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目前已有3个抗血管生成药物在我国获批用于治疗晚期NSCLC患者,包括靶向血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)-VEGF受体(vascular endothelial growth factor receptor,VEGFR)的大分子单克隆抗体贝伐珠单抗、重组人血管内皮抑制素和靶点包括VEGFR的小分子多靶点酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitor,TKI)安罗替尼。
药品名称 | | | | | | | | 安罗替尼 | | | | 尼达尼布 | | | | 雷莫芦单抗 | | | | 重组人血管内皮抑制素 | | | |
肿瘤血管生成机制
所有抗血管生成药物均是通过调节血管稳态的平衡,特异性阻断促血管生成因子及其受体的作用而抑制血管生成。
人体内促血管生成因子和抗血管生成因子共同调节血管稳态,在促血管生成信号占主导地位时将启动血管生成。
促血管生成因子及其受体结合促进肿瘤血管形成,包括血管内皮生长因子(VEGF)、成纤维细胞生长因子 2(FGF-2)、血小板衍生生长因子(PDGF)、血管生成素(ANGPT)、APLN 和趋化因子等。
VEGF:VEGF 及其受体(VEGFR)是介导新生血管形成的最关键因素。VEGF 由肿瘤细胞和周围间质产生和分泌,包括 VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E 及胎盘生长因子(PLGF)等亚型。
VEGFR 是一类酪氨酸激酶跨膜糖蛋白,主要包括 VEGFR1、VEGFR2 和 VEGFR3。VEGF 与位于内皮细胞表面的受体 VEGFR 结合,进而激活细胞内下游信号通路,刺激内皮细胞增殖、分化、成熟、迁徙,生成新生血管。
FGF-2:成纤维细胞生长因子家族由 22 个分子组成,FGF-2 亦称为碱性成纤维细胞生长因子(BFGF)。FGF-2 由肿瘤和间质细胞释放或从细胞外基质动员后,通过旁分泌作用于内皮细胞。FGF 信号亦可通过调节 MYC 依赖的糖酵解驱动内皮代谢,是血管和淋巴管发育的关键调节因子。
PDGF:血小板衍生生长因子家族由四种肝素结合多肽生长因子组成,包括 PDGF-A、PDGF-B、PDGF-C 和 PDGF-D。PDGF 通过促进血管成熟和周细胞募集以及诱导血管内皮生长因子上调来调节诸多生物学功能,其中 PDGF-B/PDGFRβ 轴最具特征性,PDGF 通过 PDGF-B/PDGFRβ 轴促进血管成熟和周细胞募集并诱导 VEGF 上调来调节血管生成。
ANGPT:血管生成素负责血管的发育调节和重构,在控制肿瘤生长和血管生成中起关键作用。人血管生成素家族包括配体 ANGPT-1、ANGPT-2 和 ANGPT-4。ANGPT-1 和 ANGPT-2 均与内皮受体酪氨酸激酶 Tie-2 结合,ANGPT-1 通过 Akt/Survivin 途径促进血管成熟和稳定。相反,ANGPT-2 已被证实可诱导血管不稳定、周细胞脱离、新血管萌生。
APLN:APLN 是 G 蛋白偶联受体 APLNR 的内源性多肽配体,APLN/APLNR 信号通路参与发育中的血管生成,其中 APLN 在肿瘤中受缺氧的调节,可直接刺激肿瘤细胞增殖、迁移和转移,还可刺激肿瘤内的新血管生成和微血管扩增,从而促进肿瘤生长。
趋化因子:常见的趋化因子包括 CXCL1(KC)、CXCL2(MIP-2)、CXCL3、CXCL5、CXCL6、CXCL7 和 CXCL8(IL-8),IL-8 已被发现在多种肿瘤中对血管生成有重要作用。趋化因子通过直接结合内皮细胞上表达的共同受体 CXCR2,或间接通过募集炎症细胞和前体细胞来促进肿瘤血管生成。阻断 CXCR2 表达可抑制肿瘤生长和血管生成。
血管正常化
所谓的「血管正常化」是指抗血管生成药物可使肿瘤血管及其微环境由原来的结构和功能紊乱状态向正常状态转变,使得肿瘤细胞从缺氧状态解脱出来,从而改善肿瘤的微环境。在临床上观察到对于大部分肿瘤,贝伐珠单抗联合化疗使用似乎比用作单药治疗更有效,提示阻断 VEGR 可以导致肿瘤血管反常的暂时性「正常化」,可以选择性修剪形成不良的血管,暂时改善肿瘤血流及氧供,反过来增强化疗的作用。
抗血管生成可使血管正常化示意图
抗血管生成靶向药物
目前,抗血管生成靶向治疗的策略主要是抑制已知的促肿瘤血管生成的关键信号通路,下调血管活性因子表达,抑制肿瘤血管新生,如:
靶向 VEGF 的抗体
贝伐单抗:靶向血管内皮生长因子受体(VEGFR)的抗体
雷莫芦单抗:靶向成纤维细胞生长因子(FGF)/FGF 受体(FGFR)
信号通路抑制剂(如帕纳替尼、布立伐尼、多韦替尼)
抑制催化域血管生成受体酪氨酸激酶(RTK)活性的小分子多激酶抑制剂(如索拉非尼、舒尼替尼和帕唑帕尼)
靶向血小板衍生生长因子受体(PDGFR)的尼罗替尼等
目前已有多种靶向药物作为一线抗血管生成药物投入临床使用。
目前已经获批上市的三大类抗血管生成药物,分别为大分子单克隆抗体药物如贝伐珠单抗、雷莫芦单抗等,小分子多靶点酪氨酸激酶抑制剂 TKIs 类药物,如索拉非尼、舒尼替尼、培唑帕尼、阿昔替尼、阿帕替尼和安罗替尼等,以及内源性泛靶点血管生成抑制剂重组人血管内皮抑制素(恩度)。
大分子单克隆抗体药物
目前全球批准上市的抗 VEGF/VEGFR 的大分子单克隆抗体药物共有 5 种,包括 3 种单克隆抗体:贝伐珠单抗、雷莫芦单抗、雷尼珠单抗,以及两种融合蛋白:阿柏西普和康柏西普。
贝伐珠单抗:贝伐珠单抗是全球首个获批的抗肿瘤血管生成靶向药物,可特异性结合 VEGF-A,阻止 VEGFR-1 和 VEGFR-2 的激活,从而抑制细胞增殖及新生血管生成。
贝伐珠单抗是一种重组人源化 IgG1 单克隆抗体,包括人类抗体框架区以及可结合血管内皮生长因子(VEGF)的人源化鼠抗体的抗原结合区。
它可以选择性的与 VEGF 结合并阻断其生物活性,可以抑制 VEGF 与其位于内皮细胞上的受体 VEGFR-1 和 VEGFR-2 结合,从而使 VEGF 失去生物活性而减少肿瘤的血管生成,因此抑制了肿瘤的生长。目前已作为一线药物广泛应用于多种恶性肿瘤的治疗。
雷莫芦单抗:雷莫芦单抗是由礼来研发的靶向 VEGFR-2 的单克隆抗体,选择性地与 VEGFR-2 的胞外区域结合,阻止 VEGFR-2 的磷酸化,抑制血管内皮细胞的增殖和迁移。目前已获批用于胃癌、非小细胞肺癌、结直肠癌、肝细胞癌治疗。
此外,雷莫芦单抗可与表皮生长因子受体(EGFR)靶向药厄洛替尼联合用于 EGFR 第 19 外显子缺失突变(19del)及第 21 外显子 L858R 突变的转移性非小细胞肺癌的一线治疗。
雷尼珠单抗:雷尼珠单抗与贝伐珠单抗类似,可直接结合 VEGF-A 抑制其活性,能直接注射到眼睛玻璃体内发挥作用。虽未应用到恶性肿瘤治疗中,但其在治疗年龄相关性黄斑变性、糖尿病性视网膜病变时视力改善显著。
阿柏西普:阿柏西普是一种与 VEGF-A、VEGF-B 和 PLGF 紧密结合的融合蛋白,通过与这些内源性配体结合,抑制其与内源受体的结合与活化,从而减少新血管的生成和降低血管通透性。除已获批用于治疗湿性年龄相关性黄斑变性、视网膜静脉阻塞继发黄斑水肿和糖尿病性黄斑水肿外,也可用于结直肠癌的治疗。
康柏西普:康柏西普也是一种与 VEGF1 和 VEGF2 两个结合位点的重组融合蛋白,可有效抑制新生血管生成。康柏西普由中国仓鼠卵巢细胞表达系统生产,是中国首个获得世界卫生组织国际通用名的生物创新药。目前已获批用于治疗湿性年龄相关性新生血管黄斑病变用药。
小分子多靶点酪氨酸激酶抑制剂 TKIs 类药物
目前全球已批准上市的小分子多靶点酪氨酸激酶抑制剂 TKIs 类药物有 14 个,包括 12 个以 VEGFR 为主的抑制剂、1 个 FGFR 抑制剂和 1 个 PDGFR 抑制剂。
索拉非尼:索拉非尼是第一个小分子多靶点酪氨酸激酶抑制剂 TKIs 类药物,既可以抑制 VEGFR2-3、PDGFRβ 而阻断肿瘤新生血管的形成;又可以通过干细胞因子受体(c-Kit)和 FMS 样酪氨酸激酶 3(FLT-3)阻断 RAF/MEK/ERK 信号通路直接抑制肿瘤生长,具有抗血管生成和抗肿瘤活性的双重作用。目前已获批用于肝癌、肾癌、分化型甲状腺癌治疗。
舒尼替尼:舒尼替尼可抑制 VEGFR1-3、PDGFR、FLT-3、RET、CSF-1R、KIT 等多种酪氨酸激酶活性,具有双重抗肿瘤作用。目前已获批用于胃肠道间质瘤、转移性晚期肾细胞癌和晚期胰腺神经内分泌肿瘤治疗。
瑞戈非尼:瑞戈非尼可抑制 VEGFR1-3、TIE-2、c-Kit、RET、Raf-1 、B-Raf、PDGFR、FGFR 等多靶点的活性,具有双重抗肿瘤作用,并对肿瘤微环境有一定影响作用。瑞戈非尼是第一个可用于治疗转移性结直肠癌的小分子 TKIs,还可用于治疗胃肠道间质瘤、二线治疗肝细胞癌。
仑伐替尼:仑伐替尼可通过抑制 VEGFR1-3、FGFR1-4、PDGFRα、c-Kit 和 RET 多个激酶的活性抑制血管生成。目前已获批用于放射性碘难治性分化型甲状腺癌的单药治疗、不可切除肝细胞癌患者的一线治疗以及与依维莫司联合治疗晚期肾细胞癌。
阿帕替尼:阿帕替尼是我国自主研发的第一个口服小分子 TKI,可特异性地抑制 VEGFR-2 的酪氨酸激酶活性,抑制 VEGF 刺激的内皮细胞增殖和迁移,目前主要用于胃癌三线及三线以上治疗。
安罗替尼:安罗替尼也是我国自主研发的小分子多靶点酪氨酸激酶抑制剂,可有效抑制 VEGFR1-3、FGFR1-4、PDGFRα-β、c-Kit 和 Ret 等多个激酶的活性,进而影响内皮细胞的增殖、迁移及形成血管管腔的能力,具有双重抗肿瘤作用。目前已获批用于软组织肉瘤和小细胞/非小细胞肺癌的治疗。
培唑帕尼:培唑帕尼通过抑制 VEGFR1-3、PDGFRα/β、FGFR1/3、c-Kit、跨膜糖蛋白受体酪氨酸激酶(c-Fms)的磷酸化,抑制肿瘤血管生成。培唑帕尼是第一个用于非胃肠间质瘤和非脂肪细胞软组织肉瘤的口服药,也可以晚期肾细胞癌患者的一线治疗和化疗后进展的晚期软组织肉瘤患者。
凡德他尼:凡德他尼可有效抑制 VEGFR、EGFR、RET 和 BRK 靶点,是首个治疗甲状腺髓样癌的药物,也可用于用于滤泡型、髓质型、未分化型和局部复发、转移乳突型甲状腺癌。
卡博替尼:卡博替尼可强效抑制 VEGFR1-3、ROS1、c-MET、RET、AXL、NTRK、c-Kit 等多个靶点。目前已批准用于转移性甲状腺髓样癌、伴有 C-MET 扩增的晚期非小细胞肺癌、曾接受抗血管生成治疗的晚期肾细胞癌、经索拉菲尼治疗后疾病进展的肝细胞癌的二线治疗。
阿昔替尼:阿昔替尼的主要作用靶点包括 VEGFR1-3、PDGFR-β 和 c-Kit 等。目前已获批用于既往接受过一种酪氨酸激酶抑制剂或细胞因子治疗失败的进展期肾细胞癌成人患者。此外,也可联合帕博利珠单抗适用于晚期肾透明细胞癌的一线治疗。
尼达尼布:尼达尼布可抑制 VEGFR1-3、FGFR1-3 和 PDGFRα/β 激酶活性,是首个治疗特发性肺纤维化突破性治疗药物。此外,欧盟已批准尼达尼布联合多西他赛用于肺腺癌患者的二线治疗。
呋喹替尼:呋喹替尼也是我国自主研发的高选择性的 VEGFR1、VEGFR2、VEGFR3 抑制剂,可有效抑制血管与淋巴管的增生,对其他激酶几乎没有抑制活性。目前已获批用于转移性结直肠癌的治疗。
厄达替尼:厄达替尼是全球首款 FGFR 抑制剂,对 FGFR 家族具有靶向作用。目前 FDA 已批准用于治疗 FGFR 基因突变的膀胱癌及晚期尿路上皮癌。
阿伐普利尼:阿伐普利尼是一种小分子激酶抑制剂,可有效抑制 PDGFRα D842V 突变体的活性,目前 FDA 已批准用于治疗转移性胃肠道间质瘤成年患者。
内源性泛靶点血管生成抑制剂
重组人血管内皮抑制素 — 恩度:恩度是内源性血管生成抑制因子内皮抑素(ES)的改良蛋白。内皮抑素是由小鼠内皮细胞瘤中分离、经过蛋白改良修饰(N 端外加 9 个氨基酸)而开发出的泛靶点血管内皮细胞抑制剂,几乎能完全抑制小鼠肿瘤诱导的血管生成,显示较强的抗肿瘤活性,不良反应较少。目前已获批恩度与长春瑞滨/顺铂联用治疗晚期非小细胞肺癌。
随着精准医学的不断发展,无论是大分子或是小分子抗血管生成药物的研究均取得显著成就,临床广泛用于甲状腺髓样癌、肾细胞癌、肝癌等恶性实体瘤及视网膜病变的治疗。但是,如何根据不同的肿瘤类型和个体差异实施科学合理的精准治疗策略,进一步研发针对肿瘤血管的特异性药物和用药方案,仍需要进一步研究探索。
参考文献:
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2.Aprile G, Bonotto M, Ongaro E, Pozzo C, Giuliani F. Critical appraisal of ramucirumab (IMC-1121B) for cancer treatment: from benchside to clinical use. Drugs. 2013;73(18):2003-2015. doi:10.1007/s40265-013-0154-8.
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4.姜婧琦, 宋雨童, 卢育彤, 赵有利, 王志平. 抗血管生成靶向药物在肿瘤治疗中的研究进展 [J]. 山东医药,2022,62(22):86-90.
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