中图分类号：R73-3文献标识码：A

文章编号：1009-4571(2000)03-0285-03

针对某些原发性肿瘤能抑制远处转移性肿瘤和继发性肿瘤的生长，或伴随转移性肿瘤的快速生长，某些原发性肿瘤能够自发消退的现象，学者们先后提出了伴随免疫、营养剔除、抗有丝分裂因子生成和肿瘤生长依赖肿瘤血管生成等学说。免疫组化研究也证实，肿瘤的生长与肿瘤组织内血管生长呈现比例关系。数十年中，已发现了TNP-470、CM-101、血小板因子4和内皮抑素等血管内皮细胞增殖抑制因子，干扰素也具有抑制作用，它们共同构成了血管增殖抑制因子家族^［1］。1994年O′Reilly等自荷瘤鼠血清和尿液中分离出一个相对分子质量为38×10³的蛋白，具有特异性抑制血管内皮细胞增殖作用，对其他细胞包括肿瘤细胞的生长无抑制作用，命名为血管生长抑制素(angiostatin，简称为血管抑素)，在控制肿瘤的生长和转移过程中发挥重要作用，成为抑制血管内皮细胞增殖功能因子家族中最具药理作用和临床应用前途的因子。本文就该因子的结构、功能、研究进展和临床应用前景作综述。

1血管抑素的来源

血管抑素是自荷lewis肺癌小鼠血清和尿液中经高压液相分离得到的蛋白，它具有4个袢样结构(kringle, K,即结构域)。序列分析表明，它与小鼠血浆纤溶酶原(plasminogen, Pgn)的98-440氨基酸残基序列具有同源性，提示血管抑素是血浆纤溶酶原的内部片段。相应的人血管抑素片段与鼠血管抑素一样，也是来源于人血浆纤溶酶原(hPgn)的内部片段，有rK1～rK4袢样结构。近年来的研究还证实，血管抑素来源于血浆纤溶酶，而非血浆纤溶酶原，Paul等^［3］的研究表明，CHO和HT1080肿瘤细胞系能分泌纤溶酶还原酶，可在细胞外基质中还原纤溶酶肽链中的二硫键，触发裂解酶的蛋白裂解作用，释出血管抑素片段(图1)。此外，肿瘤浸润巨噬细胞等生成的金属蛋白酶在产生裂解过程中也起重要作用^［3，4］。

图1PA：前活性肽

2血管抑素的结构和功能关系

血管抑素以及不同袢样结构rK1、rK2、rK3和rK4组合克隆产物对血管内皮细胞增殖的作用不同。rK1-3、rK1-4、rK1对bFGF和VEGF诱导血管内皮细胞增殖的抑制作用的DE₅₀分别为70 nM，135 nM和320 nM，并呈现出剂量依赖性^［5，6］。rK1-3表现出最大抑制作用，对BCE细胞系的抑制作用最高可达95%，而rK4克隆产物无抑制作用，这说明在血管抑素袢样结构中rK4不是功能必需的单位。rK2-3和rK2一样仅表现出弱的内皮细胞增殖抑制活性，分别为50%和40%，而小分子rK2+rK3片段协同亦可达95%抑制作用，提示rK3的抑制活性被rK2-3结构掩盖，其中rK2多肽链结构Gys169与rK3多肽链结构Gys297形成的袢样结构间二硫键在其中起主要作用。rK1、rK2-3各自单独使用对BCE细胞系的最大抑制活性达65%和40%，而rK1+rK2-3的抑制活性下降为40%，提示rK2-3与rK1竞争内皮细胞上的结合位点。而完整的rK1-3片段具有强抑制内皮细胞增殖作用，可以认为rK1和rK3是rK1-3达到最大抑制活性所必需。而rK1-4中的rK4可能起防止rK1-3的过度抑制活性作用。在rK1-4中，袢样结构的折叠对抑制活性至关重要，烷基化使血管抑素相对分子质量由38×10³改变为42×10³，丧失大部分活性，说明二硫键参与构成活性中心。在多肽链中邻近半胱氨酸残基的赖氨酸残基作用尚不明确，在rK1中具有功能基团样作用，但6-氨基己酸封闭实验表明rK3中的赖氨酸残基不影响抑制功能，提示赖氨酸不直接参与功能单位的组成，其功能结构有待于进一步研究^［5，6］。

3血管抑素抑制肿瘤生长的机制

血管生成是已存在的血管芽生成新的毛细血管，是伤口愈合、组织修复、雌性生殖和胎儿增长等必需的生理过程，同时也是诸如糖尿病和肿瘤等发展所必需的病理过程。它包括：①成熟哺乳动物在生理条件下，组成毛细血管的内皮细胞通常处于静止状态；②适当的刺激因素可使内皮细胞进入细胞周期，降解环绕的基底膜、变化细胞形态、增生、迁移；③内皮细胞形成新的基质并出芽形成微管。这种血管生长表型转变或调控依赖于血管生长刺激因子和抑制因子的平衡，当组织局部微环境的抑制因子水平超过生长因子水平时，通过抑制血管内皮细胞所需的酶活性、抑制血管生长源性因子的释放、连接通路以及信号传导和/或直接抑制内皮细胞的活性，包括增生、迁移和芽管的形成^［4～6］。血管的发育不良使组织生长停滞，细胞处于休眠状态，甚至可出现衰退。血管抑素与细胞表面受体的结合，是在细胞膜表面激活胞内酶系统还是内吞进入胞内发挥作用有待于进一步研究，但已经证实这种受—配体结合作用需要α_vβ3粘附分子配合^［7］。

许多资料证实原发性和转移性肿瘤的生长需要新的血管，血管化前期的肿瘤体积多小于2～3 mm³，维持百万级的细胞数^［8］，原发和转移性肿瘤处于休眠状态。仅有完成血管化的肿瘤，其细胞数和体积才能快速增长。在血管生长因子家族中，VEGF和bFGF是肿瘤常见的分泌因子。血管化的肿瘤常表达一种或多种这类血管生长因子发挥协同作用以促进肿瘤生长。但肿瘤血管生长还需要抑制因子表达的下调为条件。因此，血管内皮细胞的增殖活性起控制肿瘤生长的“监护者”作用。

血管抑素特异性地抑制内皮细胞的增殖，对正常细胞和肿瘤细胞的增殖无抑制作用。其间接抑制原发性和转移性肿瘤生长的机制在于使肿瘤细胞发生凋亡^［5～8］，肿瘤细胞的增殖与细胞的凋亡处于平衡，此即肿瘤休眠状态。当肿瘤细胞增殖占优势而失去平衡状态时，血管抑素不能阻止原发性肿瘤的生长，试验表明这种现象在原发性肿瘤中与血管抑素的表达水平有关^［8］，提示肿瘤分泌的血管抑素量不足以抑制原发肿瘤的生长。并且原发性肿瘤在生长过程中，乏氧环境增加VEGF等的分泌水平，减弱了血管抑素的作用。再者高血管抑素分泌的休眠肿瘤中，VEGF等血管生成因子的表达量少，也有利于肿瘤生长的抑制。转移性肿瘤至少在两个步骤中依赖新血管化：一是原发肿瘤新血管生成后，恶性细胞脱离原发肿瘤进入血循环过程；二是转移瘤细胞到达远处器官后，必须再形成血管，以适应肿瘤的生长。因此，转移性肿瘤生长抑制依赖于转移细胞局部的抑制因子水平，特别是原发性肿瘤分泌的循环抑制因子的半衰期。

血管抑素抑制肿瘤细胞的增殖在于诱导肿瘤细胞的凋亡，对肿瘤细胞不表现细胞毒作用^［5～8］。Helena^［9］采用对荷瘤小鼠进行照射和血管抑素综合治疗的方案，结果表明，小鼠LLC肿瘤对照组、照射组、血管抑素组和血管抑素+照射组的肿瘤体积分数在第9天分别为8.49、3.21(40 Gy)、5.85和0.96，差异具有显著性。两者联合应用能提高肿瘤清除率和荷瘤小鼠中位生存率，降低肿瘤对照射的抵抗性，并不增加对正常组织的毒性。体外试验还说明这种综合治疗方案并不增加肿瘤细胞的凋亡数，而是表现出对血管内皮细胞协同的细胞毒作用。联合应用血管抑素在中位浓度和较短时间即可以产生较高浓度和长时间单独使用时的效果。这表明新生血管可成为观察治疗效应的靶目标。

4血管抑素和新生血管抑制剂的前景

近来，对Pgn的裂解和片段功能的研究有较大进展，发现Pgn的rK5袢样结构同样具有特异性抑制bFGF和/或VEGF诱导的血管内皮细胞增殖作用，体外试验其ED₅₀约为50 nM，较血管抑素和rK1-rK4组分显示出更强的抑制活性^［6］，该分子片段的抑制活性并不表现对血管抑素结构及其小分子片段的依赖性。然而，体外试验中的hPgn裂解作用在体内并未发现相应产物，体内蛋白酶裂解作用和hPgn产物功能关系尚未明确，有待于进一步研究。在内皮细胞血管瘤的研究中还分离出内皮抑素(endostatin)^［10］，有类似血管抑素样作用——特异性抑制血管内皮细胞增殖，该因子是胶原VIII的部分水解片段。这些事实说明在不同的生理和病理状态下，机体对内皮细胞增殖的抑制有各自的途径和策略。目前，血管抑素和其他抑制因子的体内外作用研究还处于起步阶段，某些因子在体外试验中表现抑制作用，而在体内试验却未表现相应的血管生长抑制作用，甚至表现为刺激肿瘤细胞的增殖作用。因此，血管抑制的作用机制，包括体外和体内机制，还需要在基础、临床前期和临床期的试验研究中进一步深入和明确。

参考文献：

［1］William J, Gradishar. An overview of clinical trials involving inhibitors of angiogenesis and their mechanism of action ［J］. Investigational New Drug,1997,15:49～59.

［2］O'Reilly MS, Holmgren L, Chen C, et al. Angiostatin induces and sustains dormancy of human primary tumors in mice ［J］.J Nature Med,1996,2:689～692.

［3］Stathakis P, Fitzgerald M,Lisa J, et al. Generation of Angiostatin by reduction and proteolysis of Plasmin ［J］.J biolog chemi, 1997,272(33):20641～20645.

［4］Dong Z, Kumar R, Yang X, et al. Macrophage-derived metalloelastase is responsible for the generation of angiostatin in lewis lung carcinoma.［J