抗血管生成藥物的研究進展與臨床應用

尤 燕，牟衛偉

（1.正大天晴藥業集團股份有限公司，江蘇 連云港 222062；2.煙臺市食品藥品檢驗檢測中心，山東 煙臺264670）

血管生成（angiogenesis）指在已有的血管上以出芽的方式形成新的毛細血管，是一個動態過程，受機體的嚴密調控。生理情況下，血管生成在成年人非常罕見，幾乎只發生于女性特定的生理周期。但在一些病理情況下，如惡性腫瘤、動脈粥樣硬化及糖尿病性視網膜病變等疾病中，血管生成可被異常激活，抗血管生成對于這些疾病的治療具有重要意義[1]。隨著血管生成機制的廣泛深入研究，新的促血管生成和抗血管生成因子不斷被發現和鑒定，抗血管生成藥物的研發和應用也取得新的突破。

1 抗血管生成策略的理論基礎

早在1787年，Hunter就用angiogenesis一詞描述血管新生過程[2]。1863年，Virchow注意到惡性腫瘤組織中血管絕對數急劇增多[3]；1907年，Goldman觀察到腫瘤組織周圍有血管生成的現象[4]；1968年，Greenblatt和Shubik提出了腫瘤可產生彌漫性血管生成物質促進新血管生成的假說[4]。1971年，哈佛大學Folkman在《新英格蘭醫學雜志》上發表論文，首次提出了腫瘤生長和轉移依賴于血管生成的假說[5]，為抗腫瘤血管生成靶向治療的研究工作提供了理論依據。Folkman后來被稱為“餓死腫瘤療法”理論之父。1987年，Folkman和他的同事從腫瘤細胞中分離獲得第一個腫瘤血管生長因子——堿性成纖維細胞生長因子（basic fibroblast growth factor，bFGF）[4]；1989年，Ferrara和他的同事首次分離和克隆了血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）[6]，并于1993年報道其制備的VEGF鼠源性抗體可體內抑制多種腫瘤細胞生長[7]。

2 抗血管生成藥物的研究進展及臨床應用

VEGF及其受體（VEGF receptor，VEGFR）信號通路是血管生成最主要的通路之一。VEGF是一種能控制內皮細胞增殖、遷移、浸潤及生存的重要的血管生成因子，包括VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E及胎盤生長因子（PLGF），各亞型在生物體內的含量、定位、活性等均有不同。VEGFR是一類酪氨酸激酶跨膜糖蛋白，主要包括VEGFR1、VEGFR2和VEGFR3。VEGF與位于內皮細胞表面的受體VEGFR結合，進而激活細胞內下游信號通路，刺激內皮細胞增殖、分化、成熟、遷徙，從而生成新生血管。VEGF和VEGFR在腫瘤血管內皮細胞中過度表達，但在正常血管內皮細胞中表達較低，因此可將其作為腫瘤導向治療的靶點，特異性較高[8]。

抗血管生成藥物主要以VEGF和VEGFR為作用靶點，通過抑制其表達，阻斷信號轉導通路或耗竭腫瘤細胞產生的VEGF，進而抑制新生血管的生成，阻斷腫瘤血供，起到抑制腫瘤生長、發展和轉移的作用。因此針對VEGF及VEGFR的抗體和小分子酪氨酸激酶抑制劑（tyrosine kinase inhibitor，TKI）是抗血管生成治療的主要方法[9]。相關研究還發現，成纖維細胞生長因子（FGF）/ FGF受體（FGF receptor，FGFR）抑制劑[10]及血小板衍生生長因子（platelet-derived growth factor，PDGF）/PDGF受體（PDGF receptor，PDGFR），在抑制惡性腫瘤的血管生成、減少腫瘤的生長和轉移中起到一定作用[11]。此外，一些細胞外基質水解片段，如血管生成抑素（angiostatin）、內皮抑素（endostatin）、腫瘤抑素（tumstatin）和癌抑素（canstatin）等多種內源性分子，可直接作用于內皮細胞，從而影響腫瘤細胞特有的調節通路，阻斷營養供給，達到抑制腫瘤增殖或轉移的目的。

根據藥物特點，目前抗血管生成藥物大體可分為小分子多靶點血管生成抑制劑、包括抗體類在內的大分子單靶點血管生成抑制劑和內源性泛靶點血管生成抑制劑。

2.1 小分子酪氨酸激酶抑制劑

目前全球已批準上市12個以VEGFR為主要靶點的抗血管生成藥物，均為口服制劑。

索拉非尼（Sorafenib）被認為是第一個多靶點激酶抑制劑，2005年12月20日在美國首次獲準上市，2006年在中國上市，一方面可抑制鼠白血病病毒癌基因同源物1（murine leukemia viral oncogene homolog 1，Raf1）、鼠肉瘤病毒致癌基因同源物B1（murine sarcoma viral oncogene homolog B1，B-Raf），通過抑制Raf/絲裂原活化的細胞外信號調節激酶（mitogen-activated extracellular signal-regulated kinase，MEK）/細胞外信號調節激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）信號通路直接抑制腫瘤生長，另一方面通過抑制VEGFR2/3和PDGFRβ而阻斷腫瘤新生血管的形成，間接抑制腫瘤細胞生長，臨床用于肝癌、腎細胞癌、分化型甲狀腺癌的治療[12]。索拉非尼聯合吉西他濱/順鉑對比吉西他濱/順鉑治療不能手術切除的IIIB-IV期非鱗非小細胞肺癌的研究結果提示，索拉非尼治療僅延長了患者的中位無進展生存期（progression-free survival，PFS），沒有改善患者的中位總生存期（overall survival，OS）[13]。

舒尼替尼（Sunitinib）除了抑制VEGFR，還可抑制其他多種酪氨酸激酶，如PDGFR和FMS樣酪氨酸激酶3（FMS-like tyrosine kinase-3，FLT3）等，2006年FDA批準上市，2007年進口中國，目前舒尼替尼已被FDA批準用于治療胃腸道間充質瘤、轉移性腎細胞癌和晚期胰腺神經內分泌腫瘤[14]。

培唑帕尼（Pazopanib）能抑制VEGFR1、VEGFR2 和 VEGFR3、PDGFRα/β、成纖維細胞生長因子受體1/3（FGFR1/3）、干細胞因子受體（c-Kit）、白介素2（IL-2）誘導的T細胞激酶（Itk）、淋巴細胞特異蛋白酪氨酸激酶（Lck）和跨膜糖蛋白受體酪氨酸激酶（c-Fms），2009年批準上市，是第一個用于非胃腸間質瘤和非脂肪細胞軟組織肉瘤的口服藥，已批準用于腎癌和軟組織肉瘤的臨床治療[15]。

凡德他尼（Vandetanib）是一種苯胺喹唑啉化合物類多靶點激酶抑制劑，可有效抑制腫瘤細胞表皮生長因子受體（EGFR）、VEGFR、轉染重排（rearranged during transfection，RET）基因和乳腺腫瘤激酶（breast tumor kinase，BRK）的成員，2011年首次獲準上市，用于甲狀腺髓樣癌的治療。研究顯示，凡德他尼可通過作用于腫瘤靶點RET酪氨酸激酶而抑制腫瘤細胞生長和存活，從而起到治療甲狀腺髓樣癌的效果，2005年獲得FDA孤兒藥資格，主要針對濾泡型、髓質型、未分化型和局部復發、轉移乳突型甲狀腺癌[16]。

卡博替尼（Cabozantinib）能強效抑制VEGFR和間質表皮轉化因子（c-mesenchymal-epithelial transition factor，c-MET），此外，其作用靶點還包括RET、生長停滯特異性基因6（growth arrestspecific 6 gene，GAS6）、干細胞生長因子受體（stem cell factor receptor，SCFR，又稱c-Kit）、上皮生長因子樣域酪氨酸激酶-2（human tyrosine kinase with immunoglobulin-like and EGF-like domains 2，TIE-2）和FLT-3[17]，2012年，FDA批準卡博替尼用于治療轉移性甲狀腺髓樣癌，2016年批準晚期腎細胞癌適應癥，2019年批準用于經索拉菲尼治療后疾病進展的肝細胞癌的二線治療。

瑞戈非尼（Regorafenib）能抑制包括血管新生（VEGFR1、VEGFR2、VEGFR3、TIE-2），腫瘤生長（c-Kit、RET、Raf-1 和B-Raf）和腫瘤微環境（PDGFR和FGFR）相關靶點的活性[18]，2012年，FDA首次批準上市，是第一個被證實可用于治療轉移性結直腸癌（mCRC）的小分子多激酶抑制劑，2013年，FDA批準用于治療胃腸道間質瘤（GIST），是FDA批準用于該適應癥的第3個藥物，2017年批準二線治療肝細胞癌（HCC），2017年在我國批準上市。

阿昔替尼（Axitinib）選擇性抑制VEGFR1、VEGFR2、VEGFR3，在納摩爾濃度就表現出對VEGFR、PDGFRβ和c-Kit的較高特異性和作用效果[19]，2012年1月27日，FDA批準其用于經其他全身治療無效的晚期腎細胞癌患者。至此，自2005年以來，先后有索拉非尼、舒尼替尼、貝伐珠單抗和帕唑帕尼4種抗血管生成藥物批準用于晚期腎細胞癌的治療。2015年我國批準進口阿昔替尼片。

尼達尼布（Nintedanib）是三聯血管激酶抑制劑，作用于VEGFR1-3、FGFR1-3和PDGFRα/β 3種不同的促血管生成通路，以及RET、FLT3和肉瘤基因（sarcoma gene，SRC）家族，2014年經美國FDA和歐盟批準上市，是首個特發性肺纖維化（IPF）突破性治療藥物，歐盟還同時批準尼達尼布聯合多西他賽用于肺腺癌患者的二線治療，2017年9月在我國獲準上市。

樂伐替尼（Lenvatinib）通過抑制VEGFR1、VEGFR2、VEGFR3、FGFR1-3、KIT、PDGFRα和RET的活性來抑制新血管的生成，從而抑制腫瘤的生長，2015年FDA首次批準上市，臨床用于放射性碘難治性分化型甲狀腺癌的單藥治療及與依維莫司聯合治療晚期腎細胞癌[20]，2018年批準用于不可切除HCC患者的一線治療。2018年，FDA授予PD-1抗體K藥聯合樂伐替尼“突破性新藥”資格認定。

此外，我國自主研發并在中國首次獲批上市的抗血管生成靶向藥物也取得了一定進展，已有3個藥物獲批上市。

阿帕替尼（Apatinib）是針對VEGFR，特別是VEGFR2的口服小分子抗血管生成酪氨酸激酶抑制劑，2014年10月17日在我國批準上市，用于胃癌三線及三線以上治療[21]，是首個被證實可用于晚期胃癌標準化療失敗后的安全有效的小分子抗血管生成靶向藥物，目前已在肺癌、乳腺癌、肝癌等多種實體瘤中開展臨床試驗。

安羅替尼（Anlotinib）是一種新型多靶點酪氨酸激酶抑制劑，能強效抑制VEGFR2/3、FGFR1-4、PDGFRα/β、c-Kit和Ret等多個靶點，從而發揮抗腫瘤血管生成和抑制腫瘤生長的作用[22]，2018年5月8日經國家食品藥品監督管理局批準上市，用于晚期非小細胞肺癌患者的三線治療[23]，2019年6月和9月分別獲批用于軟組織肉瘤和小細胞肺癌的治療，另有治療甲狀腺髓樣癌、結直腸癌、食管鱗癌、胃癌、肝癌等多種實體瘤的臨床試驗正在進行中。

呋喹替尼（Fruquintinib）是高選擇性的VEGFR1、VEGFR2、VEGFR3抑制劑，可有效抑制血管與淋巴管的增生，對其他激酶幾乎沒有抑制活性[24]，于2018年9月4日在我國獲準上市，用于轉移性結直腸癌的治療。

2.2 抗VEGF/VEGFR大分子藥物

全球批準上市的抗VEGF/VEGFR的大分子藥物共有5種，包括3種單克隆抗體：貝伐珠單抗、雷莫蘆單抗、雷尼珠單抗，以及兩種融合蛋白：阿柏西普和康柏西普。

貝伐珠單抗（Bevacizumab）是全球首個獲批的抗腫瘤血管生成靶向藥物，含93 %人IgG骨架和7%鼠源結合域，也是第一個重組的人源化抗VEGF單克隆抗體，可識別所有的VEGF-A亞型，阻止VEGF與內皮細胞表面的VEGFR結合，從而抑制細胞增殖及新生血管生成[25]。2004年FDA首次批準上市，與化療聯合用于結腸癌的治療，2006年10月批準與卡鉑和紫杉醇聯合，用于不能切除的局部進展或轉移的非鱗非小細胞肺癌的一線治療，是迄今為止唯一一個在一線治療中被證實與化療藥物聯合應用可為晚期非鱗非小細胞肺癌患者帶來生存獲益的抗血管生成藥物，此外，還獲準用于轉移性乳腺癌、成膠質細胞瘤、轉移性腎癌等惡性腫瘤。2010年2月在我國獲準上市，用于治療轉移性結直腸癌。

雷莫蘆單抗（Ramuciruma）是一個人源化單克隆抗體，選擇性地與VEGFR2的胞外區域結合，阻止VEGFR2的磷酸化，是全球唯一已經上市的VEGFR2單克隆抗體。2014年4月21日FDA首次批準，臨床主要用于治療胃癌、非小細胞肺癌、結直腸癌等惡性腫瘤[26]。2019年獲批用于甲胎蛋白≥400 ng/ml的肝癌二線治療，也是FDA批準的首個生物標志物驅動的肝癌療法。2020年5月29日，FDA批準雷莫蘆單抗與EGFR-TKI厄洛替尼（erlotinib）聯合用于EGFR第19外顯子缺失突變（19del）及第21外顯子L858R突變轉移性非小細胞肺癌的一線治療。

雷尼珠單抗（Ranibizumab）采用與貝伐珠單抗相同的鼠源抗體構建而成，是第二代人源化IgG1單克隆抗體Fab片段，不含Fc區，分子量更小，直接結合VEGF-A抑制其活性，能直接注射到眼睛玻璃體內發揮作用。FDA于2006年6月30日批準其用于治療年齡相關性黃斑變性（AMD）患者，雷尼珠單抗是第一個使AMD患者視力改善的VEGF抑制劑，2015年2月批準用于治療糖尿病性黃斑水腫（DME），2017年4月成為首個FDA批準用于治療所有類型糖尿病性視網膜病變的藥物，包括：AMD、視網膜靜脈阻塞（RVO）后的黃斑水腫（ME）、DME、糖尿病性視網膜病變（DR）、近視性脈絡膜新生血管（mCNV），2011年進入中國市場。

此外，還有兩種融合蛋白。阿柏西普（Aflibercept）是一種與VEGF-A、VEGF-B和PLGF緊密結合的融合蛋白，通過與這些內源性配體結合，此藥能抑制其與內源受體的結合與活化，從而減少新血管的生成和降低血管通透性，2012年8月3日FDA批準其用于結直腸癌[27]，2011、2012和2014年相繼批準了阿柏西普治療濕性AMD、視網膜靜脈阻塞繼發黃斑水腫和DME。康柏西普（Conbercept）是一種玻璃體腔內注射的，用中國倉鼠卵巢細胞表達系統生產的具有VEGF1和VEGF2兩個結合位點的新一代抗VEGF重組融合蛋白，可有效抑制新生血管生成，于2013年12月獲準作為治療濕性年齡相關性新生血管黃斑病變用藥，是中國首個獲得世界衛生組織國際通用名的生物創新藥。康柏西普眼用注射液2016年10月獲得FDA批準，直接進入AMD Ⅲ期臨床試驗。

2.3 內源性泛靶點血管生成抑制劑

恩度（Endostar）是內源性血管生成抑制因子內皮抑素（endostatin，ES）的改良蛋白。1997年，Folkman和O'Reilly等從小鼠內皮細胞瘤中分離到血管生成抑制因子內皮抑素（endostatin），幾乎能完全抑制小鼠腫瘤誘導的血管生成，顯示較強的抗腫瘤活性，毒副作用輕[28]。羅永章等[29]在內皮抑素的N端外加了9個氨基酸，開發出重組人血管內皮抑制素注射液（恩度），屬于泛靶點血管內皮細胞抑制劑。2005年9月，國家食品藥品監督管理總局批準恩度與長春瑞濱/順鉑聯用治療晚期非小細胞肺癌[30]。該類藥物的作用機制及臨床應用研究仍處于探索階段。

3 小結與展望

自2004年首個血管靶向藥物貝伐珠單抗獲批以來，無論是大分子或是小分子抗血管生成藥物的研究均取得顯著成就，臨床廣泛用于甲狀腺髓樣癌、腎細胞癌、肝癌等惡性實體瘤及視網膜病變的治療。其中小分子多靶點酪氨酸激酶抑制劑，通過抑制腫瘤血管生成和改善腫瘤微環境發揮抗腫瘤作用，作用顯著，并且均為口服制劑，臨床使用方便，得到深入研究和廣泛應用。索拉非尼、舒尼替尼、瑞戈非尼、樂伐替尼、安羅替尼均獲批3個以上適應癥。此外，FDA于2018年批準的FGFR抑制劑厄達替尼（Erdafitinib）用于FGFR基因突變的膀胱癌，2019年批準的PDGFR抑制劑阿伐普利尼（Avapritinib）用于胃腸道間質瘤，進一步拓展了抗血管生成小分子藥物的研究和應用范圍。抗血管治療與其他靶向治療、免疫治療等聯合應用也成為當前研究的熱點，有望帶來新的突破。

抗血管生成藥物不僅具有抑制腫瘤血管生成的作用，還可能對人體正常血管造成損傷，引起高血壓、蛋白尿、手足綜合征等不良反應。隨著精準醫療的推進，如何根據不同的腫瘤類型和個體差異實施科學合理的精準治療策略，進一步研發針對腫瘤血管的特異性藥物和用藥方案，提高其抗腫瘤療效的同時，減輕藥物毒副作用，規范抗血管生成藥物的臨床應用，仍需要進一步研究探索。