血管新生与疾病血管新生与疾病Angiogenesis and Diseases 同时治疗性血管新生为缺血性疾病的攻克同时治疗性血管新生为缺血性疾病的攻克带来了新的希望带来了新的希望 肿瘤的生长和转移是一个依赖于血管的过程，当肿瘤的生长和转移是一个依赖于血管的过程，当肿瘤体积超过肿瘤体积超过1mm1mm3 3～～2mm2mm3 3时，维持其生长靠新生血管时，维持其生长靠新生血管的生成因而以新生血管为靶点对肿瘤进行生物治的生成因而以新生血管为靶点对肿瘤进行生物治疗成为近年来的研究热点疗成为近年来的研究热点 肿瘤和缺血性疾病严重危害人类健康肿瘤和缺血性疾病严重危害人类健康 主要内容主要内容v概念概念v血管新生的分期与方式血管新生的分期与方式v血管新生的调控血管新生的调控v血管新生与疾病的发生和防治血管新生与疾病的发生和防治 一、概念一、概念l 在个体发育和器官组织的形成过程在个体发育和器官组织的形成过程中中, ,必有微血管形成必有微血管形成, ,这些微血管按器官这些微血管按器官组织的功能不同组织的功能不同, ,形成具有一定形状的三形成具有一定形状的三维结构维结构, ,这就是器官组织的微血管血液注这就是器官组织的微血管血液注系统系统——微循环单位微循环单位(microcirculatory (microcirculatory unit)unit). 血管系统形成有血管系统形成有2个主要过程个主要过程§Vasculogenesis Vasculogenesis —血管形成或称血管发生血管形成或称血管发生 主要发生在胚胎早期，由成血管细胞成长，主要发生在胚胎早期，由成血管细胞成长，是血管从是血管从无到有无到有的过程的过程。
§AngiogenesisAngiogenesis—血血管新生管新生 在原有毛细血管与（或）微静脉基础上通过在原有毛细血管与（或）微静脉基础上通过血管内皮细胞增殖和迁移，从先前存在的血管血管内皮细胞增殖和迁移，从先前存在的血管处以芽生或非芽生（或称套叠）的形式生成新处以芽生或非芽生（或称套叠）的形式生成新的毛细血管的毛细血管是血管从是血管从少到多少到多的过程的过程 文献所指的文献所指的血管生成血管生成实际上主要是指实际上主要是指血管新生血管新生 二、血管新生的分期与方式二、血管新生的分期与方式（一）分期（一）分期1.1.初期初期 许多体内外的刺激使得许多体内外的刺激使得促血管生成因子分泌增加，促血管生成因子分泌增加，在局部积聚在局部积聚，诱导血管新生能引起这一变化的刺激有血管，诱导血管新生能引起这一变化的刺激有血管损伤、创伤、缺氧、肿瘤生长、局部炎症反应和某些细胞因损伤、创伤、缺氧、肿瘤生长、局部炎症反应和某些细胞因子2.2.增生侵入期增生侵入期 蛋白酶降解细胞外基质蛋白酶降解细胞外基质(extracellular (extracellular matrix ECM),matrix ECM),松解内皮细胞与周围组织的粘附，内皮细胞增松解内皮细胞与周围组织的粘附，内皮细胞增生、迁移和浸润。
生、迁移和浸润3.3.成熟分化期成熟分化期 包括血管管腔形成，内皮细胞分化，血管结构包括血管管腔形成，内皮细胞分化，血管结构的修整、改建，毛细血管网可根据组织需要进一步增生变密的修整、改建，毛细血管网可根据组织需要进一步增生变密或退化变疏，成熟的血管最终形成或退化变疏，成熟的血管最终形成 （二）血管新生的方式（二）血管新生的方式1.1.芽生式芽生式 毛细血管在原有的基础上发芽（毛细血管在原有的基础上发芽（sprouting),sprouting),分分头呈线性长出，头呈线性长出，VEGF(vascular endothelial growth VEGF(vascular endothelial growth factor)factor)等促进血管新生的因子等促进血管新生的因子常作为趋化剂指引出芽生长的常作为趋化剂指引出芽生长的方向 （二）血管新生的方式（二）血管新生的方式2.2.非芽生式非芽生式 原有的毛细血管被横贯血管的间质突起纵向一分为原有的毛细血管被横贯血管的间质突起纵向一分为二，成为两条新的毛细血管二，成为两条新的毛细血管, ,在此之前，被分割的毛细血管常在此之前，被分割的毛细血管常发生内皮细胞增生，管腔变大。
发生内皮细胞增生，管腔变大 另一种血管生长方式称套入式血管新生，已有的毛细血另一种血管生长方式称套入式血管新生，已有的毛细血管呈柱状插入管腔，不需要内皮细胞出芽，管呈柱状插入管腔，不需要内皮细胞出芽，在管腔内形成套在管腔内形成套入式的血管新生入式的血管新生 血管网络形成时，这两种血管新生方式同时发生，脑血血管网络形成时，这两种血管新生方式同时发生，脑血管发育以芽生方式生长为主，肺血管增生以非芽生方式生长管发育以芽生方式生长为主，肺血管增生以非芽生方式生长为主 三、血管新生的调控三、血管新生的调控o HanahanHanahan、、FolkmanFolkman和和PeperPeper等提出了等提出了血管新生的平衡学说，即正常情况下血血管新生的平衡学说，即正常情况下血管新生的诱导和抑制处于平衡状态，一管新生的诱导和抑制处于平衡状态，一旦此平衡打破就会激活血管系统发芽长旦此平衡打破就会激活血管系统发芽长出新生血管出新生血管o O`ReillyO`Reilly提出血管新生受到促进血提出血管新生受到促进血管生成因子和抑制血管生成因子调控，管生成因子和抑制血管生成因子调控，这两种因子的平衡使血管处于正常的生这两种因子的平衡使血管处于正常的生长状态。
长状态 （一）血管新生诱导因子（一）血管新生诱导因子分类分类 诱导剂名称诱导剂名称多肽类多肽类 VEGF/VPF, bFGF, PDGF, Angiogenin, Angiopoietin TGFα、、β ，， G-CSF/GM-CSF, IL-1 等等低分子质量非肽类低分子质量非肽类 趋化因子，趋化因子， 脂类等脂类等未定性因子未定性因子 肝素，肝素， 铜离子络合物等铜离子络合物等Angiogenin-血管生成素；血管生成素； Angiopoietin-促血管生成素；促血管生成素； G-CSF-粒粒细胞集落刺激因子；细胞集落刺激因子； GM-CSF –粒细胞巨噬细胞集落刺激因子粒细胞巨噬细胞集落刺激因子 1.血管内皮细胞生长因子（血管内皮细胞生长因子（VEGF））ü 19831983年首先由年首先由SengerSenger等在豚鼠肿瘤腹腔渗液中以及等在豚鼠肿瘤腹腔渗液中以及多种肿瘤细胞培养上清液中发现使豚鼠血管通透性升高多种肿瘤细胞培养上清液中发现使豚鼠血管通透性升高的因子，称之为血管通透性因子的因子，称之为血管通透性因子(vascular penitreit (vascular penitreit factor,VPF)factor,VPF)。
ü 19891989年，年，GospodarwizGospodarwiz等从垂体滤泡细胞培养上清等从垂体滤泡细胞培养上清液中分离出一种特异性的促进血管内皮细胞有丝分裂的液中分离出一种特异性的促进血管内皮细胞有丝分裂的因子，取名为因子，取名为VEGFVEGFü 现已证实血管内皮生长因子与以前发现的现已证实血管内皮生长因子与以前发现的VPFVPF是是同一蛋白质，均由两条相对分子量为同一蛋白质，均由两条相对分子量为2400024000碱性糖蛋白碱性糖蛋白单链的同源二聚体单链的同源二聚体 VEGFDVEGFVEGF165VEGFCVEGF189VEGFAVEGF121VEGFBVEGF206VEGFE促促进进血管血管内内皮皮细细胞胞有有丝丝分裂，增加血分裂，增加血管管内内皮通透性皮通透性仅增加血管仅增加血管内皮通透性内皮通透性4种种VEGF是由同一基因转录是由同一基因转录后以不同后以不同VEGF mRNA拼接方拼接方式的产物，因此，各种式的产物，因此，各种VEGF有相同的抗原决定簇，有相同的抗原决定簇，VEGF抗体与各型抗体与各型VEGF均结合均结合分类分类 VEGFVEGF在动物和成人正常组织中合成水平很低，但在动物和成人正常组织中合成水平很低，但在胚胎中和在有血管新生的组织中合成水平较高。
在胚胎中和在有血管新生的组织中合成水平较高 VEGF在血管新生中，被认为有促进毛细血在血管新生中，被认为有促进毛细血管融合、大血管生成的作用管融合、大血管生成的作用 影响影响VEGFVEGF产生的因素产生的因素活化的癌基因产物活化的癌基因产物Src蛋白蛋白NO缺氧缺氧 （最明显），据报道，细胞在无氧条件下，（最明显），据报道，细胞在无氧条件下，VEGF的合成的合成可增加可增加12倍其机制：倍其机制： 缺氧缺氧 缺氧诱导因子（缺氧诱导因子（HIF-1）） VEGF基因转录基因转录(HIF-1:hypoxia inducible factor-1) 有人推测暖箱中早产儿氧中毒时的视网膜血管异常增生，可有人推测暖箱中早产儿氧中毒时的视网膜血管异常增生，可能是发生在出暖箱后（停止输氧），相对缺氧，能是发生在出暖箱后（停止输氧），相对缺氧，VEGF分泌增多所分泌增多所促成的 VEGF受体受体目前发现的有三种：目前发现的有三种：VEGF R-1VEGF R-1，即，即Flt-1(fms-like tyrosine kinase-1,VEGFR-Flt-1(fms-like tyrosine kinase-1,VEGFR-1)1)VEGF R-2, VEGF R-2, 即即KDR(kinase domain region,VEGFR-2)KDR(kinase domain region,VEGFR-2)VEGF R-3VEGF R-3，即，即flt-4flt-4 三者均属酪氨酸激酶受体三者均属酪氨酸激酶受体VEGF R-2VEGF R-2是早期成血管细胞发育所必需，取出该基因的胚胎是早期成血管细胞发育所必需，取出该基因的胚胎不仅成血管细胞缺失，造血肝细胞也缺失。
不仅成血管细胞缺失，造血肝细胞也缺失VEGF R-1VEGF R-1的作用则稍后，使成血管细胞组织成血管的作用则稍后，使成血管细胞组织成血管 Flt Flt只在肿瘤细胞内皮细胞上表达，在肿瘤只在肿瘤细胞内皮细胞上表达，在肿瘤细胞中表达不明显细胞中表达不明显 KDRKDR不仅在肿瘤血管内皮细胞上表达，而且不仅在肿瘤血管内皮细胞上表达，而且在肿瘤细胞中也表达在肿瘤细胞中也表达 去除去除2 2条染色体中的一条条染色体中的一条VEGFVEGF基因，则胚鼠基因，则胚鼠会死于宫内，会死于宫内，2 2条条VEGFVEGF基因都去除，则出现更早基因都去除，则出现更早期的血管发育障碍期的血管发育障碍 早期胚胎发育时，早期胚胎发育时，VEGFVEGF受体所受的刺激可受体所受的刺激可能来自母体的能来自母体的VEGFVEGF获获VEGFVEGF类的其他因子类的其他因子 2.成纤维细胞生长因子（（fibroblast growth factor,FGF））bFGF（碱性成纤维细胞生长因子）（碱性成纤维细胞生长因子） —研究的最多，分子量为研究的最多，分子量为1800018000的碱性多肽的碱性多肽 ，，对内皮细胞有趋化性，直接刺激内皮细胞释放基底对内皮细胞有趋化性，直接刺激内皮细胞释放基底膜降解酶，并刺激内皮细胞的迁移和增殖，形成新膜降解酶，并刺激内皮细胞的迁移和增殖，形成新血管。
血管 FGFFGFFGFFGF家族目前具有家族目前具有家族目前具有家族目前具有22222222个成员，对成纤维细胞、内个成员，对成纤维细胞、内个成员，对成纤维细胞、内个成员，对成纤维细胞、内皮细胞、平滑肌细胞等多种细胞发生作用，促进细胞皮细胞、平滑肌细胞等多种细胞发生作用，促进细胞皮细胞、平滑肌细胞等多种细胞发生作用，促进细胞皮细胞、平滑肌细胞等多种细胞发生作用，促进细胞生长、增殖、迁移和分化生长、增殖、迁移和分化生长、增殖、迁移和分化生长、增殖、迁移和分化 bFGF硫酸硫酸肝素肝素bFGF与肝素结合，免受其被破坏 3.促血管生成素和血管生成素§促血管生成素促血管生成素(angiopoietin,(angiopoietin,AngAng) )——是一种糖蛋白，是一种糖蛋白，相对分子量为相对分子量为7000070000，由血管内皮细胞和内皮前体细胞，由血管内皮细胞和内皮前体细胞产生§AngAng有两个亚型，即有两个亚型，即Ang-1Ang-1（促进血管生成）和（促进血管生成）和Ang-2Ang-2（抑制血管生成）抑制血管生成）§Tie-2Tie-2是是Ang-1Ang-1和和Ang-2Ang-2的共同受体。
的共同受体Ang-1 Ang-1 与与Tie-2 Tie-2 结结合后，趋化局部间质细胞，诱导间质细胞分化为血管合后，趋化局部间质细胞，诱导间质细胞分化为血管周细胞和平滑肌细胞，刺激基质沉积而形成血管周细胞和平滑肌细胞，刺激基质沉积而形成血管lAng-2Ang-2是是Ang-1Ang-1的竞争性抑制物的竞争性抑制物 Tie-2Tie-2受体主要在胚胎中表达，去除该受体主要在胚胎中表达，去除该基因，可见卵黄囊腔肿大，被主动脉破损、基因，可见卵黄囊腔肿大，被主动脉破损、心肌小梁缺如、脑内大小血管几乎一样粗心肌小梁缺如、脑内大小血管几乎一样粗（提示芽生式新生受抑制）、神经外培层的（提示芽生式新生受抑制）、神经外培层的血管芽生式长入受抑制血管芽生式长入受抑制 血管生成素血管生成素(angiogenin) ——是一种相对分子质量是一种相对分子质量141000141000碱性单链碱性单链多肽，多肽，James 1983 James 1983 年从腺癌细胞系培养液中年从腺癌细胞系培养液中提取并纯化，在实验中表现出强烈的刺激血提取并纯化，在实验中表现出强烈的刺激血管新生作用。
可由正常细胞、淋巴细胞和肝管新生作用可由正常细胞、淋巴细胞和肝细胞生成是一种非血管内皮细胞源性有丝细胞生成是一种非血管内皮细胞源性有丝分裂原特点：不与肝素结合特点：不与肝素结合 体内低剂量即可表现出强烈的刺激绒体内低剂量即可表现出强烈的刺激绒毛膜尿囊膜（毛膜尿囊膜（CAMCAM）和兔角膜血管生成活性和兔角膜血管生成活性 刺激因子 内皮细胞增殖 内皮细胞迁移 内皮细胞分化 在体部位血管新生诱导因子及其作用血管新生诱导因子及其作用 G-CSF + + + G-CSF + + + 角膜角膜GM-CSF + + + GM-CSF + + + ？？VEGF + + + VEGF + + + 角膜角膜,CAM,,CAM,缺血肌肉缺血肌肉bFGF + + + bFGF + + + 角膜角膜,CAM,CAMTGF- αTGF- α + + ？？ ？？ 地鼠颊囊地鼠颊囊 TGF-β TGF-β +/- , a +/- , a +/- , a +/- , a ? ? 角膜角膜,CAM ,CAM PDGF + + +/ ?,b ?PDGF + + +/ ?,b ?PGE1 ? ? ? PGE1 ? ? ? 角膜角膜,CAM,CAMPGE2 ? ? ? PGE2 ? ? ? 角膜角膜,CAM,CAMNO +,b ? ? NO +,b ? ? 肿瘤肿瘤, ,角膜角膜,CAM,CAM抑制抑制TNF- α +/- , a +,c + TNF- α +/- , a +,c + 角膜角膜,CAM,CAMIL-1 +/- ,b +/- ? IL-1 +/- ,b +/- ? 角膜角膜,CAM,CAMIL-6 - + ? ?IL-6 - + ? ?IL-8 + + ? 角膜 PAF ? + ? Matrigel* （二）血管新生抑制因子（二）血管新生抑制因子 成年机体的血管新生不如胚胎普遍，血管新生的速度成年机体的血管新生不如胚胎普遍，血管新生的速度在生理状态下也远比病理状态下慢（如肿瘤时），这与体在生理状态下也远比病理状态下慢（如肿瘤时），这与体内存在血管新生抑制因子有关。
内存在血管新生抑制因子有关血管新生抑制素（血管新生抑制素（angiostatin)angiostatin)、内皮细胞抑制素（、内皮细胞抑制素（endostatin) endostatin) 组织金属蛋白酶抑制剂（组织金属蛋白酶抑制剂（tissue inhibitor of metalloproteinase,TIMPtissue inhibitor of metalloproteinase,TIMP)软骨源性抑制剂软骨源性抑制剂(cartilage derived inhibitor,CDI)凝血敏感蛋白凝血敏感蛋白-1(thrombospodin-1,TSF-1)血小板因子血小板因子-4(platelete fact-4)干扰素诱导蛋白干扰素诱导蛋白-10(interferone inducible protein-10,IP-10)迁移抑制因子迁移抑制因子(migration inhibitor factor,MIG) 1.1.血管新生抑制素（血管新生抑制素（angiostatin)angiostatin) 19941994年由年由O O’’Reilly M S Reilly M S 首先发现，是纤溶酶原首先发现，是纤溶酶原的降解片断，是纤溶酶原的降解片断，是纤溶酶原98~44098~440氨基酸残基片断，也氨基酸残基片断，也是纤溶酶原是纤溶酶原N N段片断。
某些蛋白水解酶（如弹性蛋白段片断某些蛋白水解酶（如弹性蛋白水解酶）在体外与纤溶酶原或纤溶酶作用即可产生血水解酶）在体外与纤溶酶原或纤溶酶作用即可产生血管新生抑制素管新生抑制素 血管新生抑制素能特异性的抑制内皮细胞增殖，血管新生抑制素能特异性的抑制内皮细胞增殖，可选择性的调控可选择性的调控E-E-选择素的表达，从而抑制内皮细胞选择素的表达，从而抑制内皮细胞增殖 angiostatinangiostatin 2.内皮细胞抑制素内皮细胞抑制素（（endostatin）） endostatinendostatinendostatinendostatin是胶原是胶原是胶原是胶原XVIII XVIII XVIII XVIII 的的的的C C C C端片段，相对分子质端片段，相对分子质端片段，相对分子质端片段，相对分子质量为量为量为量为20 00020 00020 00020 000，是胶原，是胶原，是胶原，是胶原XVIIIXVIIIXVIIIXVIII在某些酶的作用下裂解生成，在某些酶的作用下裂解生成，在某些酶的作用下裂解生成，在某些酶的作用下裂解生成，体内产生机制不清。
体内产生机制不清体内产生机制不清体内产生机制不清 内皮细胞抑制素可与细胞表面的硫酸类肝素硫内皮细胞抑制素可与细胞表面的硫酸类肝素硫内皮细胞抑制素可与细胞表面的硫酸类肝素硫内皮细胞抑制素可与细胞表面的硫酸类肝素硫酸盐蛋白多糖结合，通过与酸盐蛋白多糖结合，通过与酸盐蛋白多糖结合，通过与酸盐蛋白多糖结合，通过与bFGFbFGFbFGFbFGF的竞争，干扰有丝分的竞争，干扰有丝分的竞争，干扰有丝分的竞争，干扰有丝分裂的生长因子信号，从而达到抑制细胞增殖的作用裂的生长因子信号，从而达到抑制细胞增殖的作用裂的生长因子信号，从而达到抑制细胞增殖的作用裂的生长因子信号，从而达到抑制细胞增殖的作用对内皮细胞增殖的作用较专一，且较血管生成抑制素对内皮细胞增殖的作用较专一，且较血管生成抑制素对内皮细胞增殖的作用较专一，且较血管生成抑制素对内皮细胞增殖的作用较专一，且较血管生成抑制素强 此外，它能促进内皮细胞凋亡此外，它能促进内皮细胞凋亡此外，它能促进内皮细胞凋亡此外，它能促进内皮细胞凋亡 3.组织金属蛋白酶抑制剂组织金属蛋白酶抑制剂（（TIMP）） TIMPTIMP能抑制组织金属蛋白酶（能抑制组织金属蛋白酶（matrix matrix metallo proteinasemetallo proteinase，，MMPMMP）。
MMPMMP是内皮细胞分泌的，它能使内皮是内皮细胞分泌的，它能使内皮细胞迁移，新血管生成当细胞迁移，新血管生成当MMPMMP被被TIMPTIMP抑制后血抑制后血管新生即被抑制所以近年来在脏器炎症纤维管新生即被抑制所以近年来在脏器炎症纤维化和肿瘤的研究中，试图激活化和肿瘤的研究中，试图激活TIMPTIMP，使，使MMPMMP抑制，抑制，血管生成阻断，炎症纤维化中止，肿瘤缩小血管生成阻断，炎症纤维化中止，肿瘤缩小 4.凝血敏感蛋白凝血敏感蛋白-1（（TSP-1）） （血小板凝集素）（血小板凝集素） TSP-1TSP-1存在于血小板存在于血小板α α 颗粒中的糖蛋白颗粒中的糖蛋白是一种内源性血管新生抑制剂，能够阻断血是一种内源性血管新生抑制剂，能够阻断血管生长因子诱导的毛细血管内皮细胞的增殖、管生长因子诱导的毛细血管内皮细胞的增殖、迁移和管腔形成同时能加强平滑肌细胞对迁移和管腔形成同时能加强平滑肌细胞对PDGFPDGF所引起的增殖和迁移反应所引起的增殖和迁移反应 5.血小板因子血小板因子-4（（PF-4）） PF-4来自血小板。
实验证明，来自血小板实验证明，PF-4能与氨基能与氨基葡萄糖基结合，阻碍葡萄糖基结合，阻碍bFGF与受体结合，从而抑制与受体结合，从而抑制血管新生其可能途径为：血管新生其可能途径为：1））PF4直接与直接与bFGF竞争硫酸肝素，而硫酸肝素竞争硫酸肝素，而硫酸肝素维持维持bFGF 的活性非常重要的活性非常重要2））PF4直接与直接与bFGF的受体结合，在受体水平与的受体结合，在受体水平与bFGF竞争3））PF4可能与可能与bFGF形成复合物，并抑制形成复合物，并抑制bFGF的的二聚体形成二聚体形成 当然，血管新生的调控除了受上述诱当然，血管新生的调控除了受上述诱导剂、抑制剂的作用外，还有很多因素如导剂、抑制剂的作用外，还有很多因素如细胞微环境的改变（如缺氧、细胞微环境的改变（如缺氧、pHpH、、NONO）、）、癌基因（癌基因（c-rasc-ras）的激活、抑癌基因的突）的激活、抑癌基因的突变（变（p53p53）均可通过影响）均可通过影响VEGFVEGF的表达而调的表达而调控血管新生控血管新生 四、血管新生与疾病的发生和防治四、血管新生与疾病的发生和防治 血管新生性疾病主要是指与微血管异常生长相关的疾病，血管新生性疾病主要是指与微血管异常生长相关的疾病，表现为血管新生过度、缺陷或抑制。
表现为血管新生过度、缺陷或抑制Ø 肿瘤、糖尿病、视网膜病、血管瘤、牛皮癣、类风湿性关肿瘤、糖尿病、视网膜病、血管瘤、牛皮癣、类风湿性关 节炎、月经失调等节炎、月经失调等血管异常增生血管异常增生的疾病Ø 冠心病、心肌梗死后、脑梗塞后、血管闭塞性血栓性脉管冠心病、心肌梗死后、脑梗塞后、血管闭塞性血栓性脉管炎等血管炎等血管新生抑制新生抑制的疾病 上述疾病的中心发病环节均为血管新生调节障碍，上述疾病的中心发病环节均为血管新生调节障碍，故治疗时均要针对血管新生，对血管异常增生疾病治疗要抗故治疗时均要针对血管新生，对血管异常增生疾病治疗要抗血管新生，对血管新生抑制的疾病治疗要促血管新生血管新生，对血管新生抑制的疾病治疗要促血管新生 ( (一一) ) 肿瘤的血管新生与抗血管新生治疗肿瘤的血管新生与抗血管新生治疗1.肿瘤的血管新生肿瘤的血管新生Ø 肿瘤的生长首先需要建立一个新生血管网络肿瘤的生长首先需要建立一个新生血管网络Ø缺少血供的肿瘤直径一般只能维持在缺少血供的肿瘤直径一般只能维持在1-2mm1-2mm以内Ø新生肿瘤血管表现为结构不规则，生长方式各不相同，新生肿瘤血管表现为结构不规则，生长方式各不相同，提示肿瘤血管生成有着与正常新生血管不同的条件提示肿瘤血管生成有着与正常新生血管不同的条件 。
Ø恶性肿瘤细胞依赖丰富的新生毛细血管网及时得到其恶性肿瘤细胞依赖丰富的新生毛细血管网及时得到其迅速无限生长所需的氧气和养料，并运走代谢废物迅速无限生长所需的氧气和养料，并运走代谢废物Ø肿瘤在生长过程中可分泌损伤血管但也可促进新生血肿瘤在生长过程中可分泌损伤血管但也可促进新生血管形成的物质管形成的物质 实验实验 BimbroneBimbrone等在动物模型中观察到瘤栓中恶性瘤等在动物模型中观察到瘤栓中恶性瘤细胞在对宿主周围毛细血管浸润性生长的无血管阶细胞在对宿主周围毛细血管浸润性生长的无血管阶段中，瘤细胞生长缓慢，称之为段中，瘤细胞生长缓慢，称之为静止状态或休眠状静止状态或休眠状态（态（dormancy statedormancy state））当有新生毛细血管当有新生毛细血管 从宿从宿主小静脉壁长入肿瘤组织时，中瘤细胞的生长就加主小静脉壁长入肿瘤组织时，中瘤细胞的生长就加快 肿瘤的转移必须有以下肿瘤的转移必须有以下2个条件个条件：：•血管内皮细胞分泌的胶原酶和纤溶酶原激活因子血管内皮细胞分泌的胶原酶和纤溶酶原激活因子使肿瘤细胞从肿瘤组织中脱落；使肿瘤细胞从肿瘤组织中脱落；•新生血管基底膜不完整，中瘤细胞可通透，并比新生血管基底膜不完整，中瘤细胞可通透，并比成熟正常毛细血管更易接受肿瘤细胞，从而为肿成熟正常毛细血管更易接受肿瘤细胞，从而为肿瘤细胞的转移提供途径。
瘤细胞的转移提供途径 实验实验 利用抗血管内皮某些成分的单抗（如抗利用抗血管内皮某些成分的单抗（如抗CD31CD31、、CD34CD34抗原的抗体）染色表明：血管新生主要发生在抗原的抗体）染色表明：血管新生主要发生在肿瘤原位或转移病灶的周边部位，对转移病灶计数肿瘤原位或转移病灶的周边部位，对转移病灶计数或对血管密度分级发现血管生成与乳癌的转移呈正或对血管密度分级发现血管生成与乳癌的转移呈正相关检测血管密度可作为乳癌、黑色素瘤、头颈相关检测血管密度可作为乳癌、黑色素瘤、头颈部肿瘤及其他多种肿瘤预后的一个独立标志部肿瘤及其他多种肿瘤预后的一个独立标志 肿瘤的生长大致可分为肿瘤的生长大致可分为2个时期个时期1.血管前期（血管前期（prevascular phase），为无），为无血管生长期，肿瘤增殖到大约血管生长期，肿瘤增殖到大约2mm2.血管期（血管期（vascular phase），以肿瘤组织），以肿瘤组织中的毛细血管进行性生长为标志中的毛细血管进行性生长为标志 肿瘤组织中的血管是由邻近组织中小血肿瘤组织中的血管是由邻近组织中小血管壁芽生并向肿瘤组织内生长成熟的。
此过管壁芽生并向肿瘤组织内生长成熟的此过程可分为程可分为4个期：个期：1)1)血管生长形成期血管生长形成期 肿瘤组织启动促进血管形成的肿瘤组织启动促进血管形成的遗传信息进行表达通过调节促进或抑制血管新遗传信息进行表达通过调节促进或抑制血管新生物质的含量，诱导新血管的生成生物质的含量，诱导新血管的生成 内皮细胞和周细胞均含有形成血管腔隙并分内皮细胞和周细胞均含有形成血管腔隙并分支连接成毛细血管网的遗传信息支连接成毛细血管网的遗传信息 2)2)基底膜降解期基底膜降解期 由周围细胞产生的胶原酶和由周围细胞产生的胶原酶和纤溶酶原激活物降解母血管的基底膜和局部纤溶酶原激活物降解母血管的基底膜和局部基质基质, ,使母血管管腔扩张使母血管管腔扩张, ,为内皮细胞迁移提为内皮细胞迁移提供条件供条件. .3)3)内皮细胞迁移期内皮细胞迁移期 在血管生长因子作用方向在血管生长因子作用方向上上, ,内皮细胞发生趋化性生长、迁移，或一个内皮细胞发生趋化性生长、迁移，或一个细胞从母血管壁向周围组织长出，或多个细细胞从母血管壁向周围组织长出，或多个细胞同时平行长出。
长出的细胞形成突起，突胞同时平行长出长出的细胞形成突起，突起的中央内皮细胞分裂增殖起的中央内皮细胞分裂增殖 4)4)管腔形成期管腔形成期 母血管内皮细胞增生形成的细胞索向肿瘤母血管内皮细胞增生形成的细胞索向肿瘤组织长入的过程中组织长入的过程中, ,内皮细胞之间逐渐形成裂内皮细胞之间逐渐形成裂隙样腔隙隙样腔隙, ,同时被拉长成管状同时被拉长成管状 这些腔隙与母这些腔隙与母血管腔隙相连，并在内皮细胞和周细胞外围出血管腔隙相连，并在内皮细胞和周细胞外围出现基底膜，从而新生血管形成现基底膜，从而新生血管形成 2.2.肿瘤血管新生的机制肿瘤血管新生的机制 ““血管新生开关血管新生开关””（（angiogenic switchangiogenic switch）） 在在研研究究血血管管新新生生在在肿肿瘤瘤发发生生和和转转移移中中的的重重要要作作用用及及其其正正负负调调节节因因子子之之间间的的平平衡衡时时提提出出的的概概念念，，它它在在肿肿瘤瘤发发生生时时被被打打开开 P53P53基基因因经经常常在在中中瘤瘤组组织织中中发发生生突突变变，，使使肿肿瘤瘤在在缺缺氧氧状状态态下下存存活活，，并并上上调调VEGFVEGF表表达达和和下下调调TSP-1TSP-1表表达，从而打开血管生成开关达，从而打开血管生成开关 。
在在肿肿瘤瘤潜潜伏伏期期，，血血管管新新生生诱诱导导因因子子和和血血管管新新生生抑抑制制因因子子之之间间保保持持着着动动态态平平衡衡，，此此时时细细胞胞凋凋亡亡率率很很高高，，一一旦旦血血管管生生成成开开始始，，细细胞胞增增生生将将超超过过细细胞凋亡速度胞凋亡速度 “休眠状态休眠状态”（（dormancy state）） 原原发发瘤瘤能能够够产产生生血血管管新新生生诱诱导导因因子子和和抑抑制制因因子子，，抑抑制制因因子子在在循循环环中中的的半半寿寿期期比比前前者者长长，，在在继继发发肿肿瘤瘤中中的的作作用用超超过过前前者者，，使使肿肿瘤瘤保保持持在在休休眠眠状状态态某某些些癌癌症症患患者者发发生生“肿肿瘤瘤休休眠眠”的的分分子子基基础础是是TSP，，TSP能能够够使使肿肿瘤瘤转转移移率率降降低低15-20倍倍，，原原发发瘤瘤的的体体积积缩缩小小6倍倍为为TSP抗肿瘤提供了直接证据抗肿瘤提供了直接证据 肿瘤与肿瘤与VEGFo肿瘤病人血、尿中肿瘤病人血、尿中VEGFVEGF明显增高明显增高o肿瘤组织中肿瘤组织中VEGFVEGF和和VEGFRVEGFR均升高均升高o有远处转移者有远处转移者VEGFVEGF更高更高o血管丰富的肿瘤组织中血管丰富的肿瘤组织中VEGFVEGF显著升高显著升高oVEGFVEGF与疗效和预后相关与疗效和预后相关 VEGF引起血管新生的机理引起血管新生的机理ØVEGFVEGF特异性作用于血管内皮细胞，发挥促增殖、特异性作用于血管内皮细胞，发挥促增殖、促迁移、促趋化作用。
促迁移、促趋化作用ØVEGFVEGF增加血管通透性，增加血管通透性，FgFg等血浆蛋白外渗与组等血浆蛋白外渗与组织中纤维连接蛋白等凝结形成纤维蛋白凝胶体，织中纤维连接蛋白等凝结形成纤维蛋白凝胶体，为新生毛管网的建立和肿瘤细胞的生长提供必为新生毛管网的建立和肿瘤细胞的生长提供必要的基质要的基质ØVEGFVEGF诱导血管内皮细胞产生间质胶原酶、纤溶诱导血管内皮细胞产生间质胶原酶、纤溶酶原激活物酶原激活物 3.抗血管新生治疗抗血管新生治疗v抗血管新生疗法：抗血管新生疗法：针对肿瘤血管新生的过程进行治疗，针对肿瘤血管新生的过程进行治疗，抑制血管新生和肿瘤生长抑制血管新生和肿瘤生长 血管新生抑制剂（血管新生抑制剂（angiogenesis inhibitorsangiogenesis inhibitors）），分两大类：，分两大类：ØA.A.特异性抗血管新生药，仅抑制特异性抗血管新生药，仅抑制VECVEC增值和转移，增值和转移，对非对非 VEC VEC 作用不大，代表性药物如作用不大，代表性药物如烟曲霉醇烟曲霉醇（（TNF-470TNF-470）ØB B . .非特异性抗血管新生药，对非特异性抗血管新生药，对VECVEC、肿瘤细胞和、肿瘤细胞和其他细胞均有作用，代表性药物为其他细胞均有作用，代表性药物为IL-12IL-12。
抗血管新生疗法的优点抗血管新生疗法的优点v一个血管被破坏后，成千上万个肿瘤细胞坏死一个血管被破坏后，成千上万个肿瘤细胞坏死v不易产生抗药性不易产生抗药性v药物很容易找到他的靶细胞药物很容易找到他的靶细胞v有时药物虽不引起肿瘤缩小，但抑制其生长，有时药物虽不引起肿瘤缩小，但抑制其生长， 为为 其它治疗提供条件其它治疗提供条件v联合应用效果佳联合应用效果佳v对小肿瘤治疗比大肿瘤好对小肿瘤治疗比大肿瘤好 抗血管新生抑制剂应用情况抗血管新生抑制剂应用情况ØPF-4PF-4能非特异的阻断能非特异的阻断VEGFVEGF与与VEGFRVEGFR的结合，抑制的结合，抑制内皮细胞增殖、游走，阻止新生血管形成内皮细胞增殖、游走，阻止新生血管形成Ø烟曲霉素烟曲霉素及其类似物，如及其类似物，如AGM-1470AGM-1470（（TNP-740TNP-740）其类似物可在很多植物中，如其类似物可在很多植物中，如6-6-磷酸磷酸- -肌醇（植肌醇（植酸）、豆类、谷类植物中发现酸）、豆类、谷类植物中发现Ø一些小分子化合物一些小分子化合物，如，如SV1498SV1498等可阻断等可阻断VEGFVEGF受受体下游的信号转导。
体下游的信号转导 ØVEGF的反义的反义cDNA可阻断可阻断VEGF的基因表达的基因表达Ø某些细胞因子某些细胞因子，如，如 INF，，IGF，，IL-12等Ø中和血管生成的多肽或其受体中和血管生成的多肽或其受体，如，如VEGF抗抗 体、体、VEGF的可溶性受体的可溶性受体Ø干扰血管基底膜和细胞外基质的抑制剂干扰血管基底膜和细胞外基质的抑制剂，如，如PEX、、KB-R7785 Ø其他其他，抗粘附分子抗体、基因治疗等，抗粘附分子抗体、基因治疗等 v血管靶向疗法血管靶向疗法 是特异的破坏已存在的血管的方法，从而诱导是特异的破坏已存在的血管的方法，从而诱导肿瘤坏死如细胞因子肿瘤坏死如细胞因子TNFα大剂量时抑制血管内大剂量时抑制血管内皮细胞，在四肢转移的黑色素瘤治疗中，四肢局部皮细胞，在四肢转移的黑色素瘤治疗中，四肢局部动脉注射大剂量动脉注射大剂量TNFα，结果特异的破坏肿瘤血管，，结果特异的破坏肿瘤血管，从而抑制肿瘤生长从而抑制肿瘤生长 （二）缺血性心血管病与治疗（二）缺血性心血管病与治疗性血管新生性血管新生 不稳定性心绞痛、急性心梗、冠脉狭窄，不稳定性心绞痛、急性心梗、冠脉狭窄，ASAS、以及血栓形成所致的各种缺血性心血管、以及血栓形成所致的各种缺血性心血管疾病时，侧枝循环代偿尚未充分建立，使组疾病时，侧枝循环代偿尚未充分建立，使组织严重而持续的急性缺氧，即可发生梗死。
织严重而持续的急性缺氧，即可发生梗死 VEGFVEGF是一种高度特异的、强烈的血管内皮细胞促是一种高度特异的、强烈的血管内皮细胞促分裂因子，能促使生理性或病理性的血管生成，使体分裂因子，能促使生理性或病理性的血管生成，使体内新生血管生成的重要调控物质内新生血管生成的重要调控物质•促进血管内皮细胞增殖和迁移促进血管内皮细胞增殖和迁移•促进具有降解基底膜作用的蛋白酶释放促进具有降解基底膜作用的蛋白酶释放•促进内皮细胞形成管腔促进内皮细胞形成管腔 有报道，体内外的缺血、缺氧的心肌细胞有报道，体内外的缺血、缺氧的心肌细胞VEGFVEGF表表达明显增加，可推测达明显增加，可推测VEGFVEGF可能参加体内缺血心肌的侧可能参加体内缺血心肌的侧枝血管的生成枝血管的生成 临床研究证明，发生心肌梗死后，单纯靠自身生临床研究证明，发生心肌梗死后，单纯靠自身生理性血管再生，以适应缺血变化的过程非常缓慢，一理性血管再生，以适应缺血变化的过程非常缓慢，一般情况下只能部分代偿冠状动脉阻塞引起的心肌缺血，般情况下只能部分代偿冠状动脉阻塞引起的心肌缺血，在血管成形术、冠状动脉旁路术无效的时候，人为地在血管成形术、冠状动脉旁路术无效的时候，人为地增加心肌局部生长因子的浓度，对缓解以致解除心肌增加心肌局部生长因子的浓度，对缓解以致解除心肌缺血状态、减缺血状态、减 轻心肌坏死有潜在的可能性。
轻心肌坏死有潜在的可能性 这种人工控制的血管新生的方法曾一度叫做这种人工控制的血管新生的方法曾一度叫做““分子搭桥术分子搭桥术””（（molecular bridgingmolecular bridging）），目前一般称，目前一般称其为其为治疗性血管新生治疗性血管新生(therapeutic angiogenesis)(therapeutic angiogenesis) 目前认为，重建冠脉血供是治疗缺血性目前认为，重建冠脉血供是治疗缺血性心脏病最有效和最根本的方法有人提出：心脏病最有效和最根本的方法有人提出：“冠脉侧支循环的建立将大大改变冠状动脉冠脉侧支循环的建立将大大改变冠状动脉的历史 所谓所谓“治疗性血管新生治疗性血管新生”就是指将外源就是指将外源性生长因子转入组织中来增强缺血区域的侧性生长因子转入组织中来增强缺血区域的侧支血管生长支血管生长 侧枝循环形成方式侧枝循环形成方式①①原先存在的微血管的原先存在的微血管的延长生长或扩张延长生长或扩张; ;②②血管新生诱导因子作血管新生诱导因子作 用下毛细血管芽生式新用下毛细血管芽生式新生；生；③③在切应力作用下微血在切应力作用下微血管原位膨大，最后导致管原位膨大，最后导致新的成熟的血管网形成新的成熟的血管网形成 VEGF治疗治疗蛋白治疗蛋白治疗基因治疗基因治疗肌肉注射肌肉注射动脉注射动脉注射渗透泵心腔外注入渗透泵心腔外注入病毒载体介导病毒载体介导脂质介导脂质介导质粒质粒DNA介导介导 局部灌注局部灌注局部注射基因埋线球囊导管导入应用转化细胞包被 动物实验结果提示，动物实验结果提示，VEGFVEGF、、FGFFGF等生等生长因子可以促进冠脉侧支循环的建立，改长因子可以促进冠脉侧支循环的建立，改善心肌血供，减少心肌梗死面积，改善心善心肌血供，减少心肌梗死面积，改善心肌舒张功能肌舒张功能。
LazarousLazarous等人研究狗心肌梗死，等人研究狗心肌梗死，模型中采用不同给药途径注入模型中采用不同给药途径注入bFGFbFGF，，发现冠脉内注射、左心房注射及心包发现冠脉内注射、左心房注射及心包内注射内注射bFGFbFGF可以观察到心肌血管新生，可以观察到心肌血管新生，而静脉注射和而静脉注射和SwanGanzSwanGanz导管给药无促导管给药无促血管新生作用血管新生作用 在在慢慢性性心心肌肌缺缺血血的的猪猪模模型型中中向向心心肌肌直直接接注注入入VEGFVEGF，，冠冠脉脉血血流流增增加加，，缺缺血血心心肌肌的的局局部部血血流流得以部分恢复得以部分恢复 有有人人在在冠冠脉脉狭狭窄窄、、闭闭塞塞的的动动物物模模型型中中，，应应用用VEGFVEGF蛋蛋白白作作冠冠脉脉内内注注射射，，每每日日1 1次次，，28 28 d d后后发发现现实实验验组组与与对对照照组组比比，，侧侧支支血血管管增增加加4040％％，，心心肌肌内内分分布布的的血血管管密密度度增增加加9090％％，，并并改改善善冠冠脉脉流流量量，，侧侧支支循循环环形形成成的的数数量量随随VEGFVEGF剂剂量量的的增增加加而增加。
而增加 将将4040例例接接受受冠冠脉脉搭搭桥桥术术的的病病人人随随机机分分人人两两个个组组，，治治疗疗组组心心肌肌注注射射有有活活性性的的FGF-1FGF-1，，对对照照组组注注射射加加热热灭灭活活的的FGFFGF，，随随访访3 3个个月月、、3 3年年的的冠冠脉脉造造影影结结果果都都显示治疗组较对照组血管数明显增加显示治疗组较对照组血管数明显增加 为避免直接注射血管生长因子作为避免直接注射血管生长因子作用时间短的缺点，有研究将含用时间短的缺点，有研究将含bFGFbFGF的肝素藻酸盐缓慢释放装置埋人心的肝素藻酸盐缓慢释放装置埋人心脏心外膜下脂肪中，发现病人症状脏心外膜下脂肪中，发现病人症状改善，心肌灌注显像提示部分区域改善，心肌灌注显像提示部分区域灌注改善灌注改善 1515例病人行冠脉旁路手术的同时接受例病人行冠脉旁路手术的同时接受VEGFl21 cDNAVEGFl21 cDNA直接注射人心肌中，直接注射人心肌中，6 6例病例病人只接受人只接受VEGF cDNAVEGF cDNA基因治疗，结果发现基因治疗，结果发现无肝、肾损害等不良反应出现，无肝、肾损害等不良反应出现，30 d30 d后行后行冠脉造影和核素扫描都提示基因治疗可以冠脉造影和核素扫描都提示基因治疗可以改善心绞痛症状改善心绞痛症状, ,单纯用单纯用VEGFl21 cDNAVEGFl21 cDNA的的病人运动量亦有明显改善病人运动量亦有明显改善 美国学者美国学者IsnerIsner等首次用等首次用VEGFVEGF治疗一治疗一例因右足缺血性坏疽将截肢的患者，他们例因右足缺血性坏疽将截肢的患者，他们通过球囊导管将构建的通过球囊导管将构建的PUCll8PUCll8／／VEGFl65VEGFl65质粒导人远端腘动脉，质粒导人远端腘动脉，1 1周后足部出现血周后足部出现血管新生，管新生，4 4周后出现新生血管侧支。
一次周后出现新生血管侧支一次导人使上述血管新生现象持续导人使上述血管新生现象持续1212周，缓解周，缓解了病情 德国学者Schumacher等首次报道用bFGF治疗20例冠心病患者，这些病人均有Ⅲ度冠状动脉病变，接受过搭桥手术，在其左前降支远端或分支狭窄处附近心肌内注入hrbFGF-112周后冠状动脉造影结果显示新的毛细血管从注射局部新局部新生长开，心绞痛缓解生长开，心绞痛缓解 为了将为了将VEGFVEGF送人心肌血管内皮细送人心肌血管内皮细胞，各种基因治疗的试验已在实验中广胞，各种基因治疗的试验已在实验中广泛开展，通过基因转移技术将携带泛开展，通过基因转移技术将携带VEGFVEGF或其受体的基因载体准确地转移到治疗或其受体的基因载体准确地转移到治疗部位，并导人血管内皮细胞，这是在药部位，并导人血管内皮细胞，这是在药物定位传送的基础上发展起来的新技术物定位传送的基础上发展起来的新技术 血管壁基因转移常用的载体有血管壁基因转移常用的载体有逆转录病毒载体、腺病毒载体、质粒逆转录病毒载体、腺病毒载体、质粒DNADNA载体、质粒载体、质粒DNADNA加脂质载体以及质粒加脂质载体以及质粒DNADNA加脂质载体加病毒外壳载体。
加脂质载体加病毒外壳载体 目前倾向于以目前倾向于以VEGF DNAVEGF DNA代替重组代替重组VEGFVEGF蛋白进行基因治疗，优点是蛋白进行基因治疗，优点是VEGF VEGF DNADNA基因转移所致局部虽然剂量小，但基因转移所致局部虽然剂量小，但它可持续分泌，安全性能及生物学活性它可持续分泌，安全性能及生物学活性比比VEGFVEGF蛋白基因要好，且价格低廉蛋白基因要好，且价格低廉 血管内皮祖细胞血管内皮祖细胞(endothelial progenitor cells(endothelial progenitor cells，，EPC) EPC) 是血管内皮的前体细胞，亦称血管母细胞具是血管内皮的前体细胞，亦称血管母细胞具有游走特征的、能进一步增殖分化的幼稚内皮细胞，有游走特征的、能进一步增殖分化的幼稚内皮细胞，缺乏成熟内皮细胞的特征性表型，不能形成管腔结构缺乏成熟内皮细胞的特征性表型，不能形成管腔结构 EPCEPC和造血干细胞来自同一祖先细胞，同造血干细和造血干细胞来自同一祖先细胞，同造血干细胞一样定居于骨髓，可从骨髓释放，并在外周循环中胞一样定居于骨髓，可从骨髓释放，并在外周循环中运行。
在形态上无法将内皮祖细胞分辨出来，所以识运行在形态上无法将内皮祖细胞分辨出来，所以识别它主要靠细胞表面的分子标志别它主要靠细胞表面的分子标志三）血管内皮祖细胞与疾病（三）血管内皮祖细胞与疾病 研究发现，内皮祖细胞能增殖并分化为血管内皮细胞，不仅参与人胚胎血管生成，同时也参与出生后血管新生和内皮损伤后的修复过程，因此，内皮祖细胞移植可尝试治疗各种疑难的血管病变 相关链接1234 Thank you 。