抗肿瘤转移策略的设计与实施

【关键词】  肿瘤；转移；拮抗

　　侵袭和转移是恶性肿瘤的重要生物学特征，也是影响预后和导致肿瘤复发的重要因素，长期为肿瘤的基础和临床研究密切关注。研究者们从不同角度和思路设计抗肿瘤转移策略，并研制出不同功效的抗肿瘤转移药物，有些已经在临床应用，但并未达到预想中的效果，究其原因，可能与肿瘤转移是一个多因素调控、多步骤、连续复杂的主动过程有关。目前的多种抗肿瘤转移的设计与方案都从肿瘤转移的途径与机制中寻找关键的调控点进行干预，以达到抑制转移的目的。因此，我们从分析转移过程的角度来探讨抗肿瘤转移策略，现对近年抗肿瘤转移策略的设计与实施进行综述。
　
　　1  抑制肿瘤细胞破坏基质的活性酶

　　目前的研究表明［1，2］，蛋白酶类和糖苷酶类两大基质降解酶类与肿瘤侵袭、转移有关。蛋白酶类主要降解细胞外基质中的蛋白成分，如Ⅳ型胶原、层粘连蛋白等；糖苷酶类主要降解其中的糖蛋白及蛋白聚糖中的多糖链。因此，抑制肿瘤细胞侵袭基质的活性酶主要集中在这两类酶，根据其特性采用不同的策略抑制其活性与转移途径。

　　1.1  基因水平抑制与阻遏基质金属蛋白酶表达  基因水平阻遏基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMPs）表达的策略主要包括针对MMPs和激活物的反义核酸基因阻遏。首先是MMPs和激活物的表达阻遏，其中的CD147分子属免疫球蛋白超家族成员，广泛表达于造血及非造血细胞，并且在肿瘤组织高表达，主要刺激人成纤维细胞与肿瘤细胞分泌MMPs，与肿瘤的转移相关，属于MMPs的激活物。在构建CD147反义RNA真核表达质粒后，转染癌细胞，在RNA水平抑制MMPs激活物CD147分子的合成与表达［3，4］。其次是针对基质金属蛋白酶的反义核酸阻遏，合成MMP-9、14的反义cDNA，转染高转移性人肺癌细胞株与卵巢癌细胞株，可以直接阻断MMPs的mRNA转录和蛋白表达，肿瘤细胞的增殖能力受到了一定程度的抑制，下调了肿瘤细胞MMPs的内源性表达，降低肿瘤细胞体外侵袭能力，而且Id (inhibitor of DNA binding) 基因的反义序列也有同样的抑制MMPs活性的生物学效应。因此，MMPs分子有可能成为靶向阻断癌细胞侵袭的分子靶点［5，6］。

　　1.2  细胞内抗体特异性抑制基质金属蛋白酶活性  有研究根据MMP-9的序列合成细胞内抗体，在蛋白水平抑制MMPs的活性，发现有阻遏MMP-9表达、分泌的作用，该技术有作为基因的前景［1］。但目前作为基因治疗用于临床还存在一些问题，如需要将有足够量的抗体基因导入到靶细胞的基因转移系统；细胞内表达的抗体量要达到有效量，以及表达的抗体蛋白必须是无毒、无免疫原性等。

　　1.3  生长抑素抑制基质金属蛋白酶转录、表达和活性作用  天然的生长抑素血浆半衰期只有3min，难以直接用于临床治疗。目前生长抑素的类似物奥曲肽可以作为替代品用于研究，在建立改良的Boyden室膜侵袭检测系统、癌细胞迁移率以及裸鼠人胃癌原位移植瘤模型之后，对胃癌细胞的转移特性进行干预，发现奥曲肽明显下调MMP-2在mRNA水平的表达，导致减少MMP-2的合成与分泌，有效地抑制胃癌侵袭和转移，降低胃癌细胞运动能力。进一步在动物实验中证实生长抑素抑制胃癌细胞MMP的活性，并且在阻断Ⅱ型生长抑素受体的活化之后MMP-2的水平下降［7］。

　　1.4  采用化疗药物抑制肿瘤细胞转移  化疗是杀伤肿瘤细胞的重要手段，是目前肿瘤治疗的主要方法之一，但多数思维集中于探讨如何杀伤肿瘤细胞，忽略了化疗药物可能作为肿瘤转移抑制剂的潜在特性。可以设想化疗药物在杀伤肿瘤细胞的同时抑制其转移特性，或者是将有转移特性的癌细胞充分杀伤，同样可以达到抑制肿瘤转移的目的。因此，有研究尝试用紫杉醇与羟基喜树碱等化疗药物用于抑制肿瘤转移。在体外实验中［8～10］，紫杉醇通过抑制肝癌、小细胞肺癌、黑色瘤等细胞在mRNA水平表达MMP-2、9，从而达到抑制转移的效果。

　　2  抗肿瘤血管生成

　　由于肿瘤血管的独有特点，目前有诸多的抗转移研究聚焦于肿瘤血管生成。关于抗肿瘤血管生成的研究已经是抗肿瘤转移的经典研究热点，在实验研究的基础上，已经有不少抑制肿瘤血管生成的药物进入临床前期试验治疗，主要的特点是抑制肿瘤新生血管的生成，而不会影响机体内已生成、成熟的血管，其中主要的抗转移策略与思路是［11～13］：①抑制细胞外基质和基底膜降解：血管生成过程首先伴随的是基质降解酶释放，破坏基底膜，使内皮细胞可迁移和进入细胞外基质。因此，抑制能降解ECM的酶，如MMPs、纤溶酶原激活物等，可稳定血管基底膜，达到抑制肿瘤血管生成和肿瘤细胞浸润的目的。目前，人工合成的抗MMPs药物有neovastat(处于Ⅲ期临床)等。②拮抗血管生成因子：抑制或拮抗血管生成因子，包括VEGF、碱性纤维母细胞生长因子、胰岛素样生长因子、肿瘤坏死因子、转化生长因子等，达到抑制血管内皮细胞分裂、趋化和降低迁移的目的，最终阻止新生血管形成。③通过调控基因拮抗血管生成：如通过转染野生型p53 基因等抑制血管生成。

　　2.1  基因治疗  抗血管生成基因治疗的基本思路是：将编码具有抗血管生成作用的基因转染病毒或其它载体，通过基因转染技术重组基因转染宿主细胞，使患者血液或肿瘤局部组织分泌抗血管生成物质，抑制血管生成。其中转染的候选基因包括：p53基因、p16、KAI1和神经节苷酯GD3合酶反义脱氧核糖核酸等等，目前仅限于动物试验［14］。

　　2.2  抑制剂阻止肿瘤血管内皮细胞的增殖与生长  肿瘤血管生成是从血管内皮细胞的活化、增殖和迁移开始的，阻止内皮细胞的生长可抑制肿瘤血管生成。可通过给予血管生成因子抑制剂，抑制血管生成因子的作用和直接抑制内皮细胞生长达到上述目的。TNP-470［15］是第一代人工合成的血管生成抑制剂，是从真菌中获得的有抗生素活性的烟曲霉素类似物，以血管生成为靶部位，通过阻断血管内皮细胞进入G1期抑制血管生成，可抑制肿瘤新生血管的生成，抑制肿瘤生长和转移。但临床前期研究表明其不良反应严重，而未能在临床上推广使用。此外，沙利度胺(镇静剂)、反应停等药物近年来在体外试验和动物试验中显示出良好的抗血管生成活性，已开始用于乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌等多种肿瘤治疗的临床研究［16］。其次是提高内源性血管生成抑制因子的活性，以此抑制血管内皮细胞生长。目前也发现生长抑素除了对MMPs有抑制作用外，其类似物奥曲肽可以通过抑制肝癌分泌VEGF减低肿瘤实体内血管的生成。而且还可以特异性地阻断血管内皮活化因子VEGF及其受体的作用，其中VEGF受体阻断剂PTK787等则可抑制血管生成因子活化，并诱导血管内皮细胞凋亡［17］。

　　2.3  拮抗血管内皮细胞迁移［18～20］  研究表明，鱼精蛋白有阻止毛细血管内皮细胞的移动，进而影响血管生成的作用。其作用缺乏特异性，既影响肿瘤血管形成，也影响胚胎组织、炎症反应和免疫过程中的血管形成，但对已经发育完善的血管内皮并无此等作用。针对肿瘤生长的不同阶段应用鱼精蛋白治疗发现，颊癌内血管生成在治疗期间明显受到抑制。在细胞恶变时期，鱼精蛋白可抑制宿主微血管系统的扩张和形成新生血管芽，但对已增生血管并不能使其退化，仅表现出使已紊乱的毛细血管变得较规则，并阻止了血管变化的进一步深入，从而在动物肿瘤模型上表现出肿块停止生长。如在此时去除治疗因素(鱼精蛋白)，癌细胞诱导血管形成过程又重复出现，且在原有的基础上出现广泛的血管增生现象，并伴随各种畸形血管的出现，微血管和小血管也发生直径扩张、建立肿瘤自身的血管系统，癌细胞得以增殖，肿瘤迅速长大，跟随着血管生成反应向深层浸润。在形成浸润癌时期再给以抑制剂鱼精蛋白治疗，虽可以起到中止血管生成反应及抑制肿瘤生长的作用，同时减少各种畸形血管的形成，但对已形成建立的肿瘤血管系统无治疗作用。肿瘤仍然可以保持缓慢生长能力和大小。

　　3  针对淋巴系统的化疗

　　近几年在研究中特别重视淋巴道转移，首先发现在肿瘤组织，尤其是癌组织周围有非常丰富的淋巴管，而且有部分癌组织中还发现了结构不全与增生的淋巴管，同样也利于肿瘤细胞的转移，最后的结果也提高血道转移的可能性。针对淋巴系统的化疗，可以达到直接杀灭转移的肿瘤细胞的效果。但按常规的口服与静脉给药方式，加上药物剂型的缘故，淋巴系统的药物浓度不高，有必要探讨新的给药方式和新的剂型来提高淋巴系统的药物浓度。目前由于纳米技术向药物领域的渗透，不少纳米剂型的药物已经应用于临床，为淋巴结化疗提供了技术平台与依托，可以作为淋巴系统的被动靶向制剂，其靶向性机理主要靠网状内皮细胞对微粒的吞噬，以及淋巴管内皮细胞间隙存在允许纳米微粒通过而实现。针对口腔癌周毛细淋巴管的解剖生理特点，合成制备具有颈淋巴结靶向性的葫芦素是聚乳酸纳米微粒缓释制剂，口腔癌周局部注射可以通过淋巴管内皮细胞的吞噬和内皮细胞间间隙进入口腔癌周毛细淋巴管内，再通过淋巴回流到达区域淋巴结转移灶，以提高颈淋巴结转移灶内化疗药物的浓度，达到缓释延长药物的持续作用时间，降低血中药物浓度以及毒副作用的目的［1］。

　　4  抑制肿瘤细胞的移动、粘附与运动能力［21，22］

　　针对肿瘤细胞的移动、粘附与运动的分子机制进行抑制，如整合素与其受体参与肿瘤细胞浸润、转移等环节，而细胞外基质及基底膜中的纤维连接蛋白、玻璃体连接蛋白、骨桥素、胶原蛋白、血管性假血友病因子等也有类似作用，其中的高度保守多肽序列RGD（精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸）是其中的共有多肽结构，因此人工合成RGD类多肽，模拟细胞外基质蛋白结构中所共有的氨基酸序列，对肿瘤细胞表面的整合素受体结合竞争性抑制，降低细胞与基质之间的粘附特性，通过干预肿瘤的迁移特性影响了肿瘤细胞浸润、转移。

　　5  中药及其有效成分的抗肿瘤转移作用

　　中医、中药针对肿瘤转移的研究悠久，但从其中筛选出的抗转移的有效成分并不多，目前寻找可以缓解肿瘤侵袭、转移的天然药物的研究进展较为缓慢，因为中药的成分复杂，其作用可能是多靶点的生物学效应，涵盖肿瘤转移、侵袭的各个环节与发生机制的各个步骤。如目前研究比较热门的姜黄素，就发现有多方面的抗肿瘤转移、侵袭作用：①抑制蛋白水解酶中尿激酶的活性以及MMP-9的分泌：姜黄素不仅可以阻断TGF2β1诱导尿激酶的释放、抑制TGF2β1诱导的纤维连接蛋白的合成，还可以减少TGF2β1刺激与MMP-9的分泌，抑制肿瘤细胞的迁移和浸润［23］。②抑制血管生成：姜黄素可以抑制碱性成纤维生长因子(bFGF)诱导的小鼠角膜新血管生成，但姜黄素不影响佛波酯诱导的血管内皮生长因子mRNA的表达，表明姜黄素抑制血管生成的作用可能与VEGF诱导的血管生成无关。此外，较多的中药及其有效成分也有类似的生物学效应，如大黄素、芹菜素、去甲斑蝥素等［24，25］，在细胞体外侵袭实验中可以抑制肿瘤细胞穿透人工重组基底膜，影响细胞粘附与解粘附作用，抑制了细胞趋向性运动，都可能成为抑制肿瘤细胞转移的作用机制与抑制靶点。

　　6  结语

　　以上每种方案各有利弊，如基因水平调控的基因中反义寡核苷酸存在不稳定、易降解、摄取率低等缺点，限制临床治疗方面的广泛应用，而基因转染则存在病毒载体的致病性和基因转染的相容性问题；转移酶系统的抑制剂目前已有临床应用或进入临床前实验阶段，但作用靶点与途径单一，难以阻碍多途径的肿瘤细胞转移，并且副作用较大；低毒、高效天然植物成分似乎能满足多靶点作用的要求，但其生物学效应较弱，有关构效关系尚不清楚，因此有必要拓宽抗肿瘤转移的思路。针对肿瘤细胞特殊的增殖、转移特性，最近提出了肿瘤干细胞或癌干细胞的概念，将肿瘤细胞的多药耐药、转移、复发、休眠等异常现象都联系起来。此实验的前期研究也发现，在动物转移瘤模型中，转移的肿瘤细胞往往表现出耐药的恶性细胞表型，提示具有异质性的肿瘤细胞其中耐药的群体具有较高的转移特性，反之亦然。因此，从肿瘤细胞的耐药角度入手，有可能是抗转移的思路之一。

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