的表達(dá)，抑制局部血管新生，從而達(dá)到抑制腫瘤生長(zhǎng)的效果[24]，為臨床防治血管新生及肺癌發(fā)生機(jī)制提供新的方向和理論依據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

選擇性COX-2抑制劑對(duì)肺癌新生血管的生成、擴(kuò)增與肺癌的生長(zhǎng)、浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移有抑制作用。在國(guó)外，COX-2抑制劑已廣泛應(yīng)用于結(jié)腸癌，其作用機(jī)制主要是抑制腫瘤細(xì)胞增殖、增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)化療的反應(yīng)性。目前抑制腫瘤新生血管的研究在國(guó)際上還處于實(shí)驗(yàn)研究階段，對(duì)于其臨床應(yīng)用的價(jià)值非常令人期待。此次實(shí)驗(yàn)主要以抑制腫瘤新生血管因子為新靶點(diǎn)，更深一步研究選擇性COX-2抑制劑對(duì)肺癌新生血管的抑制作用。針對(duì)腫瘤血管形成過(guò)程，設(shè)計(jì)更加具有特異性的治療方案，抑制腫瘤新生血管的形成，限制腫瘤的生長(zhǎng)，在腫瘤的治療方面提供新思路。

[1]Shackelford DB，AbtE，Gerken L，etal.LKB1 inactivation dictates therapeutic response of non-small cell lung cancer to the metabolism drug phenformin[J].Cancer cell，2013，23(2)：143-158.

[2]Ying M，Tilghman J，Wei Y，et al.KLF9 Inhibits Glioblastoma Stemnessthrough GlobalTranscription Repression and Integrin-α6 Inhibition[J].JBiolChem，2014，289(47)：32742-32745.

[3]HerbertSP，StainierD YR.Molecularcontrolof endothelial cellbehaviourduring blood vesselmorphogenesis[J].Nature reviews Molecular cell biology，2011，12(9)：551-564.

[4]Yuan A，Lin CY，Chou CH，et al.Functional and structural characteristics of tumor angiogenesis in lung cancers overexpressing different VEGF isoforms assessed by DCE-and SSCE-MRI[J].PLoS One，2011，6(1)：e16062.

[5]Herzog T，Belyaev O，Chromik A M，et al.TME quality in rectal cancer surgery[J].European journal of medical research，2010，15(7)：292.

[6]Pagès G，Pouysségur J.Transcriptional regulation of the Vascular Endothelial Growth Factor gene-a concert of activating factors[J].Cardiovascular Research，2005，65(3)：564-573.

[7]Mattern J，Koom gi R，Volm M.Coexpression of VEGF and bFGF in human epidermoid lung carcinoma is associated with increased vessel density[J].Anticancer research，1996，17(3C)：2249-2252.

[8]張卿，胡成平，吳鄂生，等.選擇性環(huán)氧化酶2抑制劑對(duì)肺癌A549細(xì)胞增殖與凋亡的影響[J].中華結(jié)核和呼吸雜志，2004，27(8)：566-568.

[9] EliginiS，BrambillaM，BanfiC，etal.Oxidized phospholipidsinhibitcyclooxygenase-2 in human macrophages via nuclear factor-κB/IκB-and ERK2-dependent mechanisms[J].Cardiovascular research，2002，55(2)：406-415.

[10]Fens MHAM，Storm G，Schiffelers RM.Tumor vasculature as target for therapeutic intervention[J].Expert opinion on investigational drugs，2010，19(11)：1321-1338.

[11]Rangel-Corona R，Corona-Ortega T，Soto-Cruz I，et al.Evidence thatcervicalcancercellssecrete IL-2，which becomes an autocrine growth factor[J].Cytokine，2010，50(3)：273-277.

[12]Chatterjee S，Wieczorek C，Sch ttle J，et al.Transient antiangiogenic treatmentimproves delivery ofcytotoxic compounds and therapeutic outcome in lung cancer[J].Cancer Res，2014，74(10)：2816-2824.

[13]Fonsatti E，Nicolay HJ，Altomonte M，et al.Targeting cancer vasculature via endoglin/CD105：a novel antibody-based diagnostic and therapeutic strategy in solid tumours[J].Cardiovascular research，2010，86(1)：12-19.

[14]Yuan A，Yu CJ，Shun CT，etal.Totalcyclooxygenase-2 mRNA levels correlate with vascular endothelial growth factor mRNA levels，tumor angiogenesis and prognosis in non-small cell lung cancer patients[J].International journal of cancer，2005，115(4)：545-555.(5)：402-404.

[15]Luo YQ，Ming Z，Zhao L，et al.Decreased tumstatin-mRNA is associated with poor outcome in patients with NSCLC[J].IUBMB Life，2012，64(5)：423-431.

[16]Raica M，C mpean AM，Ceausu RA，et al.Hormone receptors and HER2 expression in primary breast carcinoma and corresponding lymph node metastasis：do we need both?[J].Anticancer Res，2014，34(3)：1435-40.

[17]Cuzick J，Otto F，Baron JA，et al.Aspirin and non-steroidal anti-inflammatory drugs for cancer prevention：an international consensus statement[J].The lancetoncology，2009，10(5)：501-507.

[18]Shen J，He J，Tang X.Role of autophagy on cobrotoxin induced cell death of A549 [J].Zhongguo Fei Ai Za Zhi，2013，16(7)：339-344.

[19]Swamy MV，Patlolla JM，Steele VE，etal.Chemoprevention of familial adenomatous polyposis by low doses of atorvastatin and celecoxib given individually and in combination to APCM in mice[J].Cancer Res，2006，66(14)：7370-7377.

[20]Rolfo C，GiovannettiE，Hong DS，etal.Noveltherapeutic strategies for patients with NSCLC that do not respond to treatment with EGFR inhibitors[J].Cancer Treat Rev，2014，40(8)：990-1004.

[21]Cox G，Jones JL，Walker RA，et al.Angiogenesis and non-small cell lung cancer[J].Lung cancer，2000，27(2)：81-100.

[22]Kiguchi K，Ruffino L，Kawamoto T，et al.Therapeutic effect ofCS-706，a specific cyclooxygenase-2 inhibitor，on gallbladder carcinoma in BK5.ErbB-2 mice[J].Molecular cancer therapeutics，2007，6(6)：1709-1717.

[23]Kim HS，Youm HR，Lee JS，et al.Correlation between cyclooxygenase-2 and tumor angiogenesis in non-smallcell lung cancer[J].Lung Cancer，2003，42(2)：163-170.

[24]Kaur J，Sanyal SN.Diclofenac，a selective COX-2 inhibitor，inhibits DMH-induced colon tumorigenesis through suppressionofMCP-1，MIP-1α andVEGF[J].MolCarcinog，2011，50(9)：707-718.

[25]Brabender J，Park J M，Metzger R，et al.Prognostic significance of cyclooxygenase 2 mRNA expression in non-small cell lung cancer[J].Annals of surgery，2002，235(3)：440.

[26]Bijman MNA，Hermelink CA，van Berkel M，et al.Interaction between celecoxib and docetaxel or cisplatin in human cell lines of ovarian cancer and colon cancer is independent of COX-2 expression levels[J].Biochemicalpharmacology，2008，75(2)：427-437.

[27]CzembirekC，Eder-CzembirekC，Erovic BM，etal.Inhibition of cytotoxicity of cisplatin by cyclooxygenase-2 inhibitor nimesulide in head and neck cancer cell lines[J].Oncology reports，2005，14(6)：1523-1526.

Tumor growth，invasion and metastasis is closely related to the tumor blood vessels，and newborn blood capillary provides nutrients for the tumor growth，promoting tumor proliferation and differentiation.The reason is that the growth，invasion，metastasis，and prognosis of lung tumor cells all rely on blood supply，and is closely related to the new blood vessels and their factors.COX-2 is highly expressed in the blood vessels and the endothelial cells of lung tumor，so COX-2 inhibitors are chosen to be adjuvant chemotherapy drugs in order to reduce drug side-effects and enhance curative effect.The paper aims at probing into the influence and mechanism of selective COX-2 inhibitors in combination with cisplatin on new vessels of lung tumor，blocking the oxygen，nutrient sources and channels of tumor，thus to inhibit tumor growth.

Lung tumor；Vascular endothelial growth factors；Microvessel density；Tumor inhibitor

2014-12-04)

1005-619X(2015)04-0363-04

10.13517/j.cnki.ccm.2015.04.010

010010 內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院呼吸內(nèi)科

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(30560175)；內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院重大科研項(xiàng)目資助(NYFY ZD 2012001)

張卿