異常血管新生是多種視網膜疾病的病理性標志。血管內皮生長因子(VEGF)主要調控內皮細胞的增生與遷移,VEGF受體2(VEGFR2)是介導這一作用的主要受體,下游信號的激活首先需要VEGF與VEGFR2結合,隨后發生受體二聚體化和自磷酸化,阻斷這一過程進而抑制新生血管的形成是一個非常具有吸引力的治療策略。眼科臨床目前應用的單克隆抗體和融合蛋白藥物主要結合游離的VEGF,隨著拮抗VEGFR2的大分子抗體和小分子酪氨酸激酶抑制劑的藥物上市,有望進一步拓展至眼科領域。抗VEGFR2治療雖是抑制新生血管的革命性方法,但目前尚無充足的臨床證據。深入了解抗VEGFR2治療視網膜新生血管疾病的應用現狀及進展具有重要的臨床意義。
引用本文: 張明亮, 楊宋陽, 胡嵐嵐, 李筱榮. 抗血管內皮生長因子受體2藥物在視網膜新生血管疾病治療中的研究進展. 中華眼底病雜志, 2021, 37(7): 562-566. doi: 10.3760/cma.j.cn511434-20201028-00516 復制
異常新生血管是多種致盲性視網膜疾病常見病理特征,包括增生型糖尿病視網膜病變、新生血管性老年性黃斑變性(nAMD)和早產兒視網膜病變等[1-3]。多種促進血管生成的分子,包括血管內皮生長因子(VEGF)及其受體(VEGFR)、血管生成素2(Ang-2)、成纖維細胞生長因子等,參與這些信號通路的調節,其上調均可促使靜止的血管內皮細胞向血管生成表型轉化[4-5]。VEGF/VEGFR2信號通路是目前公認的在新生血管生成中起主要調節作用的信號通路,也是目前研究最多的抗新生血管治療的靶點。直接拮抗VEGFR2相比拮抗VEGF具有一定優勢,但目前抗VEGFR2藥物治療視網膜新生血管疾病還未有臨床藥物上市,主要有藥物毒性及多種不良反應等缺點,亟待更多的臨床前安全性評價良好與不良反應率低的新藥開發。現就抗VEGFR2藥物在視網膜新生血管疾病治療的相關研究現狀與進展作一綜述。
1 VEGF與VEGFR的生物學功能
VEGF是分泌型二聚體糖蛋白,最初從腫瘤細胞培養基中純化,晶體結構顯示VEGF由兩個同源單體以反向平行的方式形成二聚體結構。在哺乳動物中主要存在5個亞型,分別是胎盤生長因子(PIGF)、VEGFA、VEGFB、VEGFC和VEGFD。這些亞型均包含8個位置固定的保守半胱氨酸殘基,其中6個殘基形成3個分子內二硫鍵,構成3個環狀結構,剩下的2個半胱氨酸形成2個分子間二硫鍵,有助于穩定二聚體結構。大多數細胞優先表達VEGFA165、VEGFA121和VEGAF189,VEGFA165是主要異構體[6]。
VEGFR包含VEGFR1、VEGFR2和VEGFR3,VEGFR1主要在腫瘤細胞、血管內皮細胞和單核細胞中表達,介導內皮細胞遷移、存活等;VEGFR2主要在血管內皮細胞表達,在人血漿中還存在可溶性受體;VEGFR3主要在淋巴管內皮細胞中表達,介導VEGFC和VEGFD的促淋巴管生成作用。VEGFA、VEGFB和PIGF與VEGFR1結合,VEGFA、VEGFE與VEGFR2結合,VEGFC、VEGFD與VEGFR3結合。經蛋白水解處理的VEGFC、VEGFD與VEGFR2結合,親和力低于VEGFR3,VEGFF可以與VEGFR1和VEGFR2結合[7]。
VEGFR2敲除的小鼠由于內皮細胞和造血細胞的發育受損,在胚胎發育至8.5 d時死亡,與VEGFA敲除的表型相似;同時,VEGFR2在胚胎正常發育和腫瘤血管生成過程中高表達,VEGFR2是影響血管內皮細胞分化、增生、遷移以及管腔形成的主要信號轉導受體[8]。
VEGFR2屬于酪氨酸激酶受體家族(RTK),VEGFR2的信號轉導遵循RTK激活的通用模型,VEGF與細胞外結構域結合促進受體二聚化、激酶活化和二聚體復合物中特定酪氨酸殘基的自磷酸化,自磷酸化位點包括Tyr951、Tyr996、Tyr1054、Tyr1059、Tyr1175和Tyr1214。Tyr1175和Tyr1214位于羥基末端尾部,磷酸化的Tyr1175是細胞中磷酸脂酶C-γ的結合位點,參與VEGFR2介導的細胞增生[9];Tyr1054和Tyr1059是激活VEGFR2激酶所必需的磷酸化位點[10];Tyr951和Tyr996位于酪氨酸激酶結構域,Tyr951介導VEGFA激活的內皮細胞遷移[11]。
VEGF與VEGFR結合并使其二聚的途徑有兩條[12],配體誘導二聚(LID)和預二聚(PD)。LID是指VEGF先與單體受體結合形成VEGF-VEGFR復合物,該復合物在細胞膜中橫向擴散,招募另一個未結合單體受體,介導下一步信號級聯;PD則基于細胞膜上存在未激活的預二聚受體,二聚受體的單體間可能存在直接或間接的相互作用,VEGF的一端同預受體中的單體結合后,會促使另一端同剩下的受體結合,若預二聚體插入至細胞膜中不再分離,稱為靜態預聚;相反,受體單體插入到細胞膜中仍然可以動態的結合和分離,則稱為動態預聚。
2 VEGF及VEGFR2相關抑制劑
阻斷VEGF/VEGFR信號通路進而抑制新生血管的生成是一個非常具有吸引力的治療思路。抗VEGF信號通路藥物可以從多個步驟入手,目前的藥物研發主要基于拮抗VEGF和VEGFR2進行。
2.1 拮抗VEGF
目前應用于眼科的抗VEGF藥物均從中和游離的VEGF入手,阻斷VEGF與受體的結合進而抑制新生血管的形成。主要包括:(1)單克隆抗體類藥物:貝伐單抗(bevacizumab)、雷珠單抗(ranibizumab);(2)融合蛋白類藥物:阿柏西普(aflibercept)、康柏西普(conbercept)。
2.2 拮抗VEGFR2
直接靶向VEGFR2相比結合VEGF具有潛在優勢。這類藥物主要包含大分子單克隆抗體和小分子酪氨酸激酶抑制劑(TKI)。
單克隆抗體類藥物包括單鏈可變片段,其包括雷莫蘆單抗(IMC-1211B,ramucirumab)。雷莫蘆單抗是從噬菌體文庫中分離出的具有人VEGFR2反應性的單鏈[13],它是全長IgG單克隆抗體。臨床前模型顯示雷莫蘆單抗可以與人的VEGFR2-ECD結合,半數最大抑制濃度為0.8~1.0 nmol/L,親和力相較于VEGF提高8倍;藥效學評估證實在晚期實體瘤患者中給予雷莫蘆單抗治療后,其體內VEGFR-2濃度通常立即降低[14-15],增加VEGF不能上調受體的激活。目前該藥獲批作為單一療法用于轉移性胃或胃食管結合部腺癌、轉移性非小細胞肺癌和結直腸癌的聯合化學藥物治療[16]。Fuchs等[17]報道一項臨床試驗REGARD的結果,雷莫蘆單抗藥物耐受性總體良好,約10%的患者因不良事件終止治療;3級高血壓、腹痛等不良事件發生率較高,患者接受化學藥物聯合治療方案并未出現嚴重不良毒性反應。但目前該藥尚未應用于眼科,通過視網膜色素上皮(RPE)細胞和動物實驗評估了玻璃體腔內應用雷莫蘆單抗的安全性[18],研究人員證實較低劑量的雷莫蘆單抗(250 μg)是安全的,而高劑量(500 μg)會導致兔神經節細胞數量減少及ARPE-19 細胞的活力降低和形態變化。該藥的眼科使用前景仍待更多探索。
單克隆抗體是大分子,只能作用在細胞表面或分泌型蛋白。TKI是小分子,由于疏水的特性可以很容易的進入細胞內和受體的細胞內結構域或細胞內信號分子相互作用,在細胞內阻斷各種下游信號通路。TKI對VEGFR2-ICD的催化結合位點有很強的抑制活性,進而阻斷VEGFR2受體二聚體化和自磷酸化過程[19]。VEGFR2的催化結構域是三磷酸腺苷(ATP)的結合位點,具有雙葉結構,包含小的N瓣和大的C瓣,二者由鉸鏈區和凸形模體區組成連接子連接。Ⅰ型抑制劑也稱ATP競爭性抑制劑,與ATP腺嘌呤環調節的區域結合,典型藥物有sunitinib、cediranib、vandetanib、semaxinib、brivanib;Ⅱ型抑制劑誘導富氫區域的失活,與疏水口袋附近的位點結合,也稱變構抑制劑,典型藥物是sorafenib、foretinib、tivozanib、regorafenib;Ⅲ型抑制劑與半胱氨酸殘基共價連接后阻止ATP的結合,也稱共價抑制劑,典型藥物是vatalanib。TKI通常是多靶點激酶抑制劑,涉及若干個信號通路,如VEGF和血小板源生長因子都在血管生成過程中發揮重要作用,聯合使用這兩種通路的抑制劑比只使用其中一種具有更好的療效。第一代TKI對RTK的抑制作用是非特異性的,具有一定的全身副作用,第二代TKI主要提高了對于VEGFR的親和力和特異性[16]。
3 抗VEGF/VEGFR2藥物治療的局限性
抗VEGF/VEGFR2治療是抑制新生血管的革命性方法,然而這種治療方案也存在不足之處。多項臨床研究表明,抗VEGF藥物治療在實際臨床應用的療效遠不如Ⅲ期臨床試驗,患者接受玻璃體腔注藥后的初始階段視力較基線雖然有所改善,但此后患眼視力持續下降,不能維持最初的收益,注射次數不足是最主要的原因[20-21]。反復玻璃體腔注藥可能會給患者帶來沉重的經濟負擔和心理恐懼,也給疾病管理帶來障礙。關于抗VEGF/VEGFR2藥物治療的Ⅲ期臨床試驗結果顯示,nAMD患者對于抗VEGF藥物注射的需求存在很大差異,部分患者經過初始治療后病情不再進展,也有部分患者在持續每月注藥多達12次后病情仍在發展[22-23]。
臨床上并非所有接受抗VEGF藥物治療的患者都有治療應答,即使有治療應答的患者也可能在經歷一段時間的治療后逐漸失去應答。臨床對抗VEGF藥物治療無應答或部分應答機制尚不明確,目前可能的機制為基因多態性,也可能與患者發病年齡、疾病病程、病灶特點等相關[24-25]。基于目前在惡性腫瘤中的研究,推測主要有以下兩種機制:(1)受體信號的冗余機制[26]。人體中仍有額外的促進新生血管途徑以克服正常信號傳導過程的異常,激活這些平行的血管生成信號可以中和TKI的抑制作用,如Delta樣配體4介導的Notch信號同樣介導血管生成,抑制這一途徑會導致非生產性血管的過度生長,目前認為Dll4/Notch信號參與了抗VEGF藥物治療的耐藥機制[27]。Ang-1、Ang-2及其主要受體Tie是誘導血管生成和成熟的另一途徑,該通路同樣可以激活VEGFR的下游信號通路磷脂酰肌醇激酶/絲氨酸/蘇氨酸激酶,這些現象都表明僅抑制VEGF/VEGFR信號通路不足以完全抑制新生血管的形成[28]。(2)耐受缺氧克隆的篩選,抗VEGF藥物治療初步抑制了腫瘤的增生,同時促進了腫瘤轉移的發生;藥物誘導的缺氧環境會篩選出能夠耐受缺氧的細胞,這些細胞選擇性抑制了VEGFR2的表達,對促血管生成因子促進生長和增生的濃度要求較低,從而產生了耐藥性[29]。
抗VEGFR2單克隆抗體類藥物尚未應用于眼科。研究人員探究高劑量(500 μg)和低劑量(250 μg)雷莫蘆單抗對RPE細胞的毒性作用,其發現高劑量會導致RPE細胞的存活率下降,并導致細胞形態發生改變。同時發現,兔靜脈注射雷莫蘆單抗后各個時間點的眼壓和血滲透壓均無明顯差異,高劑量(500 μg)注射眼在注射7 d后神經節細胞顯著減少,兩組劑量均不會影響視網膜電圖結果。總體而言,較低劑量(250 μg)不會對RPE細胞和視網膜結構造成損害。該研究同時指出,對藥物滲透壓的研究是必要的[18]。現階段雷莫蘆單抗為靜脈應用的強鹽溶液,玻璃體內注射有致視網膜脫離的風險,并可能伴發血管異常[30]。該藥的眼科使用前景仍待更多探索。TKI的廣譜性伴隨著多種不良反應,sunitinib和sorafenib在抗腫瘤治療中應用較多,最常見毒性反應包括高血壓、出血、腹瀉等,少數患者出現甲狀腺功能減退、中性粒細胞減少等癥狀[31]。第一代TKI對RTK的抑制作用是非特異性的,而第二代TKI主要提高了對于VEGFR的親和力和特異性[16]。需要注意的是,患者靜脈應用貝伐單抗同樣會出現高血壓、胃腸道癥狀等,由于這些不良反應與TKI高度重合,提示這些毒性反應可能與靶向VEGF途徑有關[32]。
抗VEGF藥物是目前眼科臨床應用的一線治療藥物,嘗試使用抗VEGFR藥物如雷莫蘆單抗和TKI是另一種治療思路。雷莫蘆單抗具備一定阻斷配體與受體結合的能力,但是否較單純抗VEGF藥物更具臨床優勢尚無可靠的臨床前期證據。另一方面,雷莫蘆單抗提前占用了受體結合位點,由此會導致細胞上清液中游離VEGF含量的上升[15],仍需更多證據探索聯合應用抗VEGF與抗VEGFR2藥物是否比單一使用其一具備更好的治療效果。TKI藥物的作用靶點多,抑制活性廣,臨床應用可能因其毒副作用導致的眾多不良事件,影響臨床試驗的進展[33],目前的主要應用領域集中于惡性腫瘤,眼科尚無廣泛應用。總而言之,眼內注射抗VEGFR2的安全性仍有待更全面的探索。
4 小結
過去十多年中,靶向VEGF/VEGFR藥物的出現是對抗多種惡性腫瘤和眼科疾病的有力武器。盡管這類藥物總體上取得了臨床治療的成功,但是仍然有亟需改善的地方。抗VEGF藥物對多種眼科疾病的異質性以及使用后的耐藥性表明新生血管的形成需要多種細胞因子共同調控,僅通過單一途徑或單一受體難以完全抑制血管生成,現階段一個可能有效的治療策略是嘗試進行多靶點藥物的開發,未來將通過更深入的了解目前使用的抗VEGF及其受體藥物的作用機制以及耐藥性,更多的拓展對于其他促新生血管機制的認識來改善對于新生血管性疾病的治療,使患者可以獲得更高的視力收益。
異常新生血管是多種致盲性視網膜疾病常見病理特征,包括增生型糖尿病視網膜病變、新生血管性老年性黃斑變性(nAMD)和早產兒視網膜病變等[1-3]。多種促進血管生成的分子,包括血管內皮生長因子(VEGF)及其受體(VEGFR)、血管生成素2(Ang-2)、成纖維細胞生長因子等,參與這些信號通路的調節,其上調均可促使靜止的血管內皮細胞向血管生成表型轉化[4-5]。VEGF/VEGFR2信號通路是目前公認的在新生血管生成中起主要調節作用的信號通路,也是目前研究最多的抗新生血管治療的靶點。直接拮抗VEGFR2相比拮抗VEGF具有一定優勢,但目前抗VEGFR2藥物治療視網膜新生血管疾病還未有臨床藥物上市,主要有藥物毒性及多種不良反應等缺點,亟待更多的臨床前安全性評價良好與不良反應率低的新藥開發。現就抗VEGFR2藥物在視網膜新生血管疾病治療的相關研究現狀與進展作一綜述。
1 VEGF與VEGFR的生物學功能
VEGF是分泌型二聚體糖蛋白,最初從腫瘤細胞培養基中純化,晶體結構顯示VEGF由兩個同源單體以反向平行的方式形成二聚體結構。在哺乳動物中主要存在5個亞型,分別是胎盤生長因子(PIGF)、VEGFA、VEGFB、VEGFC和VEGFD。這些亞型均包含8個位置固定的保守半胱氨酸殘基,其中6個殘基形成3個分子內二硫鍵,構成3個環狀結構,剩下的2個半胱氨酸形成2個分子間二硫鍵,有助于穩定二聚體結構。大多數細胞優先表達VEGFA165、VEGFA121和VEGAF189,VEGFA165是主要異構體[6]。
VEGFR包含VEGFR1、VEGFR2和VEGFR3,VEGFR1主要在腫瘤細胞、血管內皮細胞和單核細胞中表達,介導內皮細胞遷移、存活等;VEGFR2主要在血管內皮細胞表達,在人血漿中還存在可溶性受體;VEGFR3主要在淋巴管內皮細胞中表達,介導VEGFC和VEGFD的促淋巴管生成作用。VEGFA、VEGFB和PIGF與VEGFR1結合,VEGFA、VEGFE與VEGFR2結合,VEGFC、VEGFD與VEGFR3結合。經蛋白水解處理的VEGFC、VEGFD與VEGFR2結合,親和力低于VEGFR3,VEGFF可以與VEGFR1和VEGFR2結合[7]。
VEGFR2敲除的小鼠由于內皮細胞和造血細胞的發育受損,在胚胎發育至8.5 d時死亡,與VEGFA敲除的表型相似;同時,VEGFR2在胚胎正常發育和腫瘤血管生成過程中高表達,VEGFR2是影響血管內皮細胞分化、增生、遷移以及管腔形成的主要信號轉導受體[8]。
VEGFR2屬于酪氨酸激酶受體家族(RTK),VEGFR2的信號轉導遵循RTK激活的通用模型,VEGF與細胞外結構域結合促進受體二聚化、激酶活化和二聚體復合物中特定酪氨酸殘基的自磷酸化,自磷酸化位點包括Tyr951、Tyr996、Tyr1054、Tyr1059、Tyr1175和Tyr1214。Tyr1175和Tyr1214位于羥基末端尾部,磷酸化的Tyr1175是細胞中磷酸脂酶C-γ的結合位點,參與VEGFR2介導的細胞增生[9];Tyr1054和Tyr1059是激活VEGFR2激酶所必需的磷酸化位點[10];Tyr951和Tyr996位于酪氨酸激酶結構域,Tyr951介導VEGFA激活的內皮細胞遷移[11]。
VEGF與VEGFR結合并使其二聚的途徑有兩條[12],配體誘導二聚(LID)和預二聚(PD)。LID是指VEGF先與單體受體結合形成VEGF-VEGFR復合物,該復合物在細胞膜中橫向擴散,招募另一個未結合單體受體,介導下一步信號級聯;PD則基于細胞膜上存在未激活的預二聚受體,二聚受體的單體間可能存在直接或間接的相互作用,VEGF的一端同預受體中的單體結合后,會促使另一端同剩下的受體結合,若預二聚體插入至細胞膜中不再分離,稱為靜態預聚;相反,受體單體插入到細胞膜中仍然可以動態的結合和分離,則稱為動態預聚。
2 VEGF及VEGFR2相關抑制劑
阻斷VEGF/VEGFR信號通路進而抑制新生血管的生成是一個非常具有吸引力的治療思路。抗VEGF信號通路藥物可以從多個步驟入手,目前的藥物研發主要基于拮抗VEGF和VEGFR2進行。
2.1 拮抗VEGF
目前應用于眼科的抗VEGF藥物均從中和游離的VEGF入手,阻斷VEGF與受體的結合進而抑制新生血管的形成。主要包括:(1)單克隆抗體類藥物:貝伐單抗(bevacizumab)、雷珠單抗(ranibizumab);(2)融合蛋白類藥物:阿柏西普(aflibercept)、康柏西普(conbercept)。
2.2 拮抗VEGFR2
直接靶向VEGFR2相比結合VEGF具有潛在優勢。這類藥物主要包含大分子單克隆抗體和小分子酪氨酸激酶抑制劑(TKI)。
單克隆抗體類藥物包括單鏈可變片段,其包括雷莫蘆單抗(IMC-1211B,ramucirumab)。雷莫蘆單抗是從噬菌體文庫中分離出的具有人VEGFR2反應性的單鏈[13],它是全長IgG單克隆抗體。臨床前模型顯示雷莫蘆單抗可以與人的VEGFR2-ECD結合,半數最大抑制濃度為0.8~1.0 nmol/L,親和力相較于VEGF提高8倍;藥效學評估證實在晚期實體瘤患者中給予雷莫蘆單抗治療后,其體內VEGFR-2濃度通常立即降低[14-15],增加VEGF不能上調受體的激活。目前該藥獲批作為單一療法用于轉移性胃或胃食管結合部腺癌、轉移性非小細胞肺癌和結直腸癌的聯合化學藥物治療[16]。Fuchs等[17]報道一項臨床試驗REGARD的結果,雷莫蘆單抗藥物耐受性總體良好,約10%的患者因不良事件終止治療;3級高血壓、腹痛等不良事件發生率較高,患者接受化學藥物聯合治療方案并未出現嚴重不良毒性反應。但目前該藥尚未應用于眼科,通過視網膜色素上皮(RPE)細胞和動物實驗評估了玻璃體腔內應用雷莫蘆單抗的安全性[18],研究人員證實較低劑量的雷莫蘆單抗(250 μg)是安全的,而高劑量(500 μg)會導致兔神經節細胞數量減少及ARPE-19 細胞的活力降低和形態變化。該藥的眼科使用前景仍待更多探索。
單克隆抗體是大分子,只能作用在細胞表面或分泌型蛋白。TKI是小分子,由于疏水的特性可以很容易的進入細胞內和受體的細胞內結構域或細胞內信號分子相互作用,在細胞內阻斷各種下游信號通路。TKI對VEGFR2-ICD的催化結合位點有很強的抑制活性,進而阻斷VEGFR2受體二聚體化和自磷酸化過程[19]。VEGFR2的催化結構域是三磷酸腺苷(ATP)的結合位點,具有雙葉結構,包含小的N瓣和大的C瓣,二者由鉸鏈區和凸形模體區組成連接子連接。Ⅰ型抑制劑也稱ATP競爭性抑制劑,與ATP腺嘌呤環調節的區域結合,典型藥物有sunitinib、cediranib、vandetanib、semaxinib、brivanib;Ⅱ型抑制劑誘導富氫區域的失活,與疏水口袋附近的位點結合,也稱變構抑制劑,典型藥物是sorafenib、foretinib、tivozanib、regorafenib;Ⅲ型抑制劑與半胱氨酸殘基共價連接后阻止ATP的結合,也稱共價抑制劑,典型藥物是vatalanib。TKI通常是多靶點激酶抑制劑,涉及若干個信號通路,如VEGF和血小板源生長因子都在血管生成過程中發揮重要作用,聯合使用這兩種通路的抑制劑比只使用其中一種具有更好的療效。第一代TKI對RTK的抑制作用是非特異性的,具有一定的全身副作用,第二代TKI主要提高了對于VEGFR的親和力和特異性[16]。
3 抗VEGF/VEGFR2藥物治療的局限性
抗VEGF/VEGFR2治療是抑制新生血管的革命性方法,然而這種治療方案也存在不足之處。多項臨床研究表明,抗VEGF藥物治療在實際臨床應用的療效遠不如Ⅲ期臨床試驗,患者接受玻璃體腔注藥后的初始階段視力較基線雖然有所改善,但此后患眼視力持續下降,不能維持最初的收益,注射次數不足是最主要的原因[20-21]。反復玻璃體腔注藥可能會給患者帶來沉重的經濟負擔和心理恐懼,也給疾病管理帶來障礙。關于抗VEGF/VEGFR2藥物治療的Ⅲ期臨床試驗結果顯示,nAMD患者對于抗VEGF藥物注射的需求存在很大差異,部分患者經過初始治療后病情不再進展,也有部分患者在持續每月注藥多達12次后病情仍在發展[22-23]。
臨床上并非所有接受抗VEGF藥物治療的患者都有治療應答,即使有治療應答的患者也可能在經歷一段時間的治療后逐漸失去應答。臨床對抗VEGF藥物治療無應答或部分應答機制尚不明確,目前可能的機制為基因多態性,也可能與患者發病年齡、疾病病程、病灶特點等相關[24-25]。基于目前在惡性腫瘤中的研究,推測主要有以下兩種機制:(1)受體信號的冗余機制[26]。人體中仍有額外的促進新生血管途徑以克服正常信號傳導過程的異常,激活這些平行的血管生成信號可以中和TKI的抑制作用,如Delta樣配體4介導的Notch信號同樣介導血管生成,抑制這一途徑會導致非生產性血管的過度生長,目前認為Dll4/Notch信號參與了抗VEGF藥物治療的耐藥機制[27]。Ang-1、Ang-2及其主要受體Tie是誘導血管生成和成熟的另一途徑,該通路同樣可以激活VEGFR的下游信號通路磷脂酰肌醇激酶/絲氨酸/蘇氨酸激酶,這些現象都表明僅抑制VEGF/VEGFR信號通路不足以完全抑制新生血管的形成[28]。(2)耐受缺氧克隆的篩選,抗VEGF藥物治療初步抑制了腫瘤的增生,同時促進了腫瘤轉移的發生;藥物誘導的缺氧環境會篩選出能夠耐受缺氧的細胞,這些細胞選擇性抑制了VEGFR2的表達,對促血管生成因子促進生長和增生的濃度要求較低,從而產生了耐藥性[29]。
抗VEGFR2單克隆抗體類藥物尚未應用于眼科。研究人員探究高劑量(500 μg)和低劑量(250 μg)雷莫蘆單抗對RPE細胞的毒性作用,其發現高劑量會導致RPE細胞的存活率下降,并導致細胞形態發生改變。同時發現,兔靜脈注射雷莫蘆單抗后各個時間點的眼壓和血滲透壓均無明顯差異,高劑量(500 μg)注射眼在注射7 d后神經節細胞顯著減少,兩組劑量均不會影響視網膜電圖結果。總體而言,較低劑量(250 μg)不會對RPE細胞和視網膜結構造成損害。該研究同時指出,對藥物滲透壓的研究是必要的[18]。現階段雷莫蘆單抗為靜脈應用的強鹽溶液,玻璃體內注射有致視網膜脫離的風險,并可能伴發血管異常[30]。該藥的眼科使用前景仍待更多探索。TKI的廣譜性伴隨著多種不良反應,sunitinib和sorafenib在抗腫瘤治療中應用較多,最常見毒性反應包括高血壓、出血、腹瀉等,少數患者出現甲狀腺功能減退、中性粒細胞減少等癥狀[31]。第一代TKI對RTK的抑制作用是非特異性的,而第二代TKI主要提高了對于VEGFR的親和力和特異性[16]。需要注意的是,患者靜脈應用貝伐單抗同樣會出現高血壓、胃腸道癥狀等,由于這些不良反應與TKI高度重合,提示這些毒性反應可能與靶向VEGF途徑有關[32]。
抗VEGF藥物是目前眼科臨床應用的一線治療藥物,嘗試使用抗VEGFR藥物如雷莫蘆單抗和TKI是另一種治療思路。雷莫蘆單抗具備一定阻斷配體與受體結合的能力,但是否較單純抗VEGF藥物更具臨床優勢尚無可靠的臨床前期證據。另一方面,雷莫蘆單抗提前占用了受體結合位點,由此會導致細胞上清液中游離VEGF含量的上升[15],仍需更多證據探索聯合應用抗VEGF與抗VEGFR2藥物是否比單一使用其一具備更好的治療效果。TKI藥物的作用靶點多,抑制活性廣,臨床應用可能因其毒副作用導致的眾多不良事件,影響臨床試驗的進展[33],目前的主要應用領域集中于惡性腫瘤,眼科尚無廣泛應用。總而言之,眼內注射抗VEGFR2的安全性仍有待更全面的探索。
4 小結
過去十多年中,靶向VEGF/VEGFR藥物的出現是對抗多種惡性腫瘤和眼科疾病的有力武器。盡管這類藥物總體上取得了臨床治療的成功,但是仍然有亟需改善的地方。抗VEGF藥物對多種眼科疾病的異質性以及使用后的耐藥性表明新生血管的形成需要多種細胞因子共同調控,僅通過單一途徑或單一受體難以完全抑制血管生成,現階段一個可能有效的治療策略是嘗試進行多靶點藥物的開發,未來將通過更深入的了解目前使用的抗VEGF及其受體藥物的作用機制以及耐藥性,更多的拓展對于其他促新生血管機制的認識來改善對于新生血管性疾病的治療,使患者可以獲得更高的視力收益。