【中图分类号】R73-3

为了解癌症发生和转移的机理，近一个世纪以来，人们进行了多方面的研究。早在1945年，Algire就提出了肿瘤血管形成的概念，实体肿瘤形成后即进入无血管的浸润前期，此时肿瘤结节很少能长到2～3mm³，细胞数亦在10⁷以内。但一旦肿瘤出现血管形成，即迅速生长^［1］。在70年代早期，Folkman又提出一种假说，即肿瘤生长和转移依赖于肿瘤血管形成，抑制其血管形成能够控制其生长和转移。但这一假说直到90年代才由许多实验研究所证实^［2］。长时间以来，晚期恶性肿瘤患者的治疗主要依靠传统的化学药物治疗方法，并主要针对的是异常增殖的恶性细胞。但因其毒副作用大，易产生耐药性等缺点，化疗的疗效并不理想。因此，人们一直试图寻找抗肿瘤治疗的新途径和新方法，抗肿瘤血管生成就是近年来出现的倍受关注的一种肿瘤治疗新方法，并得到了较为广泛和深入的研究。目前已发现了多种血管生成抑制剂，如血小板因子-4（PF-4）、γ-干扰素诱导蛋白-10（IP-10）、TSP-1、TNP-470、GM-1474、组织金属蛋白酶抑制剂（TIMP）、可溶性FGF受体以及血管抑素（angiostatin）和内皮抑素（endostatin）等^［3］。其中尤以1994年发现的血管抑素和1997年发现的内皮抑素更为引人注意。虽然两种因子的研究尚处于实验室阶段，但由于它们在抗肿瘤血管生成方面所表现出的显著效果，及其提供的治疗恶性肿瘤的新途径，现已成为全世界医药界和肿瘤界关注的焦点。本文拟就血管抑素和内皮抑素的研究进展及其与肺癌的关系作一介绍。

1血管抑素及内皮抑素的发现

在临床上和一些实验中，不断观察到一些原发肿瘤的切除可能导致远处转移瘤的加速生长。这种加速生长独立于特异性免疫反应而存在，被称为“伴发的肿瘤抵抗”。O'Reilly等研究发现某些肿瘤如Lewis肺癌，能够抑制其远处转移癌的生长，只有在原发肿瘤切除后，转移瘤才开始生长。这一发现使O'Reilly等提出一种新的假说，即原发性肿瘤分泌两种相拮抗的因子，分别抑制和刺激血管生成。原发瘤产生血管生成刺激因子超过血管生成抑制因子，因而能够在自身血管床上刺激血管生成。而在转移瘤或继发瘤中，经循环到达的血管抑制因子超过原发瘤和转移灶自身产生的血管生成刺激因子，从而在转移瘤或继发肿瘤的血管床上抑制血管生成，进而抑制其生长^［4］。目前已发现了多种血管生成刺激因子，主要有血管内皮生长因子（VEGF），碱性成纤维生成因子（bFGF），血管生长素（angiogenin），白介素-8（IL-8），粒系－集落刺激因子（G-CSF），转化生长因子（TGF）等。

1.1血管抑素的发现1994年O'Reilly等发现移植了Lewis肺癌小鼠的血浆和尿液能够在体外特异性抑制血管内皮细胞的增生，而对照组动物则无此作用。他们从Lewis肺癌小鼠血浆中提纯出一个38×10³u的纤溶酶原片段，经测序后命名为血管抑素。相应的人纤溶酶原的片段具有相似的作用。经全身给予血管抑素而不是完整的纤溶酶原，便能有效地抑制转移瘤的血管形成和生长^［4］。

1.2内皮抑素的发现1997年O'Reilly和Folkman等发现体外培养的鼠血管内皮细胞瘤（EOMA）的细胞培养液能够抑制体外牛毛细血管内皮细胞增殖。他们从培养液中提纯出一种新的蛋白质，命名为内皮抑素。它与早先发现的38×10³u的血管抑素不同，分子量仅为20×10³u，序列分析显示其为胶原蛋白18（collagen XVIII）C末端片段。而人的内皮抑素分子量为18×10³u。内皮抑素能抑制血管内皮细胞生长，进而抑制新生血管生长，以及肿瘤生长和转移^［5］。

2血管抑素和内皮抑素的结构与来源

2.1血管抑素的结构和来源血管抑素的分子量为38×10³u，它属于内生性蛋白质，为纤溶酶原的裂解片断，能特异性抑制血管内皮细胞的生长。纤溶酶原是一种单链糖蛋白，分子量为92×10³u，含有791个氨基酸。特异性裂解Arg⁵⁶¹-Val⁵⁶²肽键位点，可产生双链纤溶酶分子（分子量分别为65×10³u、25×10³u），两条链由两条二硫键连接。位于25×10³u链上的COOH-末端蛋白酶结构域上的活性位点包括His⁶⁰³、Asp⁶⁴⁶和Ser⁷⁴¹，而NH₂-末端结构域包括5个kringle 结构（即含有3对二硫键的区域），血管抑素则来源于这5个kringle区的前4个。这4个kringle区有很高的同源性，共有两处糖基化位点。其中位于kringle 1～3区的赖氨酸结合位点，在纤维溶解调控中起关键作用^［6］。Kringle 1、2、3区有抗血管内皮细胞增生功能，kringle 4区无此功能^［7］。经氨基酸序列分析，血管抑素N-末端起始于纤溶酶原的第98位氨基酸（缬氨酸），C-末端终止于第440位氨基酸，共有342个氨基酸，而重组鼠血管抑素的氨基酸序列是天门冬氨酸₂₀……丝氨酸₃₂—丝氨酸—精氨酸₉₇—缬氨酸₉₈……甘氨酸₄₅₈。

血管抑素和纤溶酶原内部一个片段的同源性超过98％。使用抗纤溶酶原kringle1、2、3区的抗体，可使血管抑素的作用丧失。用金属弹性蛋白酶（MME）酶解人纤溶酶原产生的裂解片段可在体外抑制牛血管内皮细胞的增殖，而完整的纤溶酶原则无此作用，这些证据都说明了血管抑素是纤溶酶原的裂解片段^［1～4］。

2.2内皮抑素的结构和来源内皮抑素的分子量为20×10³ u，序列分析证实为胶原蛋白18C-末端片断。内皮抑素位于其C-端的315个氨基酸组成的非胶原蛋白特征结构域中，这一结构域内有4个保守的半胱氨酸。

胶原蛋白18在体内分布很广，存在于胚胎和成年鼠各种组织的基底膜上。它与很多含血管的基底膜和一些不含血管的基底膜相联系。内皮抑素共有184个氨基酸，其中酸性氨基酸6个，碱性氨基酸29个，疏水性氨基酸占42％，共有4个半胱氨酸。Ludger等从人的循环系统中提取出的人内皮抑素与鼠内皮抑素有86％的序列完全相同，都包含了4个保守的半胱氨酸，说明它们的结构可能非常相似。

Standker等分离出人内皮抑素在血循环中的形式，即在其N-末端缺少了12个氨基酸的序列^［8］。它不表现对内皮细胞的抑制作用，故很可能是内皮抑素代谢的副产物^［9］。Boehm和O'Reilly等最近发现，锌是内皮抑素的组成成分。内皮抑素从前体激活到发挥抗血管生成作用都有赖于锌的存在。内皮抑素以1：1的容积克分子比与锌（Zn）结合。内皮抑素的锌的配基共有4个，分别位于N-末端1、3、11位组氨酸和76位天冬氨酸上，而且前两位组氨酸对于锌的结合是必须的。如果锌的配体发生突变使锌不能结合于内皮抑素或用EDTA去除Zn^2＋，则严重影响内皮抑素的生物学活性。内皮抑素结合锌的能力主要作用于两个方面：一是锌的结合保护了内皮抑素的N-末端不被蛋白酶分解，从而防止其失活；二是锌结合后内皮抑素的结构对于其和假定的内皮细胞受体的相互作用是至关重要的^{［10，11］}。

3血管抑素和内皮抑素的产生机制、作用机制和生物学功能

3.1血管抑素的产生机制、作用机制和生物学功能

3.1.1血管抑素的产生机制肿瘤细胞中测不到表达纤溶酶原的mRNA或血管抑素蛋白，说明肿瘤细胞不能直接产生血管抑素。在体外，血管抑素的产生有两种途径，一种途径是由弹性蛋白酶、基质金属蛋白酶家族（MMP-3，MMP-7，MMP-9，MMP-12）对人纤溶酶原的限制性酶酶解作用产生^{［6，12，13］}，另一种途径是由人前列腺癌细胞系（PC-3，DU-145，LN-Cap）产生的丝氨酸蛋白酶的酶解作用^［12］。而在体内，其产生机制尚不十分清楚，研究表明主要有三种途径。一是最近研究发现的在Lewis肺癌小鼠中，血管抑素的产生与肿瘤内浸润巨噬细胞中MME的功能上调有关。肿瘤细胞产生的粒细胞、巨噬细胞－集落刺激因子（GM-CSF）使肿瘤内浸润巨噬细胞中MME功能上调（诱导肿瘤内浸润巨噬细胞中MME基因的表达），而MME又在体内裂解纤溶酶原产生血管抑素^［3，14］。二是直接酶解途径，即某些肿瘤如PC-3前列腺癌分泌尿激酶（uPA）和硫巯基供体酶（FSDs），直接裂解纤溶酶原产生血管抑素^［7］。三是肿瘤细胞本身产生的MMP增加，使正常存在于血循环中的纤维酶原裂解生成血管抑素，以对抗其自身产生的促血管生成因子，如VEGF、bFGF等，以达到平衡^［6］。

3.1.2血管抑素的作用机制血管抑素对毛细血管内皮细胞生长的抑制作用可能通过位于内皮细胞膜上的受体介导。1999年，Moser等发现血管抑素可与内皮细胞表面ATP合成酶的α／β亚单位结合，从而产生抗血管生成作用及下调内皮细胞的增生和移行作用。阻断它们的结合可极大削弱血管抑素的抗肿瘤生长效益^［15］。此外，血管抑素可能阻断整合素等粘附分子介导的增殖信号，从而阻断了VEGF、bFGF的信号通路。血管抑素还可显著抑制内皮细胞的移行和血管化，虽然对生长因子的信号传导无影响，但可激活局灶性粘附激酶，使内皮细胞粘附团块不能形成^［16］。

1998年Luo等^［17］用重组的血管抑素处理牛内皮细胞，检查E-选择素的表达和功能，结果发现E-选择素在增殖期内皮细胞中增加了4～5倍，而在静止期内皮细胞中则变化很小。同时还发现，E-选择素阳性的细胞多处于细胞周期中的G₂和M期。但进一步研究却证实<