血管內皮生長因子及血小板源生長因子家族與肺癌轉移及預后關系的研究進展▲

賴春鳳 程緯民

(1 廣西中醫藥大學血液科，南寧市 530000，E－mail:770951005@qq.com;2 廣西中醫藥大學第一附屬醫院血液科，南寧市 530023)

肺癌是常見的惡性腫瘤，大部分患者在發現時已發生全身多處轉移，預后不良，病死率高。據美國癌癥中心資料統計，ⅢA 期、Ⅳ期患者的5 年生存率僅為5%、1%。經血循環和淋巴結播散是其轉移的重要途徑。早在20 世紀70 年代美國科學家Folkman 即提出了“腫瘤新生血管理論”，認為腫瘤的生長和轉移依賴于腫瘤組織內部的新生血管生成，沒有新生血管供養的腫瘤癌細胞會發生凋亡［1］。血管新生是從原有的血管網絡基礎上生成新的血管，這一過程受到嚴格的調控。在病理過程(如生長與轉移等)，血管發生的調控處于失衡狀態，腫瘤組織為了滿足生長過程對營養和氧氣的需要，會分泌大量的血管生成促進因子，從而打破這種血管調控因子的平衡，誘發新生血管的生成。隨著研究的進展，許多與之相關的調節因子被鑒定出來，如血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、血小板源生長因子(platelet derived growth factor，PDGF)、表皮生長因子(EGF)、成纖維細胞生長因子(bFGF)、胎盤生長因子(PIGF)、轉化生長因子－β(TGF－β)、血管生成素等。其中，VEGF 在淋巴管及血管生成方面起重要作用，是主要組成部分，目前已經獲得普遍認可;PDGF 家族同樣可以促進血管、淋巴管的新生，PDGF 家族還可以調節VEGF 的表達，二者在肺癌轉移中起重要的調節作用。因此，本文對VEGF 及PDGF 家族在肺癌轉移及預后的相關研究進展進行綜述。

1 VEGF 及PDGF 家族與肺癌轉移的關系

VEGF 早期亦稱血管通透因子，于1989 年由Ferrara成功純化與鑒定出來，為血管生成的主要調控因子，通過與內皮細胞表面上的特異性受體結合，能夠刺激血管內皮細胞增殖，誘導血管生成、增加毛細血管的通透性和促進淋巴管生成。血管內皮生長因子家族包括VEGF－A、B、C、D、E 及PIGF 及其3 個酪氨酸激酶受體(VEGFR－1、VEGFR－2、VEGFR－3)。正常組織中VEGFR一般呈低表達，但在特殊的生理及病理過程中(腫瘤或創傷等)，VEGFR 可表達上調。VEGFR－1、VEGFR－2 主要在血管內皮細胞中表達，VEGFR－1 與VEGF 親和力最高，但因其酪氨酸激酶活性最弱，VEGF 主要通過與VEGFR－2 結合來發揮其生物學作用。VEGFR－3 主要分布于淋巴內皮細胞，與VEGF－C、VEGF－D 結合，參與淋巴內皮細胞增殖及遷移。

1.1 VEGF 促進肺癌血行轉移 VEGF 可以由多種細胞釋放，其中，腫瘤、骨髓及間質細胞通過旁分泌的形式釋放的VEGF 可以增加血管分支及促進異常血管生成［2］。血管內皮細胞釋放的VEGF 則起到維持血管穩態的作用［3］。VEGF 的生物學效應是通過其特異的膜受體介導實現的。活化的受體激活一系列下游信號分子，如磷脂酶C－γ(PLC－γ)，蛋白激酶C(PKC)，磷脂酰肌醇－3－激酶(PI－3－K)，絲裂原活化的蛋白激酶(MAPK)等實現VEGF 的生物學效應。其中，VEGFR－2、VEGF－1 主要分布在血管內皮細胞中，可以與VEGF－A、VEGF－C、VEGF－D、VEGF－E 結合。VEGF 刺激內皮細胞增殖、增加血管通透性和新血管生成的作用主要通過結合和激活VEGFR－2 來實現。VEGF－B 僅對部分組織的血管生成具有促進作用，如VEGF－B 可以促進心臟血管生長［4］。而VEGF－A 在VEGF 家族中含量最為豐富，功能最強的，與VEGFR－2 結合發揮促進血管生成的作用，是最重要的促血管生成因子［5］。由于mRNA 的不同剪接，VEGF－A 擁有多種組織亞型，目前研究發現有10 個亞型:VEGF－121、VEGF－138、VEGF－145、VEGF－148、VEGF－162、VEGF－162b、VEGF－165、VEGF－183、VEGF－189 和VEGF－206。其 中，VEGF165 是主要的亞型，可促進新生血管活性，與腫瘤的增殖、侵襲和轉移呈正相關。抑制VEGFR、VEGF－A 信號傳導通路可以抑制血管生成［6］。研究發現，VEGF－A 或VEGFR－2 基因缺失會引起血管生成障礙導致胚胎早期死亡［7］。目前VEGFR－1 促進血管生成的機制尚不明朗［8］，有研究認為其通過誘導VEGF－A 與VEGFR－2 結合，從而發揮促血管形成的生物學作用［9］。PIGF 主要通過結合VEGFR－1 而產生生物學活性，PIGF 作為在腫瘤血管生成的作用未有一致的意見，一些研究者［10］認為，PIGF 能促進腫瘤新生血管形成;然而，另外一些學者［11］研究得出抑制PIGF 或者VEGFR－1 信號通路不能抑制腫瘤的生長及轉移，也不能增強抗VEGF－A 藥物的作用，認為PIGF 在腫瘤血管生成方面無明顯作用。

1.2 VEGF 促進肺癌淋巴管轉移 淋巴管系統在維持機體內環境穩態、免疫反應及腫瘤轉移中起關鍵作用。VEGF 的亞型VEGF－C、VEGF－D 兩者具有相似的N2 端和C2 端擴展區，具有相同受體和相似的生物學特性。VEGF－C、VEGF－D 與多種腫瘤的臨床病理特征和預后密切相關。VEGFR－3 則主要表達在淋巴管內皮細胞，VEGF－C/D 通過與VEGFR－3 酪氨酸激酶受體結合，是促進淋巴管生成的主要調節因子［12］。VEGF－C/D 在胚胎發育早期可以調節血管生成，但它們的主要功能還是調節淋巴管［13］，包括對淋巴管增生的誘導及對淋巴細胞內皮進行有效的調節［14］。張利斌等［15］研究證實VEGF－C、VEGF－D 及其受體VEGFR－3 蛋白在肺癌中的表達顯著增加。VEGF－C、VEGF－D、VEGFR－3 表達陽性率與微淋巴管密度正相關。肺癌患者VEGFR－3 表達增高，與淋巴管新生及淋巴結轉移密切相關［16］。同時，VEGF－C、VEGF－D 與肺癌淋巴管浸潤相關，其表達增高淋巴結轉移發病率高［17］。Hirakawa 等［18］實驗研究發現，VEGF－C 雖然不會促進原發腫瘤的生長，但可以在腫瘤發生轉移前即促進前哨淋巴結淋巴管網的生成，加速腫瘤細胞的遠處轉移。表明VEGF－C 在致淋巴管生成及前哨淋巴結腫瘤轉移的過程中起重要作用。Liersch 等［19］實驗研究亦發現原發腫瘤通過分泌VEGF－C 可誘導前哨淋巴結的淋巴管增生，從而促進腫瘤的轉移，與肺癌患者淋巴結轉移分期相關［20］。尚立群等［21］通過肺癌裸鼠模型淋巴生成的基礎研究，證實了重組人血管內皮抑素可通過抑制肺癌組織中VEGF－C、VEGF－D、VEGFR－3 的表達來抑制新生淋巴管形成，抑制肺癌的淋巴轉移;同時可以減少腫瘤細胞經淋巴管進入血液循環。表明VEGF－C、VEGF－D、VEGFR－3 與肺癌淋巴結轉移密切相關［22］。而VEGFA 主要促進血管生成，但研究表明，VEGF－A 還可以促進腫瘤淋巴管生成，其表達與腫瘤淋巴結轉移呈正相關［23］。

1.3 PDGF 家族與肺癌血管、淋巴管轉移的關系PDGF 由4 種多肽鏈A、B、C、D 以二硫鍵形成二聚體結構，目前已知PDGF 家族包括5 個同型或異型二聚體構成的成員:PDGF－AA、PDGF－BB、PDGF－AB、PDGF－CC 和PDGF－DD。血小板源生長因子受體(PDGFR)包括亞單位α 和β，每個亞單位由胞外配體結合區，跨胞膜區和胞內酪氨酸激酶活性結構區組成。當受體與配體結合后，可激活下游的細胞內分子，引起不同信號通路的級聯反應。PDGF 信號通路參與血管、淋巴管的生成，與肺癌的侵襲轉移密切相關。

在機體正常組織，PDGF 在胚胎生長發育，間質細胞增生，結締組織的發展以及傷口愈合方面起作用;在腫瘤，PDGF 可以促進腫瘤細胞增殖，侵襲，轉移和血管生成［24］。PDGF 信號傳導通路可以通過多方面參與腫瘤細胞增殖和血管生成，其主要包括:(1)通過旁分泌信號通路募集和激活腫瘤相關成纖維細胞［25］;(2)促進血管周細胞的成熟［26］;(3)加強VEGF 在腫瘤生長及血管生成方面的作用［27］。林文俐等［28］研究發現PDGFR－β 在肺癌間質中的表達與癌相關成纖維細胞有關，與腫瘤淋巴管的形成密切相關;研究還發現腫瘤細胞PDGF－AA的表達與淋巴結轉移相關［29］。周細胞是可以在腫瘤血管發展、穩定、成熟及重塑過程中發揮著重要作用的一類細胞。研究證明PDGF－BB 表達增高可以促進體內周細胞的募集，參與腫瘤血管重塑的過程［30］。而通過抑制PDGF－BB 信號，導致腫瘤血管周細胞的缺失引起腫瘤血管退化。抑制PDGFR－α 和PDGFR－β 通路可以減少周細胞的募集抑制腫瘤的生長［31］。證實PDGF 可以通過周細胞參與血管的生成調節。還有學者發現，PDGF－CC可以通過調節糖原合成酶激酶GSK3β 活性來調節腫瘤血管生成［32］。肉瘤樣肺癌腫瘤細胞較肺癌腫瘤細胞具有更高的PDGFR－β 的拷貝數和免疫組化計分，說明PDGF－B 與PDGFR－β 的生物活性與可能與肺癌的組織亞型相關［33］。

1.4 PDGF 調節VEGF 的表達，促進肺癌血管生成PDGF 的三維結構域與VEGF 相似。研究表明，在肺癌中，PDGF－AA 是潛在的轉化生長因子，它可以在腫瘤進展過程中調節VEGF 的表達，有助于腫瘤血管生成［27］。有研究發現，PDGF－DD 是一個潛在的轉化生長因子，可使VEGF 表達上調，從而促進腫瘤血管的形成［34］。研究證實PDGF－CC 可以明顯上調VEGF 的表達，PDGF－CC表達降低可以抑制VEGF 的表達［32］。說明PDGF 是一個潛在的轉化因子，可以調控VEGF 表達，促進腫瘤血管的生成。

2 PDGF 及VEGF 與肺癌預后關系

VEGF 及PDGF 與肺癌的疾病分期及不良預后有關聯，張利斌等［15］研究發現，Ⅲ期+Ⅳ期肺癌組織中VEGF－C、VEGF－D 和VEGFR－3 表達明顯高于Ⅰ期+Ⅱ期的表達。Donnem 等［35］研究證實不同的促血管生成通路在不同分期腫瘤的進展和轉移中所起的作用并不相同，腫瘤細胞中VEGFR－2、VEGFR－3 與T2a 期(3 cm ＜直徑≤5 cm)肺癌患者預后有關，PDGF－B 與T2b 期(5 cm ＜直徑≤7 cm)肺癌患者預后有關。PDGF－B(PDGF－BB 或PDGF－AB)和VEGFR－3 的共表達與肺癌不良預后有關［29］。PDGF－BB及VEGF－C 共表達與肺癌不良預后有關［34］。

3 結 語

目前研究證實VEGF、PDGF 及其家族可促進肺癌血管及淋巴管的新生，在肺癌的血行轉移及淋巴管轉移中有重要作用，具有促進肺癌快速生長、局部侵襲和遠處轉移的作用，是影響肺癌預后的主要不利因素。通過研究PDGF 及VEGF 家族在肺癌新生血管、淋巴管生成中的分子機制，對了解腫瘤發展、轉移起有重要意義。目前，血管生成已成為抗癌治療研究中的熱點，以VEGF為靶點的抗血管生成藥物已應用于多種腫瘤的臨床治療并取得一定效果，而PDGF 可以調節VEGF 的表達來促進腫瘤血管生成，通過對PDGF 調節VEGF 表達的進一步研究，可以為臨床多靶點靶向藥物的研發及靶向治療藥物的聯合應用打開新的思路。

［1］ Folkman J.Tumor angiogenesis:therapeutic implications［J］.N Engl J Med，1971，285(21):1 182－1 186.

［2］ Stockmann C，Doedens A，Weidemann A，et al.Deletion of vascular endothelial growth factor in myeloid cells accelerates tumorigenesis［J］.Nature，2008，456(7 223):814－818.

［3］ Lee S，Chen TT，Barber CL，et al Autocrine VEGF signaling is required for vascular homeostasis［J］.Cell，2007，130(4):691－703.

［4］ Bry M，Kivel? R，Holopainen T，et al.Vascular endothelial growth factor－B acts as a coronary growth factor in transgenicrats without inducing angiogenesis，vascular leak，or inflammation［J］.Circulation，2010，122(17):1 725－1 733.

［5］ Ferrara N.VEGF－A:a critical regulator of blood vessel growth［J］.Eur Cytokine Netw，2009，20(4):158－163.

［6］ Carmeliet P.Angiogenesis in health and disease［J］.Nat Med，2003，9(6):653－660.

［7］ Ferrara N，Gerber HP，LeCouter J.The biology of VEGF and its receptors［J］.Nat Med，2003，9(6):669－676.

［8］ Schwartz JD，Rowinsky EK，Youssoufian H，et al.Vascular endothelial growth factor receptor－1 in human cancer:concise review and rationale for development of IMC－18F1(Human antibody targeting vascular endothelial growth factor receptor－1)［J］.Cancer，2010，116(4 Suppl):1 027－1 032.

［9］ Fischer C，Mazzone M，Jonckx B，et al.FLT1 and its ligands VEGFB and PlGF:drug targets for anti－angiogenic therapy?［J］.Nat Rev Cancer，2008，8(12):942－956.

［10］Van de Veire S，Stalmans I，Heindryckx F，et al.Further pharmacological and genetic evidence for the efficacy of PIGF inhibition in cancer and eye disease［J］.Cell，2010，141(1):178－190.

［11］Bais C，Wu X，Yao J，et al.PIGF blockade does not inhibit angiogenesis during primary tumor growth［J］.Cell，2010，141(1):166－177.

［12］Rak J.VEGF－D(ilated)lymphatics as gateways to metastasis［J］.Cancer Cell，2012，21(2):139－140.

［13］Shibuya M.Vascular endothelial growth factor(VEGF)and its receptor(VEGFR)signaling in angiogenesis:a rucial target for anti－and pro－angiogenic therapies［J］.Genes Cancer，2011，2(12):1 097－1 105.

［14］Tammela T，Alitalo K.Lymphangiogenesis:Molecular mechanisms and future promise［J］.Cell，2010，140(4):460－476.

［15］張利斌，王 平，熊 健，等.非小細胞肺癌中VEGF－C、VEGF－D、VEGFR－3 表達與微淋巴管密度的關系［J］.安徽醫科大學學報，2013，48(8):933－937.

［16］Li J，Yi H，Liu Z，et al.Association between VEGFR－3 expression and lymph node metastasis in non－small－cell lung cancer［J］.Exp Ther Med，2015，9(2):389－394.

［17］Feng Y，Wang W，Hu J，et al.Expression of VEGF－C and VEGF－D as significant markers for assessment of lymphangiogenesis and lymph node metastasis in non－small cell lung cancer［J］.Anat Rec(Hoboken)，2010，293(5):802－812.

［18］Hirakawa S，Brown LF，Kodama S，et al.VEGF－C－induced lymphangiogenesis in sentinel lymph nodes promotes tumor metastasis to distant sites［J］.Blood，2007，109(3):1 010－1 017.

［19］Liersch R，Hirakawa S，Berdel WE，et al.Induced lymphatic sinus hyperplasia in sentinel lymph nodes by VEGF－C as the earliest premetastatic indicator［J］.Int J Oncol，2012，41(6):2 073－2 078.

［20］Zhang Y，Meng X，Zeng H，et al.Serum vascular endothelial growth factor－C levels:a possible diagnostic marker for lymph node metastasis in patients with primary non－small cell lung cancer［J］.Oncol Lett，2013，6(2):545－549.

［21］尚立群，趙 皆，王 偉，等.重組人血管內皮抑素對非小細胞肺癌淋巴管生成的抑制及對循環腫瘤細胞的影響［J］.中國肺癌雜志，2014，17(10):722－729.

［22］Chen Y，Jiang L，She F，et al.Vascular endothelial growth factor－C promotes the growth and invasion of gallbladder cancer via an autocrine mechanism［J］.Mol Cell Biochem，2010，345(1－2):77－89.

［23］Biedka M，Makerewicz R，Marszalet A，et al.Labeling of microvessel density，lymphatic vessel density and potential role of proangiogenic and lymphangiogenic factors as a predictive/prognostic factors after radiotherapy in patients with cervical cancer［J］.Eur J Gynaecol Oncol，2012，33(4):399－405.

［24］Andrae J，Gallini R，Betsholtz C.Role of platelet－derived growth factors in physiology and medicine［J］.Genes Dev，2008，22(10):1 276－1 312.

［25］Anderberg C，Li H，Fredriksson L，et al.Paracrine signaling by platelet－derived growth factor－CC promotes tumor growth by recruitment of cancer associated fibroblasts［J］.Cancer Res，2009，69(1):369－378.

［26］Jain RK，Booth MF.What brings pericytes to tumor vessels?［J］.J Clin Invest，2003，112(8):1 134－1 136.

［27］Shikada Y，Yonemitsu Y，Koga T，et al.Platelet－derived growth factor－AA is an essential and autocrine regulator of vascular endothelial growth factor expression in non－small cell lung carcinomas［J］.Cancer Res，2005，65(16):7 241－7 248.

［28］林文俐，劉 杰，李 哲，等.血小板源性生長因子受體－β、Podoplanin 在非小細胞肺癌間質中的表達與癌相關成纖維細胞及淋巴管生成的關系［J］.山東大學學報:醫學版，2011，49(4):85－89.

［29］Donnem T，Al－Saad S，Al－Shibli K，et al.Co－expression of PDGF－B and VEGFR－3 strongly correlates with lymph node metastasis and poor survival in non－small－cell lung cancer［J］.Ann Oncol，2010，21(2):223－231.

［30］Song N，Huang Y，Shi H，et al.Overexpression of plateletderived growth factor－BB increases tumor pericyte content via stromal－derived factor－1alpha/CXCR4 axis［J］.Cancer Res，2009，69(15):6 057－6 064.

［31］Reinmuth N，Liersch R，Raedel M，et al.Combined anti－PDGFRalpha and PDGFRbeta targeting in non－small cell lung cancer［J］.Int J Cancer，2009，124(7):1 535－1 544.

［32］Hou X，Kumar A，Lee C，et al.PDGF－CC blockade inhibits pathological angiogenesis by acting on multiple cellular and molecular targets［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2010，107(27):12 216－12 221.

［33］Tsao AS，Wei W，Kuhn E，et al.Immunohistochemical overexpression of platelet－derived growth factor receptor－beta(PDGFR－β)is associated with PDGFRB gene copy number gain in sarcomatoid non－small－cell lung cancer［J］.Clin Lung Cancer，2011，12(6):369－374.

［34］Li H，Fredriksson L，Li X，et al.PDGF－D is a potent transforming and angiogenic growth factor［J］.Oncogene，2003，22:1 501－1 510.

［35］Donnem T，Andersen S，Al－Saad S，et al.Prognostic impact of angiogenic markers in non－small－cell lung cancer is related to tumor size［J］.Clin Lung Cancer，2011，12(2):106－111.