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1996年,美國波士頓兒童醫(yī)院的Judah Folkman博士從小鼠血管內(nèi)皮細胞瘤EOMA中分離得到了內(nèi)皮抑素。1997年,美國哈佛大學O′Reilly在小鼠腫瘤實驗模型中,首先發(fā)現(xiàn)給予鼠重組內(nèi)皮抑素可導致瘤體的消退,誘導癌細胞進入無限休眠態(tài)。更令人振奮的是,反復施用內(nèi)皮抑素癌細胞不會產(chǎn)生抗藥性,且沒有明顯的毒副作用。這個發(fā)現(xiàn)不但在科研界引起轟動,還立刻引起公眾的關注。美國食品藥品管理局(FDA)于1999年底批準了由畢赤酵母表達的重組人內(nèi)皮抑素作為腫瘤治療藥物進行I期臨床試驗;2001年又進行II期臨床試驗。我國也于2001年、2002年分別進行了內(nèi)皮抑素治療腫瘤的I、II期臨床試驗。盡管I期臨床試驗結(jié)果不如想象得那樣如人意,如部分患者對治療不敏感,單獨使用時很難完全治愈腫瘤,停止治療后往往有新的瘤體出現(xiàn)。但是,隨后的II期臨床試驗證明,內(nèi)皮抑素的基因治療以及其與化療和放療、免疫治療聯(lián)合應用不僅具有顯著增強其他治療的抗腫瘤效應,而且可減少毒副反應,為腫瘤的抗血管生成治療開辟了新途徑。
治療腫瘤效果可喜
目前,很多學者對內(nèi)皮抑素進行了研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其具有劑量-效應關系,能抑制血管內(nèi)皮的增殖,促使腫瘤細胞凋亡,抑制腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移。單獨使用內(nèi)皮抑素有兩種形式:蛋白質(zhì)形式和基因形式,這兩種形式的內(nèi)皮抑素在治療腫瘤方面都取得喜人成果。
蛋白質(zhì)形式
通過不同途經(jīng)制備得到的內(nèi)皮抑素蛋白溶解性不同,有的可溶,有的不可溶。研究表明,等量使用可溶性或不溶性的蛋白質(zhì),具有相同的抑制腫瘤生長的生物活性。進一步研究發(fā)現(xiàn),給予內(nèi)皮抑素蛋白質(zhì),可使腫瘤體積明顯減小和重量明顯減輕,血管密度減少,凋亡增加。但內(nèi)皮抑素及其重組蛋白性質(zhì)不穩(wěn)定、治療腫瘤所需蛋白量大,需長期、反復追加用量,使用不方便等,這些缺點阻礙它的應用,于是需要開發(fā)基因形式的內(nèi)皮抑素。
基因形式
根據(jù)所使用的載體不同,基因形式的內(nèi)皮抑素可分為質(zhì)粒、腺病毒、逆轉(zhuǎn)錄病毒、脂質(zhì)體和轉(zhuǎn)內(nèi)皮抑素基因雙歧桿菌介導的內(nèi)皮抑素。給藥途徑又分為直接瘤內(nèi)注射、局部肌肉注射和靜脈注射。因治療方式、給藥途徑、表達產(chǎn)量的不同,治療效果也各異。
脂質(zhì)體、質(zhì)粒的內(nèi)皮抑素基因治療:可以將構建好的內(nèi)皮抑素表達質(zhì)粒直接注射入瘤內(nèi)。如以PCIendo質(zhì)粒治療MDAMB435乳腺癌,結(jié)果發(fā)現(xiàn),體內(nèi)內(nèi)皮抑素表達量為10.8納克/毫升,瘤體減小49%,無毒副作用。也可以內(nèi)皮抑素基因的質(zhì)粒轉(zhuǎn)染腫瘤細胞,再將轉(zhuǎn)染后的腫瘤細胞注射免疫缺陷小鼠。如用內(nèi)皮抑素表達質(zhì)粒轉(zhuǎn)染RneCa鼠腎癌細胞和SW620人結(jié)腸癌細胞,在給轉(zhuǎn)染后的腫瘤細胞注射免疫缺陷小鼠后發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)染細胞周圍的腫瘤灶比未轉(zhuǎn)染細胞的縮小70%以上。
脂質(zhì)體的毒性很低,使用較安全,脂質(zhì)體介導的內(nèi)皮抑素基因治療也受到一些學者的重視。如用陽離子脂質(zhì)體介導內(nèi)皮抑素基因治療有肝轉(zhuǎn)移的裸鼠結(jié)腸癌,靜脈注射一定量的陽離子脂質(zhì)體和DNA,與對照組肝轉(zhuǎn)移為100%相比,6周后治療組裸鼠出現(xiàn)肝轉(zhuǎn)移率只有25%,肝轉(zhuǎn)移瘤內(nèi)癌細胞凋亡率比對照組高3倍。進一步實驗表明,每周1次單劑量注射陽離子脂質(zhì)體介導的內(nèi)皮抑素基因,能在體內(nèi)靶定部位得到較長時間的分泌和表達,達到較好的抗瘤效果。
腺病毒、逆轉(zhuǎn)錄病毒介導的內(nèi)皮抑素基因治療:據(jù)報道,國外有人用腺病毒介導的內(nèi)皮抑素(AdmEndo)以一定劑量靜脈注射給種植CMC83腺癌的裸鼠,4天后血清內(nèi)皮抑素就達到峰值,經(jīng)兩周治療,瘤體比對照組小40%。
轉(zhuǎn)內(nèi)皮抑素基因雙歧桿菌介導的內(nèi)皮抑素基因治療:雙歧桿菌是體內(nèi)惟一一種不產(chǎn)生內(nèi)、外毒素的細菌。轉(zhuǎn)內(nèi)皮抑素基因雙歧桿菌能在人體腸道定植,并可在瘤體內(nèi)獲得較長時間的表達,所以以轉(zhuǎn)內(nèi)皮抑素基因雙歧桿菌為載體的基因治療受到人們的高度重視。國內(nèi)有學者應用內(nèi)皮抑素轉(zhuǎn)基因雙歧桿菌口服制劑(ETB-2)治療裸鼠結(jié)腸癌,結(jié)果發(fā)現(xiàn)ETB-2可通過抑制腫瘤內(nèi)血管生成,誘導腫瘤細胞凋亡,抑制血管內(nèi)皮細胞生長因子(VEGF)、轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)-β1的表達,來顯著抑制裸鼠的結(jié)腸癌生長。
深入研究尚待繼續(xù)
內(nèi)抑素是目前公認的最有效的血管生成抑制劑,雖然在國內(nèi)、外已經(jīng)相繼進行了I期、II期臨床試驗,但目前尚未正式進入臨床應用。內(nèi)皮抑素的治療研究尚有以下幾個方面的問題有待進一步解決:內(nèi)皮抑素來自于鼠腫瘤,而它的前體形式卻存在于基質(zhì)細胞,且循環(huán)系統(tǒng)的濃度很高,血漿中的內(nèi)皮抑素是否為活性形式還不清楚;通過對內(nèi)皮抑素的研究是否可證明肝具有一項新功能,即血管形成調(diào)節(jié)功能仍有待探討;重組的內(nèi)皮抑素需經(jīng)過再折疊才具有水溶性,而其自然折疊率很低,99%的重組內(nèi)皮抑素會以沉淀的形式丟失,內(nèi)皮抑素的生成需要正確的加工和折疊,這項工作還需要進一步研究與改進;內(nèi)皮抑素是一個極不穩(wěn)定的蛋白,容易失活,因此,最主要的困難是如何大量制備穩(wěn)定的具有生物活性的蛋白;應用內(nèi)皮抑素治療腫瘤是一個長期的過程,一旦停藥腫瘤又會生長,而且由于藥物分布問題,人體內(nèi)用量要比動物實驗大得多,所以需要重復注射大量的內(nèi)皮抑素,這不但會給患者帶來沉重的經(jīng)濟負擔,而且其過程本身也令人難以忍受,從而限制了其在臨床中的應用。
要解決上述問題,必須改進治療策略:一是可采取基因治療的方法,使機體本身變成一個生產(chǎn)內(nèi)皮抑素的“工廠”。這種方法具有明顯的優(yōu)點,首先它可以產(chǎn)生很高活性的蛋白,并且不會有內(nèi)毒素等雜質(zhì)污染;另外,一次治療就可以在較長時間穩(wěn)定表達,降低了成本,并且也使患者容易忍受;同時基因治療能增加體內(nèi)內(nèi)皮抑素循環(huán)中內(nèi)皮抑素蛋白的生物半衰期,從而保持其在一個相對穩(wěn)定的水平,使藥物動力學更加合理。
二是可以以抑制腫瘤血管形成為基礎,聯(lián)合手術、放療、化療、介入治療、物理治療、免疫治療、基因治療等綜合治療方案,增強其抗腫瘤作用。
近來在上述方面許多學者做了大量的研究,相信不久的將來,內(nèi)皮抑素必將在腫瘤治療中發(fā)揮越來越重要的作用。
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1996年,美國波士頓兒童醫(yī)院的Judah Folkman博士從小鼠血管內(nèi)皮細胞瘤EOMA中分離得到了內(nèi)皮抑素。1997年,美國哈佛大學O′Reilly在小鼠腫瘤實驗模型中,首先發(fā)現(xiàn)給予鼠重組內(nèi)皮抑素可導致瘤體的消退,誘導癌細胞進入無限休眠態(tài)。更令人振奮的是,反復施用內(nèi)皮抑素癌細胞不會產(chǎn)生抗藥性,且沒有明顯的毒副作用。這個發(fā)現(xiàn)不但在科研界引起轟動,還立刻引起公眾的關注。美國食品藥品管理局(FDA)于1999年底批準了由畢赤酵母表達的重組人內(nèi)皮抑素作為腫瘤治療藥物進行I期臨床試驗;2001年又進行II期臨床試驗。我國也于2001年、2002年分別進行了內(nèi)皮抑素治療腫瘤的I、II期臨床試驗。盡管I期臨床試驗結(jié)果不如想象得那樣如人意,如部分患者對治療不敏感,單獨使用時很難完全治愈腫瘤,停止治療后往往有新的瘤體出現(xiàn)。但是,隨后的II期臨床試驗證明,內(nèi)皮抑素的基因治療以及其與化療和放療、免疫治療聯(lián)合應用不僅具有顯著增強其他治療的抗腫瘤效應,而且可減少毒副反應,為腫瘤的抗血管生成治療開辟了新途徑。
治療腫瘤效果可喜
目前,很多學者對內(nèi)皮抑素進行了研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其具有劑量-效應關系,能抑制血管內(nèi)皮的增殖,促使腫瘤細胞凋亡,抑制腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移。單獨使用內(nèi)皮抑素有兩種形式:蛋白質(zhì)形式和基因形式,這兩種形式的內(nèi)皮抑素在治療腫瘤方面都取得喜人成果。
蛋白質(zhì)形式
通過不同途經(jīng)制備得到的內(nèi)皮抑素蛋白溶解性不同,有的可溶,有的不可溶。研究表明,等量使用可溶性或不溶性的蛋白質(zhì),具有相同的抑制腫瘤生長的生物活性。進一步研究發(fā)現(xiàn),給予內(nèi)皮抑素蛋白質(zhì),可使腫瘤體積明顯減小和重量明顯減輕,血管密度減少,凋亡增加。但內(nèi)皮抑素及其重組蛋白性質(zhì)不穩(wěn)定、治療腫瘤所需蛋白量大,需長期、反復追加用量,使用不方便等,這些缺點阻礙它的應用,于是需要開發(fā)基因形式的內(nèi)皮抑素。
基因形式
根據(jù)所使用的載體不同,基因形式的內(nèi)皮抑素可分為質(zhì)粒、腺病毒、逆轉(zhuǎn)錄病毒、脂質(zhì)體和轉(zhuǎn)內(nèi)皮抑素基因雙歧桿菌介導的內(nèi)皮抑素。給藥途徑又分為直接瘤內(nèi)注射、局部肌肉注射和靜脈注射。因治療方式、給藥途徑、表達產(chǎn)量的不同,治療效果也各異。
脂質(zhì)體、質(zhì)粒的內(nèi)皮抑素基因治療:可以將構建好的內(nèi)皮抑素表達質(zhì)粒直接注射入瘤內(nèi)。如以PCIendo質(zhì)粒治療MDAMB435乳腺癌,結(jié)果發(fā)現(xiàn),體內(nèi)內(nèi)皮抑素表達量為10.8納克/毫升,瘤體減小49%,無毒副作用。也可以內(nèi)皮抑素基因的質(zhì)粒轉(zhuǎn)染腫瘤細胞,再將轉(zhuǎn)染后的腫瘤細胞注射免疫缺陷小鼠。如用內(nèi)皮抑素表達質(zhì)粒轉(zhuǎn)染RneCa鼠腎癌細胞和SW620人結(jié)腸癌細胞,在給轉(zhuǎn)染后的腫瘤細胞注射免疫缺陷小鼠后發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)染細胞周圍的腫瘤灶比未轉(zhuǎn)染細胞的縮小70%以上。
脂質(zhì)體的毒性很低,使用較安全,脂質(zhì)體介導的內(nèi)皮抑素基因治療也受到一些學者的重視。如用陽離子脂質(zhì)體介導內(nèi)皮抑素基因治療有肝轉(zhuǎn)移的裸鼠結(jié)腸癌,靜脈注射一定量的陽離子脂質(zhì)體和DNA,與對照組肝轉(zhuǎn)移為100%相比,6周后治療組裸鼠出現(xiàn)肝轉(zhuǎn)移率只有25%,肝轉(zhuǎn)移瘤內(nèi)癌細胞凋亡率比對照組高3倍。進一步實驗表明,每周1次單劑量注射陽離子脂質(zhì)體介導的內(nèi)皮抑素基因,能在體內(nèi)靶定部位得到較長時間的分泌和表達,達到較好的抗瘤效果。
腺病毒、逆轉(zhuǎn)錄病毒介導的內(nèi)皮抑素基因治療:據(jù)報道,國外有人用腺病毒介導的內(nèi)皮抑素(AdmEndo)以一定劑量靜脈注射給種植CMC83腺癌的裸鼠,4天后血清內(nèi)皮抑素就達到峰值,經(jīng)兩周治療,瘤體比對照組小40%。
轉(zhuǎn)內(nèi)皮抑素基因雙歧桿菌介導的內(nèi)皮抑素基因治療:雙歧桿菌是體內(nèi)惟一一種不產(chǎn)生內(nèi)、外毒素的細菌。轉(zhuǎn)內(nèi)皮抑素基因雙歧桿菌能在人體腸道定植,并可在瘤體內(nèi)獲得較長時間的表達,所以以轉(zhuǎn)內(nèi)皮抑素基因雙歧桿菌為載體的基因治療受到人們的高度重視。國內(nèi)有學者應用內(nèi)皮抑素轉(zhuǎn)基因雙歧桿菌口服制劑(ETB-2)治療裸鼠結(jié)腸癌,結(jié)果發(fā)現(xiàn)ETB-2可通過抑制腫瘤內(nèi)血管生成,誘導腫瘤細胞凋亡,抑制血管內(nèi)皮細胞生長因子(VEGF)、轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)-β1的表達,來顯著抑制裸鼠的結(jié)腸癌生長。
深入研究尚待繼續(xù)
內(nèi)抑素是目前公認的最有效的血管生成抑制劑,雖然在國內(nèi)、外已經(jīng)相繼進行了I期、II期臨床試驗,但目前尚未正式進入臨床應用。內(nèi)皮抑素的治療研究尚有以下幾個方面的問題有待進一步解決:內(nèi)皮抑素來自于鼠腫瘤,而它的前體形式卻存在于基質(zhì)細胞,且循環(huán)系統(tǒng)的濃度很高,血漿中的內(nèi)皮抑素是否為活性形式還不清楚;通過對內(nèi)皮抑素的研究是否可證明肝具有一項新功能,即血管形成調(diào)節(jié)功能仍有待探討;重組的內(nèi)皮抑素需經(jīng)過再折疊才具有水溶性,而其自然折疊率很低,99%的重組內(nèi)皮抑素會以沉淀的形式丟失,內(nèi)皮抑素的生成需要正確的加工和折疊,這項工作還需要進一步研究與改進;內(nèi)皮抑素是一個極不穩(wěn)定的蛋白,容易失活,因此,最主要的困難是如何大量制備穩(wěn)定的具有生物活性的蛋白;應用內(nèi)皮抑素治療腫瘤是一個長期的過程,一旦停藥腫瘤又會生長,而且由于藥物分布問題,人體內(nèi)用量要比動物實驗大得多,所以需要重復注射大量的內(nèi)皮抑素,這不但會給患者帶來沉重的經(jīng)濟負擔,而且其過程本身也令人難以忍受,從而限制了其在臨床中的應用。
要解決上述問題,必須改進治療策略:一是可采取基因治療的方法,使機體本身變成一個生產(chǎn)內(nèi)皮抑素的“工廠”。這種方法具有明顯的優(yōu)點,首先它可以產(chǎn)生很高活性的蛋白,并且不會有內(nèi)毒素等雜質(zhì)污染;另外,一次治療就可以在較長時間穩(wěn)定表達,降低了成本,并且也使患者容易忍受;同時基因治療能增加體內(nèi)內(nèi)皮抑素循環(huán)中內(nèi)皮抑素蛋白的生物半衰期,從而保持其在一個相對穩(wěn)定的水平,使藥物動力學更加合理。
二是可以以抑制腫瘤血管形成為基礎,聯(lián)合手術、放療、化療、介入治療、物理治療、免疫治療、基因治療等綜合治療方案,增強其抗腫瘤作用。
近來在上述方面許多學者做了大量的研究,相信不久的將來,內(nèi)皮抑素必將在腫瘤治療中發(fā)揮越來越重要的作用。