肿瘤淋巴管生成与肿瘤淋巴转移的研究进展
作者：叶鸿飞 任为正 毕玉顺
【摘要】 肿瘤淋巴管的生成在肿瘤转移过程中起着至关重要的作用，由于长期以来缺乏特异性识别新生淋巴管的标志物，肿瘤淋巴管生成的研究未引起人们足够的重视，远远落后于肿瘤相关血管生成的研究。近年来随着淋巴分子生物学研究的深入，肿瘤淋巴管的研究也取得了令人鼓舞的进展。许多研究证实了VEGF-C及VEGF-D对肿瘤淋巴管生成的调控作用，使得肿瘤淋巴管生成的研究开始成为肿瘤淋巴转移研究的热点。
【关键词】 淋巴管生成 血管内皮生长因子 肿瘤转移
侵袭和转移是恶性肿瘤的基本特征，也是影响疗效和导致患者死亡的主要原因。肿瘤发生播散和转移的途径主要有：1）局部浸润； 2）体腔、体表直接种植； 3）经血管的血道转移； 4）经淋巴管的淋巴转移。其中淋巴转移大多发生在肿瘤转移的初始阶段，是确定临床方案和预测肿瘤患者预后的重要依据。
淋巴转移是恶性肿瘤扩散的重要途径，肿瘤内淋巴管存在与否，以及肿瘤内是否存在淋巴管的新生尚未明确。由于长期以来缺乏特异性识别新生淋巴管的标志物，肿瘤淋巴管生成的研究未引起人们足够的重视，远远落后于肿瘤相关血管生成的研究。近年来随着淋巴分子生物学研究的深入，肿瘤淋巴管的研究也取得了令人鼓舞的进展。许多研究证实了血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF-C）及VEGF-D对肿瘤淋巴管生成的调控作用，使得肿瘤淋巴管生成的研究开始成为肿瘤淋巴转移研究的热点。
1 淋巴管内皮标志物
1.1 血管内皮生长因子受体-3 血管内皮生长因子受体-3（vascular endothelial growth factor receptor 3, VEGFR-3）又称flt-4,是淋巴内皮细胞上第１个被克隆的分子标志。Bronislaw 等［１］研究报道VEGFR-3仅表达于成人淋巴管内皮中，为淋巴管特异性的标记物。
1.2 podoplanin podoplanin表达于良性淋巴瘤和淋巴管内皮细胞、人体肾足细胞、成骨细胞、肺泡Ⅰ型上皮细胞和胸膜及胸腺上皮细胞，在皮肤淋巴管上也有强烈表达。王艳等［２］以podoplanin检测肺的恶性肿瘤和炎性假瘤淋巴管生成情况，发现其表达限于单一内皮细胞层的薄壁淋巴管。
1.3 prox-1 prox-1主要表达于晶状体、心脏、肝脏、胰腺和神经系统等的非内皮细胞，在成人正常组织、胚胎淋巴管内皮细胞或肿瘤组织的淋巴内皮细胞上也可检测到。移除prox-1基因后，胚胎发育时原始静脉内皮细胞生成淋巴管过程被阻断，表明prox-1是淋巴管生成最基本的调控因子［３］。
1.4 淋巴管内皮透明质酸受体 淋巴管内皮透明质酸受体（lymphalic vessel endotheilial hyaluronan receptor 1, LYVE-1）是一种特异性氨基葡聚糖透明质酸受体，均匀分布在淋巴管的管腔面和基底面，可将透明质酸通过淋巴内皮转运至淋巴。Mouta等［4］认为LYVE-1与prox-1联合检测会更好的标志淋巴管内皮细胞。
其他标记物如5’-核苷酸酶、桥粒蛋白（desmoplakin）、lyp-1等，因缺乏严格的对比研究，能否作为淋巴管内皮细胞特异性标记物尚待研究。
2 肿瘤淋巴管生成和肿瘤淋巴转移
2.1 淋巴管内皮生长因子 目前对于VEGF-C／D促进肿瘤淋巴管、血管生成及淋巴结转移的具体机制尚未阐明。有研究认为在肿瘤生长过程中由于缺氧或组织内压力增加等原因导致VEGF-C或VEGF-D分泌增多，通过与VEGFR-3的作用促进淋巴管生成。Veikkola等［５］在VEGF-C156S（第156位半胱氨酸残基突变为丝氨酸，只能激活VEGFR-3，而不能使VEGFR-2活化）和VEGF-D转基因小鼠的研究中表明，VEGF-C156S和VEGF-D均可促进皮肤淋巴管增殖、管腔变大，证实通过VEGFR-3信号传导可诱导淋巴管生成。该信号通路传导途径为，VRP与VEGFR-3结合后导致其磷酸化并激活SHC蛋白，使后者的SH2区与PTB区结合而发生自身磷酸化，磷酸化的SHC蛋白可与调节蛋白Grb2的SH2区结合，并促进Grb2的SH3区与尿嘌呤核苷酸释放因子Soｓ结合形成复合体，此复合体形成后激活Ras信号传导途径，并最终诱导细胞的有丝分裂途径。
2.1.1 VEGF-C VEGF-C作为最早发现的淋巴管生成因子，可通过旁分泌模式调节淋巴管的生长。Karkkainen等［６］发现完全缺乏VEGF-C的小鼠在出生前即死亡，而VEGF-C呈不同形式缺陷的小鼠出生后常产生腹腔乳糜液积聚，提示VEGF-C的单一功能不全即可影响淋巴管的发育。Simona等［７］采用胶原夹心实验发现VEGF-C可以选择性地诱导淋巴细胞存活,促进淋巴内皮细胞增生、迁移，形成管腔样结构；而LYVE-1免疫染色发现VEGF-C尚可促进原有淋巴管增生，管径增加，并诱导淋巴管间及淋巴管与血管间的吻合，从而促进淋巴转移及血道转移。
2.1.2 VEGF-D VEGF-D是一种内皮细胞的有丝分裂原，其表达水平受c-fos的调节。VEGF-D与VEGF-C高度同源，亦可诱导淋巴管生成。Stacker等［８］将VEGF-D基因转入肿瘤细胞，然后原位移植到SCID／NOD小鼠，发现转基因组瘤内淋巴管数目明显增多，瘤周也有较多的淋巴管，而对照组仅在肿瘤包膜结缔组织有少量 LYVE-1阳性染色的淋巴管。转基因组局部淋巴结转移发生率为61%，明显高于对照组，表明 VEGF-D也可诱导肿瘤淋巴管生成，促进淋巴转移。
2.2 肿瘤淋巴管的分布及特点和肿瘤淋巴转移
肿瘤外周存在扩张、增多的淋巴管，内部无淋巴管。Schneider等［９］研究发现，胰腺癌肿瘤周边区淋巴管密集分布，多呈扩张状，而肿瘤中心区淋巴管相对稀疏且多表现为闭锁状，提示胰腺癌肿瘤周边区有新淋巴管生成；有功能的淋巴管多位于瘤周区，而中心区的淋巴管大多处于无功能状态。这可能是由于瘤内淋巴管在不断分化增殖的肿瘤细胞产生的机械压力和持续较高的组织压作用下发生塌陷、萎缩，或因肿瘤细胞侵入，破坏淋巴管所致。研究表明，较高的淋巴管密度可能是一个预后不良的重要指标［１０］。
淋巴转移是一些肿瘤初始转移阶段最主要的途径。肿瘤细胞分泌的VEGF-C／D诱导淋巴管生成，肿瘤淋巴管的增多将增加肿瘤细胞进入淋巴系统潜在进入点的密度，从而增加肿瘤细胞的转移潜能，这是肿瘤淋巴转移的一个可能机制。RT-PCR、原位杂交、免疫组织化学均显示乳腺癌、结直肠癌、前列腺癌等多种原发性肿瘤的淋巴结转移、淋巴管浸润与VEGF-C或VEGF-D明显相关。但并非癌症一定出现VEGF-C和VEGF-D的过度表达。Wobser等［１１］对原发性黑色素瘤中VEGFR-3/CD31的系列免疫组化染色未能证实其与淋巴管生成和淋巴结转移的相关性。
2.2.1 VEGF-C作用 VEGF-C的表达在肿瘤转移中起重要作用。Skobe等［１２］将绿色荧光蛋白（green fluorescent protein, GFP）和VEGF-C cDNA转入人MDA-MB-435乳腺癌细胞，获得稳定表达VEGF-C的GFP的细胞株，然后原位移植到裸小鼠乳腺颊脂垫，12周后处死检测。结果显示，表达VEGF-C组瘤周淋巴管明显扩张，且有很多淋巴管侵入瘤体内，甚至深达肿瘤中心，腔内多含有肿瘤细胞，腋窝淋巴结内可观察到转移的肿瘤细胞，肺部转移灶明显增多、增大。表明VEGF-C可促进乳腺癌淋巴管生成，增加局部淋巴结转移和远处（肺）转移的发生。在人类许多恶性肿瘤原发组织中VEGF-C的表达与区域淋巴结转移显著相关。有研究报道，癌细胞分泌的VEGF-C对胰腺癌淋巴管生成时淋巴道内皮细胞的迁移起重要作用从而促进淋巴结转移［１３］。Takizawa等［１４］对非小细胞肺癌的研究显示，VEGF-C可促进肿瘤的淋巴结转移，VEGF-C/VEGFR-3的比值可作为预测淋巴结转移的重要指标。Al-Mowallad等［１５］对122例乳腺癌患者进行分析后认为，VEGF-C表达和患者预后无相关性。Gisterek等［１６］也认为VEGF-C对患者预后起不到指标作用。
2.2.2 VEGF-D作用 Jüttner等［１７］对胃癌的研究表明，VEGF-D和VEGFR-3可作为独立预后标记分子。Ishikawa等［１８］发现，VEGF-D的表达随肿瘤浸润深度的增加而增强。乳腺癌中VEGF-D的表达与淋巴结的转移相关，其10年无瘤生存率显著下降。VEGF-D在恶性黑色素瘤、黑色素瘤细胞株和炎性乳腺癌中表达亦升高。Von等［１９］的研究表明，VEGF-D在刺激人胰腺导管癌淋巴管生成及肿瘤淋巴管转移中起关键作用。Hu等［２０］追踪检查69例结直肠癌患者显示，肿瘤中VEGF-D蛋白表达呈较高水平，其表达水平与淋巴转移及低生存率相关，认为VEGF-D的表达与淋巴结转移及长期预后密切相关，可作为诊断指标。。但在Gisterek等［１６］的研究中VEGF-D并未显示任何预后价值。Kitadai等［２１］研究显示VEGF-D mRNA在肿瘤组织中的表达低于正常胃黏膜。VEGF-D真正的功能以及与VEGF-C、VEGFR-3关系的阐明尚需进一步研究的数据支持。
3 抗肿瘤新生淋巴管展望
大量研究表明VEGF-C/VEGF-D可通过活化VEGFR-3，促进淋巴管生成，从而增加肿瘤淋巴转移的发生率。因此针对VEGFR-3信号转导系统的抗淋巴管生成治疗，有望成为抗淋巴转移的一个有效途径。而其中每一个环节都可能成为控制肿瘤生长、转移以及治疗肿瘤的理想靶点，通过抑制该信号通路传导，达到抗肿瘤淋巴转移的目的。虽然在肿瘤淋巴管生成与肿瘤淋巴转移中还有许多问题尚未明确，但随着研究的不断深入，抗肿瘤新生淋巴管治疗有望成为肿瘤生物治疗的新模式，具有良好的临床应用前景。
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[1] Bronislaw Pytowski, Jeremy Goldman, Persaud K， et al. Complete and specific inhibition of adult lymphatic regeneration by a novel VEGFR-3 neutralizing antibody[J]. J natl cancer inst, 2005, 97（1）:14-21.
[2] 王艳，朱波. Podoplanin在非小细胞肺癌组织中的表达及其与肿瘤淋巴转移的关系[J]. 重庆医学，2005，34（11）：1664-1666.
[3] Wigle JT, Harvey N, Detmar M, et a1． An essential role for Prox 1 in the induction of the lymphatic endothelial cell phenotype[J]. EMBOJ, 2002,21（7）:1505-1513.
[4] Mouta-Carreira C, Nasser SM, di Tomaso E, et al． LYVE-1 is not rest ricted to the lymph vessels： expression in normal liver blood sinusoids and down-regulation in human liver cancer and cirrhosis[J]． Cancer Res, 2001,61（22）:8079-8084.
[５] Veikkola T, Jussila L, MakinenT, et a1. Signaling via vascular endothelial growth factor receptor 3 is sufficient for lymphangiogenesis in transgenic mice[J]. J EMBO, 2001,20（6）:l 223-123l.
[６] Karkkainen MJ, Haiko P， Sainio K, et a1. Vascular endothelial growth factor C is required for sprouting of the first lymphatic vessels from embryonic veins[J]. Nat Immunol, 2004,5（1）:11-12.
[７] Simona P, Pascal B． Molecular characterization of lymphatic endothelial cells[J]. Cell Biology, 2002,99（25）:16069-16074.
[８] Stacker SA, Caesar C，Baldwin ME, et a1. VEGF-D promotes the metastatic spread of tumor cells via the lymphatics[J]. Nat Med, 2001,7（2）:186-191.
[9] Schneider M, Büchler P, Giese N，et a1. lymphangiogenesis and lymphangiogenic factors during pancreatic cancer progression and lymphatic spread[J]. Int J Oncol, 2006,28（4）:883-890.
[10] Nakamura Y, Yasuoka H, Tsujimoto M,et al.Lymph vessel density correlates with nodal status, VEGF-C expression, and prognosis in breast cancer[J]. Breast Cancer Res Treat, 2005,91（2）:125-132.
[11] Wobser M, Siedel C, Schrama D, et al. Expression pattern of the lymphatic and vascular markers VEGFR-3 and CD31 does not predict regional lymph node metastasis in cutaneous melanoma[J]. Arch Dermatol Res, 2006,297（8）:352-357.
[12] Skobe M, Hawighorst T, Jackson DG, et a1．Induction of tumor lymphanglogenesis by VEGF-C promotes breast cancer metastasis[J]．Nat Mad, 2001, 7（2）:192-198.
[13] Ochi N, Matsuo Y, Sawai H, et al. Vascular endothelial growth factor-C secreted by pancreatic cancer cell line promotes lymphatic endothelial cell migration in an in vitro model of tumor lymphangiogenesis[J]. Pancreas, 2007,34（4）:444-451.
[14] Takizawa H, Kondo K, Fujino H, et al. The balance of VEGF-C and VEGFR-3 mRNA is a predictor of lymph node metastasis in non-small cell lung cancer[J]. Br J Cancer, 2006, 95（1）:75-79.
[15] Al-Mowallad A, Kirwan C, Byrne G, et al. Vascular endothelial growth factor-C in patients with breast cancer[J]. In Vivo, 2007 ,21（3）:549-51.
[16] Gisterek I, Matkowski R, Kozlak J, et al. Evaluation of prognostic value of VEGF-C and VEGF-D in breast cancer--10 years follow-up analysis[J]. Anticancer Res, 2007,27（4C）:2797-2802.
[17] Jüttner S, Wissmann C, Jons T, et al. Vascular Endothelial growth factor-D and its receptor VEGFR-3: two novel independent prognostic markers in gastric adenocarcinoma[J]. J Clin Oncol, 2006,24（2）:228-240.
[18] Ishikawa M, Kitayama J, Kazama S, et a1. Expression of vascular endothelial growth factor C and D （VEGF-C and -D） is an important risk factor for lymphatic metastasis in undifferentiated early gastric carcinoma[J]. Jpn J Clin Oncol, 2003,33（1）:21-27.
[19] Von Marschall Z, Scholz A, Stacker SA, et al. Vascular endothelialgrowth factor-D induces lymphangiogenesis and lymphatic metastasis in models of ductal pancreatic cancer[J]. Int J Oncol, 2005,27（3）:669-679.
[20] Hu WG, Li JW, Feng B, et al. Vascular endothelial growth factors C and D represent novel prognostic markers in colorectal carcinoma using quantitative image analysis[J]. Eur Surg Res, 2007,39（4）:229-238.
[21] Kitadai Y, Kodama M, Clio S, et a1. Quantitative analysis of lymphangiogenic markers for predicting metastasis of hmnan gastrie carcinoma to lymph nodes[J]. Int J Cancer, 2005,11 5（3）:388-392.
