血管新生(angiogenesis)與癌症

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血管新生(angiogenesis)與癌症
臺北市立第一女子高級中學生物科林玟娟老師/國立台灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯

「血管新生」(angiogenesis)是人體一種正常的生理現象。當組織中需要血管時,有一些促使血管新生的因子的分泌量會增加,以造就新血管的生長機會。例如傷口在癒合前,就需要新生血管來供應氧氣和養分,讓傷口的細胞得以存活。然而血管新生和癌細胞的生長亦有重大關係。在腫瘤剛形成時,大小在1-2 mm,癌細胞只需直接吸收周遭環境的養份即可存活;然而一旦大小超過3 mm,就必須靠新生血管來供應養份。此時癌細胞本身或周圍的結締組織,會分泌許多促使血管新生的物質,例如血管內皮細胞生長因子(VEGF)、鹼性纖維細胞生長因子(FGF)…等,這些物質會活化血管內皮細胞,形成新的微血管。


腫瘤內新生的血管系統和正常組織大不相同,這些血管彎彎曲曲異常混亂,沒有任何規則可循。有些分支直徑太粗,有些則細到毫無功能;有些血管管壁孔隙太多,造成腫瘤組織間的液壓過高,導致水腫。血管內的血液流速也很怪異,有些流動快速,有些則血流遲滯。這些種種異常的情形,造成腫瘤內微環境狀況特殊,同時也使得腫瘤的治療窒礙難行。例如,無血管或血流遲滯的區域藥物很難或無法到達,且該區域組織容易缺氧及酸化,而缺氧會導致血管新生促進因子分泌量增加,造成腫瘤增生,並使癌細胞更易轉移;相反的,免疫細胞在缺氧及酸性的環境中,會因許多的生化反應無法作用,而很難進行殺死腫瘤細胞的防禦作用。再者,新生的易漏血管會造成的體液蓄積,使癌細胞更有機會流入血管而轉移到身體的其他部位。

由於血管新生是腫瘤生長坐大的必經過程,理論上若能適時抑制血管新生,應能抑制腫瘤的生長。根據這項理論,目前醫學上發展出一種抗癌的新策略,稱為「抗血管新生療法」。此法是以腫瘤血管的內皮細胞為標靶,利用藥物抑制內皮細胞的增生,進而使血管無法新生,達到抑制腫瘤生長的效果。在參與血管新生的因子中,最重要的是VEGF,因大多數的腫瘤中,VEGF的含量豐富,2004年美國食品及藥物管理局(FAD)核准的治癌新藥Avostin,即是VEGF抗體。此抗體會直接附著在VEGF上,使VEGF無法發揮作用。臨床實驗發現,Avostin可以破壞腫瘤內混亂血管系統,使腫瘤縮小,並使留下的血管趨於正常,此時若合併傳統化療,這些較正常的血管反而更能有效的運輸化療藥物,以殺死癌細胞。此法在臨床上證實的確可以延長直腸癌末期病人的壽命。

「抗血管新生療法」是針對血管內皮細胞投藥,相較於傳統以殺癌細胞為標的方法,有諸多好處。這些藥品毒性較低,副作用少,再加上內皮細胞遺傳上較穩定,不似癌細胞易突變,長期用藥也比較不會產生抗藥性。此療法在人類癌症醫療上露出曙光,但仍然有許多問題值得醫學界探討,期望未來能有更重大進展。

 

 

參考資料:
1. 「抗血管新生療法在人類腫瘤的運用」 秀傳醫學雜誌 2004,5(3-4):137-148
2. http://en.wikipedia.org/wiki/Angiogenesis
3. 科學人 2008,76:70-77

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