VEGF與骨髓增生異常性疾病的研究現(xiàn)狀

【摘要】  血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)是血管新生過程中一種重要的因子，在骨髓增生異常性疾病中起重要作用，其主要通過與受體(VEGFR)結(jié)合而發(fā)揮生物效應(yīng)。改變骨髓或血漿中VEGF或VEGFR的水平可能成為治療骨髓增生異常性疾病的新途徑,本文就VEGF與骨髓增生異常性疾病的研究現(xiàn)狀作一綜述。

【關(guān)鍵詞】  血管內(nèi)皮生長因子;骨髓增生異常;骨髓增生異常綜合征; 再生障礙性貧血

血管新生是指在原有血管的基礎(chǔ)上形成新血管的過程。在這過程中，多種血管發(fā)生因子起重要作用，其中以血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)最為突出。大多數(shù)血管發(fā)生因子由腫瘤細(xì)胞分泌，并且以自分泌的方式促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長和繁殖，在腫瘤的轉(zhuǎn)歸、治療中也起著作用。骨髓增生異常性疾病中最常見的是骨髓增生異常綜合征(MDS)、再生障礙性貧血(AA，下文簡稱再障)。本文就VEGF與這兩種最常見的骨髓增生異常性疾病的研究現(xiàn)狀作一綜述。

　　1 VEGF 及其受體的生物特性

　　VEGF是一種具有高度生物活性的功能性糖蛋白，VEGF家族包括VEGF�睞、VEGF�睟、VEGF�睠、VEGF�睤、VEGF�睧。人VEGF 基因位于染色體6p21.3, 全長28Kb,編碼VEGF 的基因長約14Kb, 由8個外顯子和7 個內(nèi)含子交替組成, 編碼34～35kD 的同源二聚體糖蛋白。VEGF 基因經(jīng)過轉(zhuǎn)錄水平剪切,可產(chǎn)生5 種不同的轉(zhuǎn)錄子, 即VEGF206、189、165、123 和121,其中VEGF121 和165 為分泌型的細(xì)胞因子[1]。VEGF主要促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖和血管增生, 它是血管內(nèi)皮細(xì)胞特異性的有絲分裂原, 在體外可促進(jìn)血管內(nèi)皮的生長, 在體內(nèi)可誘導(dǎo)血管發(fā)生。此外, VEGF 能增加血管的通透性, 使血漿蛋白溢出血管外, 導(dǎo)致纖維蛋白在血管外凝結(jié), 形成血管生成的臨時基質(zhì)。這種基質(zhì)一方面促進(jìn)血管生成, 另一方面促使一些間質(zhì)細(xì)胞進(jìn)一步形成成熟的血管基質(zhì), 有利于血管形成。VEGF是目前已知的所有促血管生成因子中同時具備促血管增生和增強(qiáng)血管通透性功能的生長因子。省級論文發(fā)表

　　VEGF 的生物學(xué)效應(yīng)通過其特異的膜受體實(shí)現(xiàn), 迄今發(fā)現(xiàn)5 種受體: VEGFR�� 1( Flt�� 1)、VEGFR��2(flk��1)、VEGFR��3(Flt�� 4)[2]、neuropilin�� 1(神經(jīng)毛蛋白��1)、neuropilin��2(神經(jīng)毛蛋白��2)[3��4]。這些受體本質(zhì)上都是酪氨酸激酶, 受體在其細(xì)胞外區(qū)是含7個免疫球蛋白(Ig)樣的結(jié)構(gòu)域, 而細(xì)胞內(nèi)區(qū)是含有酪氨酸激酶的信號域,中間是一段激酶插入序列(KI)。受體主要介導(dǎo)細(xì)胞骨架重排及引起細(xì)胞遷移, 但不能引導(dǎo)細(xì)胞增殖。此外, 它們能介導(dǎo)單核細(xì)胞趨化。當(dāng)VEGF與受體膜外成分部分結(jié)合后，酪氨酸激酶被激活，大量鈣離子內(nèi)流從而導(dǎo)致級聯(lián)放大反應(yīng)過程，引起一系列的生物效應(yīng)。VEGFR1和VEGFR2是血管內(nèi)皮細(xì)胞特異性酪氨酸激酶受體，在脈管系統(tǒng)的形成中起至關(guān)重要的作用。VEGFR�� 1 可增加血管內(nèi)皮細(xì)胞的通透性, 形成臨時基質(zhì), 促進(jìn)胞外蛋白水解,有利于毛細(xì)血管生成[5]， 缺乏則導(dǎo)致血管結(jié)構(gòu)缺陷。VEGFR��2 介導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、分化, 缺乏則無內(nèi)皮細(xì)胞生成。有研究論證 VEGFR��2 有增加毛細(xì)血管后靜脈和小靜脈的通透性的功能，從而促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)和炎性物質(zhì)的滲出, 而不是VEGFR�� 1; VEGFR�� 3 (Flt�� 4)在胚胎期是胚胎血管形成的必需因素, 在血管及淋巴內(nèi)皮細(xì)胞都有分布，它在腫瘤轉(zhuǎn)移過程中有一定的作用[6]。有研究認(rèn)為neuropilin�� 1 通過和VEGF 結(jié)合促進(jìn)血管的發(fā)生與發(fā)展[7]。

　　2 MDS

　　MDS是一組異質(zhì)性造血干細(xì)胞惡性克隆性疾病，以骨髓無效造血、外周血細(xì)胞減少及病態(tài)造血為特征。FAB協(xié)作組將此綜合征分為5型：難治性貧血(RA)、難治性貧血伴環(huán)狀鐵粒幼紅細(xì)胞(RARS)、難治性貧血伴原始細(xì)胞增多(RAEB)、難治性貧血伴原始細(xì)胞增多在轉(zhuǎn)變中(RAEB�睺)、慢性粒細(xì)胞白血病(CMML)。

　　2.1 VEGF及其受體在MDS中的表達(dá)

　　Bellamy等[8]發(fā)現(xiàn)MDS各亞型的骨髓造血細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中表達(dá)的VEGF及其受體的水平較正常人群中的高。Wimazal等[9]發(fā)現(xiàn)相對于RA、RARS或正常骨髓，RAEB、RAEB�睺和CMML病人骨髓中VEGF水平更高。這些區(qū)別可能是RAEB、RAEB�睺和CMML中未成熟的骨髓細(xì)胞中的VEGF表達(dá)的結(jié)果,提示VEGF在MDS病人骨髓中表達(dá)的水平可能取決于不成熟骨髓細(xì)胞的百分比(胚細(xì)胞和單核祖細(xì)胞)。Bellamy還發(fā)現(xiàn)MDS型別不同，受體VEGFR1的水平也不同：MDS高危組>MDS低危組>正常組，而在介導(dǎo)細(xì)胞增殖和遷移信號傳導(dǎo)途徑中發(fā)揮主要作用的受體VEGFR2與正常人的差異無統(tǒng)計學(xué)意義。這些發(fā)現(xiàn)為MDS的發(fā)生、發(fā)展提供了一個生物原理。

　　2.2 MDS骨髓中的血管新生

　　MDS是一組漸進(jìn)性疾病，隨著其自然病程的發(fā)展，骨髓中原始細(xì)胞比例逐漸增高，最終可演變成白血病。，Keith等[10]發(fā)現(xiàn)，在MDS轉(zhuǎn)化為白血病的過程中,各種血管新生介質(zhì)的水平明顯增高，包括VEGF、堿性成纖維細(xì)胞生長因子(bFGF)、腫瘤壞死因子α(TNF�拨�)以及血管新生介質(zhì)的受體等。當(dāng)前的研究認(rèn)為由于細(xì)胞因子和生長因子的分泌同時調(diào)節(jié)MDS骨髓中的血管新生，導(dǎo)致血管形成和克隆種群增加，骨髓微血管密度(MVD)也增高。Madry 等[11]用免疫組化法測量43例MDS、10個MDS緩解組病例的MVD，結(jié)果發(fā)現(xiàn)， MDS較緩解組中存在更高的 MVD,其中RAEB�睺和CMML的MVD最高。Pruneri等[12]也發(fā)現(xiàn)，MDS 患者中的MVD明顯高于正常，其中RA、RAEB、RAEB�睺組呈遞增趨勢，RAEB�睺組的MVD與AML組無明顯差異。上述結(jié)果表明隨著病情的發(fā)展，骨髓微血管密度逐漸增高，RAEB�睺可能是發(fā)展至AML的一個過渡階段。

　　2.3 針對VEGF靶向治療MDS的展望

　　VEGF 和VEGFR 在惡性腫瘤的血管生成過程中協(xié)同表達(dá), VEGF 和VEGFR 在腫瘤血管生成中的作用表明: 阻斷VEGF 和VEGFR 作用有希望成為抑制血管生成及腫瘤生長的有效治療措施。以VEGF 和VEGFR 為靶點(diǎn), 具有特異性高、不易產(chǎn)生耐藥等優(yōu)點(diǎn), 因而通過它來抑制腫瘤血管生成是當(dāng)前腫瘤治療研究的熱點(diǎn)之一。隨著對MDS分子機(jī)制認(rèn)識的加深，已經(jīng)發(fā)展了分子靶點(diǎn)治療。幾種新藥(VEGF抑制劑、受體酪氨酸激酶抑制劑、蛋白激酶C抑制劑等)在臨床試驗(yàn)中已顯示了其應(yīng)用前景，但大多數(shù)MDS的治療研究還處于早期階段[13]。

　　Bevadzumab(商品名：Avastln)于2004年2月獲得美國食品和藥物管理局(FIA)批準(zhǔn)上市，這是世界上首個批準(zhǔn)上市的血管內(nèi)皮生長因子抑制劑。Bevacizumab是人源化的抗VEGF單克隆抗體，能與VEGF結(jié)合，阻止VEGF與其受體VEGFR1和VEGFR2結(jié)合。早期的臨床研究表明，bevacizumab單藥治療無明顯毒性反應(yīng),從而推測Bevacizumab不僅可以抑制腫瘤新生血管形成而且可以通過去除多余的VEGF使腫瘤血管“正常化”，增加血流量使隨后應(yīng)用的細(xì)胞毒性藥物能發(fā)揮出更為有效的作用[14]。

　　VEFGR主要是酪氨酸蛋白激酶，目前普遍認(rèn)為VEGF誘導(dǎo)血管生成是由VEGF與位于血管內(nèi)皮細(xì)胞表面的VEGFR2結(jié)合所介導(dǎo)，VEGF與VEGFR2結(jié)合后形成二聚體誘使酪氨酸激酶介導(dǎo)的磷酸化，并進(jìn)一步激活相關(guān)下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。用特異性的酪氨酸激酶抑制劑可抑制VEGFR 的活性, 從而阻止其與VEGF 結(jié)合, 達(dá)到抑制腫瘤血管生成及腫瘤轉(zhuǎn)移的作用。 因此,VEGFR 酪氨酸激酶是理想的藥物作用靶點(diǎn),目前已有大量以此為靶點(diǎn)的藥物應(yīng)用于臨床, 如舒尼替尼( sunitinib) 、索拉非尼( sorafenib)等。Axitinib (AG2013736、 AG213736)是近年研發(fā)成功的藥物，主要靶向于VEGFR酪酸激酶,該藥單獨(dú)或與其他抗癌藥聯(lián)合使用的臨床研究工作已經(jīng)全面展開[15��18]。省級論文發(fā)表

　　VEGF靶向治療的許多方面有待進(jìn)一步明確，包括治療方案的合理設(shè)計、如何與傳統(tǒng)抗腫瘤方法的聯(lián)合應(yīng)用、靶向治療藥物之間聯(lián)合應(yīng)用的方法等。例如，氨磷汀是一種細(xì)胞保護(hù)劑，有對抗血管再生作用并對造血干細(xì)胞的分泌水平產(chǎn)生影響。研究顯示經(jīng)氨磷汀治療后的MDS患者VEGF24h的分泌量減少了。氨磷汀對MDS病人產(chǎn)生的抗血管活性，使造血干細(xì)胞分泌VEGF減少，從而達(dá)到治療的目的[19]。若將氨磷汀與上述藥物聯(lián)用，是否有協(xié)同作用，還有待研究。

　　2.4 VEGF在MDS 分型的意義

　　據(jù)國際IPSS評分，MDS的預(yù)后因素包括外周血細(xì)胞受累、骨髓原始細(xì)胞比例及染色體分型等。趙梅青等[20]發(fā)現(xiàn)， MDS外周血2��3系受累者，血清VEGF、bFGF水平明顯高于1系受累者;骨髓原始細(xì)胞比例>5%者，血清VEGF、bFGF水平明顯高于<5%者。上述結(jié)果表明MDS病情越重，血清VEGF、bFGF水平越高。因此通過檢測血清VEGF、bFGF水平，可間接反映MDS的預(yù)后。
3 再障

　　再障是由化學(xué)、物理、生物因素及不明原因引起的骨髓造血功能衰竭, 以骨髓多向造血干細(xì)胞不足和外周全血細(xì)胞減少為特征。這種疾病特點(diǎn)的標(biāo)志是空骨髓：包含有正常數(shù)量的脂肪細(xì)胞，但或多或少有造血干細(xì)胞、紅細(xì)胞、巨核細(xì)胞的衰竭。

　　3.1 再障骨髓細(xì)胞中VEGF的表達(dá)

　　再障的病理顯示血管密度減低，提示造血微環(huán)境缺陷是再障重要的發(fā)病機(jī)制之一。骨髓的造血功能有賴于完整的骨髓微循環(huán)系統(tǒng)。其中血管的數(shù)量和質(zhì)量的異常都會影響造血干細(xì)胞的增殖和分化。

　　VEGF作為作用最強(qiáng)的促血管生成因子，在維持正常的血管密度方面發(fā)揮著積極的作用。VEGF能糾正造血細(xì)胞VEGF基因缺陷導(dǎo)致的凋亡和集落生成能力的降低[21] ，能夠協(xié)同GM�睠SF、Epo促進(jìn)造血細(xì)胞的集落生成[22] ，還可以刺激內(nèi)皮細(xì)胞合成分泌GM�睠SF、SDF��1，其中SDF��1作為趨化因子能顯著提高CD34 造血細(xì)胞的跨膜遷移能力，從而發(fā)揮間接造血調(diào)控作用[23] 。

　　Füreder 等[24]檢測再障病人骨髓中的微血管密度(MVD)和骨髓VEGF的表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)二者的水平均較正常人群降低。進(jìn)行免疫抑制治療和干細(xì)胞移植后，骨髓中VEGF 和MVD的水平明顯提高。血管密度的改變和VEGF的表達(dá)下調(diào)對再生障礙性貧血的病理生理的改變有著協(xié)同作用。然而，F(xiàn)ureder 等的研究尚未能弄清再障低水平的VEGF是骨髓衰竭的結(jié)果還是觸發(fā)骨髓衰竭的誘發(fā)因素，他們更偏向于VEGF衰竭是再障的結(jié)果，并推測健康個體血清中的VEGF大部分來源于造血細(xì)胞;或可能某種造血細(xì)胞產(chǎn)生因子(如細(xì)胞類因子)來調(diào)節(jié)非造血細(xì)胞中VEGF的產(chǎn)生和分泌，如腫瘤壞死因子α和白血病介素1α皆由白細(xì)胞產(chǎn)生，都能導(dǎo)致間質(zhì)細(xì)胞中VEGF的表達(dá)和釋放;也可能是白細(xì)胞或者白細(xì)胞的產(chǎn)物能抑制VEGF的分解和排泄。由于再障的造血細(xì)胞、白細(xì)胞減少，從而導(dǎo)致了VEGF產(chǎn)生減少和分解排泄增加。如果VEGF分泌減少，正常的血管密度難以維持，骨髓血管減少，血管的通透性減低，供血供氧減少，微環(huán)境進(jìn)一步惡化，骨髓脂肪化，造血組織萎縮，使得VEGF的分泌減少，進(jìn)一步加速了骨髓的脂肪化，促進(jìn)再障發(fā)生和進(jìn)一步惡化[25]。

　　再障的VEGF水平明顯低于正常人群。韓秀華等[26]發(fā)現(xiàn)重型再障血漿中的VEGF水平較普通再障的低，因此認(rèn)為再障病情的輕重和VEGF分泌減少的程度有相關(guān)性，通過檢測血清中的VEGF，可間接評估病情的嚴(yán)重程度。

　　3.2 再障治療的展望省級論文發(fā)表

　　目前再障的治療選擇包括造血干細(xì)胞移植、抗胸腺細(xì)胞球蛋白聯(lián)合環(huán)孢菌素A和糖皮質(zhì)激素等綜合性治療。再障患者血漿VEGF水平的減低可能成為導(dǎo)致干細(xì)胞集落形成能力顯著降低以及骨髓微循環(huán)支持功能缺陷的因素之一，這為運(yùn)用VEGF治療再障提供了很好的依據(jù)。Marsh 等[27]認(rèn)為粒細(xì)胞集落刺激因子(G�睠SF)屬于造血生長因子(HGFs)的一種，有直接導(dǎo)致造血細(xì)胞和非造血細(xì)胞表達(dá)和分泌VEGF的可能。故對于CSF，它在再障治療中的效應(yīng)不僅歸功于它的免疫抑制特性，還在于它刺激造血細(xì)胞和非造血細(xì)胞產(chǎn)生VEGF，從而提高血漿中VEGF水平的效應(yīng)。除了CSF，單獨(dú)或聯(lián)合使用其它造血生長因子時，并沒有獲得預(yù)期的效果，而可能因使用造血生長因子而導(dǎo)致嚴(yán)重的副反應(yīng)。

　　4 結(jié)語

　　MDS、再生障礙性貧血同屬骨髓增生異常性疾病，但VEGF在二者中的水平卻不相同。如上所述， VEGF與MDS、再生障礙性貧血的發(fā)病、進(jìn)展、治療預(yù)后均有密切聯(lián)系。依據(jù)骨髓、血漿中VEGF的改變探索治療MDS、再障等血液性疾病的新途徑可望成為日后研究的熱點(diǎn)。

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