中科院纳米生物效应与安全性重点实验室聂广军

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肿瘤细胞的无限分裂需要增加营养供应，这依赖于血管的生成，新血管的形成增加了流向肿瘤细胞的血流量，从而促进了肿瘤细胞增殖所需的氧气和重要营养物质的供应。因此，减少流向肿瘤细胞的血流量可以有效地阻止肿瘤进展并可能治愈癌症。在正常组织中，毛细血管到细胞的扩散距离约为10~30 μm，在癌组织中则超过100~200 μm，导致细胞中氧气和营养物质的耗竭。缺氧微环境会促进缺氧诱导因子-1的表达，从而诱导多种血管生成因子的转录，如血管内皮生长因子（VEGF）、表皮生长因子（EGF）、成纤维细胞生长因子（FGF）、肝细胞生长因子 (HGF) 和血小板衍生生长因子 (PDGF)，以维持快速的肿瘤生长。正常组织的血管是以可控方式形成的，其内壁由内皮细胞衬垫，而在肿瘤血管中则转化为肿瘤内皮细胞。对此，研究者结合成像方式和临床前研究的方法，探讨了抗血管生成治疗药物对肿瘤血管结构、其渗透性、灌注以及药物在瘤内分布的幅度和异质性的影响，这种方法被称为血管正常化。已有研究证实，血管减压可能改善治疗药物的血管内运输，以及提高免疫细胞的浸润水平。
        近日，国家纳米科学中心/中国科学院大学聂广军团队在Small Structures上发表了综述文章，详述了肿瘤血管正常化方法，并对包括药物抑制血管生成、基于基因的治疗方法和基于纳米粒子的血管正常化的新型治疗策略进行了深入探讨。
        在本综述中，作者首先介绍了肿瘤血管网络的结构和病理学特性，包括大小、形状、曲折和分支模式。接着，作者分类阐述了现有的血管正常化方法，包括抗血管内皮生长因子（VEGF）治疗、抗血管内皮生长因子受体（VEGFR）治疗、受体酪氨酸激酶抑制剂、磷脂酰肌醇聚糖锚定生物合成F类导向剂等。同时，作者还探讨了VEGF通路阻断带来的其他治疗效果，如改善免疫反应、加强给药等。
         之后，作者介绍了基于纳米工程的血管正常化方法，包括使用纳米粒子、脂质体、胶束和基因疗法等。作者表示：基于纳米制剂的疗法具有低毒性、高特异性、高水溶性和良好的药代动力学，从而避免了重复给药和直接给药。
        在文末，作者还讨论了肿瘤微环境调节和肿瘤血管正常化对纳米药物给药的影响，以及肿瘤血管正常化的监测。作者总结道：肿瘤血管生成显著改变了血管形态，因此研究这些变化可以诊断体内肿瘤的形成；详细理解血管生成的机理，对逆转这些变化以抑制肿瘤细胞的血液供应至关重要；使用抗血管生成疗法可以逆转血管生成，可针对未成熟的血管，使肿瘤受到抑制；而血管正常化的方案优化和有效监测，还需更多的努力和研究。
       文章信息：
       Modulation of Tumor Vasculature Network: Key Strategies
Mohammad Taleb, Niloufar Mohammadkhani, Farbod Bahreini, Muhammad Ovais, Guangjun Nie*
Small Structures
       DOI: 10.1002/sstr.202100164
        https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/sstr.202100164