摘要

背景:众所周知,内皮抑素疗法可有效抑制血管生成和内皮细胞生长。然而,内皮抑素与化疗相结合的抗肿瘤机制仍有待阐明。

研究方法:在我们的研究中,我们建立了路易斯肺癌移植小鼠模型,并用重组人[rh]内皮抑素(Endostar)与吉西他滨按不同顺序联合治疗。通过18F-FDG PET/CT成像监测肿瘤生长,并使用丹麦Unisense氧微电极检测肿瘤缺氧情况。通过免疫组化分析检测血管内皮生长因子(VEGF)和α平滑肌肌动蛋白(α-SMA)水平,并用流式细胞术分析细胞周期分布。

结果:Endostar降低了血管内皮生长因子的表达,改善了缺氧状况,并影响了细胞周期分布。Endostar和吉西他滨同时治疗可显著抑制肿瘤,FDG摄取量最低,氧分压得到改善,血管内皮生长因子表达减少,周细胞覆盖率增加。细胞周期分析表明,吉西他滨治疗后细胞在S期聚集,而Endostar治疗后细胞在G0/G1期停滞。在使用Endostar和吉西他滨治疗后,观察到G0/G1期细胞增多。

结论:我们的研究表明,Endostar与吉西他滨同时进行联合治疗可最大程度地增强各自的抗肿瘤效果。

引言

肺癌是全球发病和死亡的主要原因。在中国,非小细胞肺癌(NSCLC)占肺癌病例的80%,化疗在晚期NSCLC的治疗中发挥着重要作用。吉西他滨是一种细胞周期特异性抗癌药,与铂类药物一起用于治疗非小细胞肺癌。然而,由于吉西他滨的副作用大,且易产生耐药性,其治疗效果有限。

肿瘤的生长和转移取决于血管新生,而血管新生受血管生成因子和抗血管生成因子的双重控制。特别是当实体瘤的直径超过2毫米时,癌细胞就会开始分泌促血管生成因子,从而确保肿瘤的生长和发展。目前,已知有几种分子可促进肿瘤的血管生成,包括血管内皮生长因子A(VEGF-A)、胎盘生长因子(PGF)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF),新生血管为肿瘤提供氧气和营养物质。因此,血管生成抑制剂已成功治疗了部分癌症患者,更多的临床试验正在进行中,以增加可用于癌症治疗的血管生成抑制剂的种类。

内皮抑素是一种源自X VIII胶原20-KDa C端片段,在内源性血管生成抑制剂中具有最广泛的抗癌谱。重要的是,人类基因组中超过12%的血管生成调控基因受内皮抑素调控。尽管调控内皮抑素的分子机制尚不清楚,但各种研究表明,内皮抑素可以阻断细胞对血管生成分子(如血管内皮生长因子和生长因子)的反应,进而抑制血管内皮的增殖和迁移。鉴于内皮抑素类药物已被证明缺乏疗效,2005年美国食品药品管理局(FDA)批准了一种在大肠杆菌中表达的新型人重组(rh)内皮抑素,名为Endostar(rh-endostatin),用于治疗NSCLC。值得注意的是,与内皮抑素相比,Endostar的稳定性和生物活性大大提高。

肿瘤血管的结构和功能本质上是异常的,导致肿瘤微环境缺氧且具有高通透性。尽管人们对抗血管生成存在传统看法,但Jain等人发现,抗血管生成疗法可以降低肿瘤血管密度,增加周细胞覆盖率,诱导肿瘤血管结构,使血管功能恢复正常。此外,这些血管结构的变化还能减少肿瘤血管的渗漏,从而改善肿瘤的缺氧环境。在这一肿瘤发生期,抗癌治疗如果与放疗或化疗模式结合使用,效果会更好。以往的研究表明,除非与化疗联合使用,否则单独使用内皮抑素并不能有效抑制肿瘤的生长和转移。例如,Zhu等人发现,当Endostar与放疗联合使用时,可以更有效地抑制食管鳞癌。

此外,Ren等人的研究表明,在B16-F10黑色素瘤细胞系或A549 NSCLC细胞系的肿瘤中,内达星与环磷酰胺(CTX)和顺二氨基二氯铂(DDP)具有相加效应。然而,肿瘤血管正常化的过程是短暂的,而且由于血管生成调控机制的复杂性,内司他与化疗联合治疗的最有效给药方案尚不明确;因此,内司他的最佳给药方案对于改进NSCLC治疗方案非常重要。本研究致力于在小鼠路易斯肺癌(LLC)异种移植癌症模型中确定内司他与吉西他滨的最佳联合治疗方案。