黃 玉綜述 戈 偉審校

腫瘤微環(huán)境療法已成為治療惡性腫瘤的一個重要新靶點。血管內(nèi)皮抑素（Endostatin，ES）是目前研究最為透徹的內(nèi)源性血管生成抑制因子，具有廣譜的抗血管形成活性，可以與正常的血管形成相關基因進行作用，且毒副作用低可長期應用。大量研究證實ES可以抑制許多腫瘤的生長［1］。國外生產(chǎn)的ES易形成包含體，很難復性、性質(zhì)不穩(wěn)定。國內(nèi)研究者通過在ES肽鏈末端添加9個氨基酸，并采用大腸桿菌作為表達體系，使其得以大規(guī)模成功復性而生產(chǎn)出了新型重組ES——恩度，已被SFDA批準用于非小細胞肺癌的一線治療。但單獨使用血管抑制劑（包括恩度）的抗腫瘤效應并不明顯［2～4］，將其聯(lián)合放射治療（放療）能顯示良好的協(xié)同效應［5］，已成為抗惡性腫瘤的一種重要治療模式，并在臨床廣泛應用。

ES聯(lián)合放療除了能作用于新生血管的內(nèi)皮細胞并抑制其遷移而發(fā)揮抗血管生成作用外，越來越多的證據(jù)顯示二者聯(lián)合可通過調(diào)控腫瘤微環(huán)境來改善局部血液循環(huán)、降低腫瘤間質(zhì)壓、提高局部氧分壓，從而增強腫瘤對放療的敏感性，如改善乏氧狀態(tài)、誘導細胞外基質(zhì)中蛋白水解酶活性、調(diào)節(jié)腫瘤細胞表面血管內(nèi)皮生長因子的表達等干擾腫瘤細胞與微環(huán)境之間的聯(lián)系，導致腫瘤休眠或退縮等［6，7］，為治療惡性腫瘤提供了一條新思路。

1 腫瘤微環(huán)境的病理生理特點

腫瘤微環(huán)境（Tumor Microenviroment，TME）是一個復雜的綜合系統(tǒng)，包括了腫瘤細胞、成纖維細胞、免疫和周細胞、膠質(zhì)細胞等各種基質(zhì)細胞［8］，同時也包括附近區(qū)域內(nèi)的細胞間質(zhì)、微血管以及浸潤在其中的生物分子［9］。腫瘤微環(huán)境是一個小的生態(tài)環(huán)境，其中的腫瘤細胞與其有著千絲萬縷的聯(lián)系，成為不可分割的整體。因此治療腫瘤必須治療腫瘤微環(huán)境。

腫瘤微環(huán)境的理化性質(zhì)特殊性主要表現(xiàn)在乏氧、低pH及間質(zhì)高壓［10，11］。腫瘤細胞無休止的增殖和高代謝狀態(tài)常導致灌注不足區(qū)域缺氧加重，缺氧區(qū)域的乏氧細胞只有通過激活各種生長因子來適應缺氧環(huán)境；同時，缼氧環(huán)境可能促進腫瘤基因的不穩(wěn)定，導致腫瘤細胞惡性度進一步增加。低pH環(huán)境能誘導細胞毒性免疫細胞功能受損［12］。間質(zhì)高壓能干擾化療藥物在腫瘤細胞中的彌散。由于上述特點使得腫瘤微環(huán)境中大量細胞因子和各種蛋白水解酶發(fā)生錯綜復雜的病理反應，進而促進腫瘤細胞的增殖、侵襲、黏附、血管生成，導致放療敏感性降低。

2 ES聯(lián)合放療對腫瘤微環(huán)境的影響

2.1 血管“正?；迸c腫瘤微環(huán)境

腫瘤組織中存在著內(nèi)皮血管、新生血管和血管生成擬態(tài)三種新生血管形態(tài)［13］，血管“正?；敝改[瘤異常血管趨近于正常血管形態(tài)和功能，使得腫瘤組織中異常血管減少，間質(zhì)壓力降低，攝氧量增加，從而有利于提高化療藥物和放射線對腫瘤細胞的殺傷效率。研究［14］表明，ES一方面可以協(xié)同放射線致敏血管內(nèi)皮細胞，殺傷腫瘤內(nèi)部血管；另一方面，由于放療殺傷腫瘤細胞依賴于氧自由基，氧自由基增加與腫瘤內(nèi)部氧分壓成正相關，而抗血管生成藥物可通過促進新生異常血管趨于“正?；倍岣吣[瘤組織攝氧量，所以能增強放療對腫瘤細胞的殺傷作用。

盡管目前對ES聯(lián)合放療使腫瘤組織中雜亂無章的血管出現(xiàn)短暫“正?；钡木唧w時間窗尚無明確定論［15，16］，但國內(nèi)外研究結果業(yè)已提示，在血管“正常化”時聯(lián)合放療能減少無效血流，改變腫瘤微環(huán)境，顯著改善乏氧、低pH和間質(zhì)高壓［17］。

2.2 ES聯(lián)合放療可改善乏氧微環(huán)境

目前對腫瘤微環(huán)境的研究比較透徹的是乏氧環(huán)境。乏氧細胞大多處于細胞動力學的G0期，趨于不增殖或增殖緩慢，故對放療和化療都不敏感，常成為腫瘤容易復發(fā)的重要原因。腫瘤組織的快速生長使其遠離了營養(yǎng)和氧氣充足的血管，加之腫瘤細胞代謝旺盛，增殖能力強，能量需求大，都使得腫瘤組織更容易發(fā)生缺氧。

大量的臨床前期和臨床試驗表明，ES聯(lián)合放療在化療初期能夠改善腫瘤微環(huán)境的乏氧狀態(tài)，增強放射敏感性，其主要機制可能是腫瘤血管“正?；保?8，19］。血管“正常化”期間，腫瘤局部組織的血液循環(huán)和間質(zhì)高壓得到改善，血管通透性降低，腫瘤細胞和內(nèi)皮細胞的耗氧減少，使腫瘤局部氧分壓增高，從而增強腫瘤的放射敏感性。乏氧誘導因子1α（Hypoxia Inducible Factor－1α，HIF－1α）在誘導低氧環(huán)境形成過程中所發(fā)揮的重要作用已得到廣泛證實。Ge Wei等［20］研究表明ES聯(lián)合放療能通過下調(diào) HIF－1α蛋白及 HIF－1αmRNA的表達，提高腫瘤放射敏感性，其原因與ES能夠降低HIF－1α的表達，從而改善腫瘤組織的乏氧狀態(tài)有關。還有報道，ES聯(lián)合放療還可上調(diào)氧通道蛋白－1（Aquaporinswater Channel Protein－1，AQP－1）和 AQP－1mRNA的表達，增加細胞攝氧量，提高微環(huán)境氧含量而增強放射線對腫瘤細胞的殺傷作用［21］。Itasaka等［22］用 ES聯(lián)合放療干預鼠人A431上皮細胞移植瘤，結果顯示ES具有放射增敏作用，并且基質(zhì)金屬蛋白酶－2（MMP－2）和 MMP－9表達明顯降低，證實ES聯(lián)合放療對腫瘤微環(huán)境中的細胞外基質(zhì)也有影響。

3 ES聯(lián)合放療的增敏作用

許多研究顯示ES聯(lián)合放療能夠提高放療的敏感性。Hanna等［23］研究發(fā)現(xiàn)短期ES聯(lián)合放療對Lewis肺癌移植瘤和放療抗拒的SQ－20B移植瘤以及通過載體轉錄表達ES基因聯(lián)合放療HT29直腸癌模型，均有顯著的獲益?？梢?，ES與放療聯(lián)合可以補充放療的局限，增強放射敏感性，達到協(xié)同抑瘤效應。其可能機制有以下幾點［24～26］：（1）提高腫瘤氧合、降低血管密度、改善腫瘤局部的氧供狀況。腫瘤組織內(nèi)乏氧細胞是影響放射效應的重要因素，分子水平研究結果表明，在有氧條件下，放射線產(chǎn)生的DNA損傷較多，抗血管生成藥物在“治療窗”內(nèi)應用可以使腫瘤血管結構和功能趨于正?；?，從而改善局部血供、降低腫瘤間質(zhì)高壓、提高局部氧供，增強腫瘤的放射敏感性；（2）誘導腫瘤血管內(nèi)皮細胞凋亡，增強對內(nèi)皮細胞的殺傷作用。放射線可誘導腫瘤細胞血管表皮生長因子（Vascular Endothelial Growth Factor，VEGF）表達，促進血管內(nèi)皮細胞增殖，并對放射線造成的損傷有保護作用。（3）抑制血管內(nèi)皮細胞的生成。惡性腫瘤存在的三種血管形態(tài)中，內(nèi)皮血管、新生血管是有內(nèi)皮細胞覆蓋的血管，血管生成擬態(tài)則沒有內(nèi)皮細胞，ES可直接作用于內(nèi)皮細胞，但不能抑制血管生成擬態(tài)，而放療的非特異性損傷作用可以抑制上述三種血管生成，因此兩者聯(lián)合的抑瘤效應更強；（4）抑制細胞的周期特異性細胞。一般來說，G2／M期細胞對放療最敏感，G1期細胞中等敏感，S期細胞最不敏感；對放療不敏感的周期性細胞存活下來，成為腫瘤復發(fā)的根源。而通過ES抑制腫瘤血管生成相關因子的表達，可以抑制血管內(nèi)皮細胞分化和成熟，間接抑制腫瘤細胞增殖，從而補充了放療的局限性，達到協(xié)同抑瘤效果。

上述機制在國內(nèi)外眾多學者中已達成共識，并為許多后續(xù)研究奠定了一定的理論基礎，而目前對于ES聯(lián)合放療影響腫瘤細胞生存微環(huán)境達增敏作用的臨床應用仍處在研究階段，Itasaka等［22］指出ES可阻斷放射線照射后引起的血管再生，增加腫瘤組織對放療的敏感性，并且可調(diào)控腫瘤微環(huán)境，消除腫瘤血管網(wǎng)、降低間質(zhì)液壓。但這一 “網(wǎng)絡化”機制尚待具體闡明。

4 腫瘤微環(huán)境治療存在的問題

腫瘤微環(huán)境的低pH與缺氧互為因果，且對腫瘤生長代謝以及對放療效應等有決定性作用［27］。腫瘤細胞對缺血、缺氧的自身調(diào)節(jié)和適應，主要通過提高葡萄糖轉運、糖酵解（Warburg效應）和形成血管體系來實現(xiàn)，并形成惡性循環(huán)。缺氧導致HIF－1α上調(diào)，增強腫瘤細胞的能量代謝［28］而產(chǎn)生大量乳酸，加重酸性環(huán)境，ES能否通過抑制HIF－1α的表達，降低腫瘤細胞的糖酵解，從而達到放療增敏的作用，目前尚無研究報道。另外，盡管已經(jīng)明確腫瘤微環(huán)境存在低pH和間質(zhì)高壓的特點，但目前缺乏切實可行和靈敏度高的方法進行精確測量。有文獻報道，利用PH－actived紅外熒光納米探針結合成像技術檢測腫瘤酸性微環(huán)境［29］，但由于受到多種客觀因素的制約，使這一技術未能應用于實踐。這些問題的解決對腫瘤微環(huán)境治療至關重要。

5 結 語

目前對于ES聯(lián)合放療與腫瘤微環(huán)境相互作用的認識是十分有限的。原因在于：一方面，至今為止，國內(nèi)外仍無完整的理論體系來闡述二者聯(lián)合作用的具體機制，為ES與放療聯(lián)合在臨床上的應用與推廣帶來了困惑；另一方面，腫瘤微環(huán)境靶點眾多［30］，并且腫瘤微環(huán)境模型研究尚不成熟，也決定了以腫瘤微環(huán)境為目標的治療方法尚需更多的基礎和臨床試驗來解釋說明。當務之急在于進一步明確腫瘤微環(huán)境的分子、細胞及細胞外組成及其相互聯(lián)系［31］，同時深入研究和探討ES聯(lián)合放療引起血管“正?；钡某梢蚝蜋C制，并確定聯(lián)合治療的最佳劑量、時間和順序。只有將兩方面密切結合起來才有望通過改變腫瘤微環(huán)境來推動腫瘤的臨床治療，這也勢必會對腫瘤的預防和治療帶來新的啟示和策略。

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