肿瘤淋巴管生成与肿瘤淋巴道转移的研究进展

侵袭和转移是恶性肿瘤患者致死的主要原因之一，临床及病理观察发现，当实体肿瘤生长到1～2mm3的体积时，一般需要新生血管的生成，为肿瘤内部的细胞提供营养，从而促进肿瘤组织进一步生长，并为肿瘤的转移提供血行通道。但大部分恶性肿瘤最初的转移并不是通过血管，而是通过淋巴道。对许多原发肿瘤而言，瘤周或瘤旁淋巴管内有肿瘤细胞存在的现象并不少见，肿瘤细胞转移至局部淋巴结可被视为肿瘤转移的早期信号，常用来预测肿瘤患者的预后或作为确定治疗方案的依据。

相对于肿瘤的血管生成（angiogenesis）而言，肿瘤的淋巴管生成（lymphangiogenesis）是一个长期受到忽视的问题。多年来，对肿瘤淋巴管形成的研究远没有对肿瘤血管形成的研究那样受到重视，其主要原因就在于没有发现特异的鉴别新生淋巴管的标志物。尽管实验中常可观察到在肿瘤周围基质中有淋巴管的扩大并经常穿入肿瘤实质的现象发生，但人们一直不清楚这些扩大的淋巴管是肿瘤发生前局部早已存在的淋巴管，还是肿瘤发生后新生成的淋巴管。也有学者认为，肿瘤内缺少有功能的淋巴管，由于肿瘤内间质压力较高的原因，肿瘤内淋巴管的结构与功能均不同于肿瘤周边组织的淋巴管。近来的研究证明，肿瘤细胞可以通过表达淋巴管生成的调控因子VEGF-C和VEGF-D等诱导淋巴管生成，并且促进肿瘤细胞的淋巴道转移。这些发现使得淋巴管生成开始成为研究肿瘤淋巴道转移的焦点，并有可能成为治疗肿瘤淋巴道转移的靶点。本文就此方面的研究进展作一简要综述。

1 淋巴系统的结构和功能

淋巴系统由薄壁、低压的淋巴管，沿淋巴管途径分布的淋巴结，淋巴腺组织集合体如脾脏和胸腺以及循环的淋巴细胞等组成。通过调节组织间隙的液体吸收，吸附巨噬细胞，并为淋巴细胞循环提供通道，淋巴系统维持着血浆容积，防止组织压力增加，并在免疫系统功能中起着重要作用。淋巴管在功能和超微结构上与其相对应的血管明显不同，与血管结构相比，淋巴管的管壁更薄，这部分是由于淋巴管内皮细胞的细胞质被极大地削弱所致。淋巴管的内皮细胞含有比血管更少的紧密连接，这被推测认为也许是淋巴管具有更大渗透性的原因所在。在形态学上，毛细淋巴管和毛细血管有很多相同之处，也有许多不同之处。和毛细血管一样，毛细淋巴管也有一层内皮细胞，内皮细胞中也有Weibelpalade小体，对Willebrand因子和血小板内皮细胞粘附分子也有免疫反应。但毛细淋巴管的内皮细胞之间连接并不紧密，内皮细胞之间的间隙较大，毛细淋巴管没有连续的基底膜以及缺乏关联的周边细胞。毛细淋巴管以锚丝固定于周围组织中，管内的压力只稍高于间质压力，靠周围组织的收缩与松弛来推动淋巴液的流动。毛细淋巴管的内腔比毛细血管的内腔宽3倍，形状更加不规则，在组织的横断面上常见管壁塌陷。淋巴管通过网状纤维和胶原与细胞外基质相连接，当组织间隙的液体和压力增加时，连接的组织纤维变得伸展，从而开放淋巴管的内腔。当淋巴管的内腔增宽时，正常情况下相互重叠的内皮细胞变得分开，有效地开放细胞间的通道，帮助液体和大分子吸收进入淋巴管。

2 淋巴管生成的分子机制

过去曾有人推断，淋巴管生成和血管生成很可能涉及同样的分子机制，虽然这个推断尚未完全得以证实，但人们发现两者之间确实存在许多共同之处。毛细血管的新生是通过血管母细胞分化或在新生血管上以出芽的方式发生的，毛细淋巴管同样也是通过淋巴管母细胞分化或在已生成的淋巴管上出芽而生成。只是在形态上,新生的毛细淋巴管和新生的毛细血管有些不同,如出芽较少、相互吻合少,不易回缩，并且形态变化较小等。

由于在淋巴管上特异表达的蛋白质的鉴别和促使淋巴管生长的分子的发现，近年来淋巴管的生成受到了相当大的关注。实验观察发现，血管和淋巴管新生时，受相应的分子介导因子吸引，淋巴管和血管的内皮细胞均出现增殖，并都朝着细胞外基质降解产生的刺激物方向迁移，在适当的部位形成管样结构，并通过产生新的产物、细胞外基质的重排和受控的细胞凋亡，完成血管和淋巴管的重塑。血管和淋巴管除了具有相似的重塑过程之外，在体内的实验中也联系紧密，如血管丛经常与淋巴管相伴，虽然淋巴管与血管的比例依赖于组织类型和功能而有所不同，但邻近丰富的血供为淋巴管提供了必不可少的营养，这也是淋巴管产生足够的功能、维持淋巴管内皮细胞内在的收缩性以及产生快速的应答所需要的，并成为在有机体内维持液体平衡不可缺少的过程。血管和淋巴管的密切相关性和在体内实验中同样的发育过程提示，某些分子也许既控制着血管生成，也控制着淋巴管生成。

3 淋巴管系统的标志物

由于新生的毛细血管与毛细淋巴管在许多方面极其相似，普通的染色技术很难将它们分辨开来。目前，随着VEGF-C、VEGF-D、 LYVE-1、Prox1和Podoplanin等淋巴管内皮细胞特异性标志物的发现，这个问题正逐渐得到解决。VEGF-C和VEGF-D都是VEGF家族的成员，目前被认为是淋巴管内皮细胞生长因子，它们与血管内皮生长因子受体-3（VEGFR-3）结合，可促进淋巴管的新生,与VEGFR-2结合，可促进血管的新生。在正常成人组织中，VEGFR-3主要局限在淋巴管内皮细胞，VEGFR-2则在淋巴管内皮细胞和血管内皮细胞都有表达。透明质酸的淋巴受体LYVE-1，据报道是淋巴管的一个特异性标志物，并被认为在将透明质酸从组织运输到淋巴中起作用。LYVE-1的抗体已经被用于在正常和肿瘤组织中淋巴管受体的定位，虽然染色相对特异地在淋巴管内皮中出现，但在正常的肝血窦内皮细胞和正常的肺组织血管中也可观察到染色。转录因子Prox1为淋巴管发育所需，并主要表达于淋巴管内皮，但在其他细胞类型和组织中也有表达，包括肝脏的肝细胞和晶状体组织，因而将其用于免疫组化染色以识别淋巴管受到限制。

4 肿瘤淋巴管形成与肿瘤转移的关系

大量的实验研究表明，VEGF-C和VEGF-D的表达已在一系列的肿瘤包括恶性黑色素瘤、肺癌、乳腺癌、结直肠癌和胃癌中被测知，这些研究采用免疫组化或逆转录多聚酶链反应(RT-PCR)以检测基因的表达，使得VEGF-C和VEGF-D的表达与那些跟原发肿瘤扩散直接相关的临床病理因素（例如：淋巴结受累、淋巴管侵袭、继发性转移、无瘤存活）进行直接对比成为可能。研究证明在许多情况下，淋巴管生成因子的表达水平和原发实体肿瘤扩散能力之间存在统计学的相关性。例如，VEGF-C mRNA的水平与肺腺癌的淋巴结转移，以及与乳腺癌的淋巴管侵袭和短期无瘤存活相关。在小细胞肺癌中，肿瘤缺乏VEGF-C比肿瘤VEGF-C阳性的病人存活率显著增加。检查宫颈癌的标本证明，用RT-PCR检测的VEGF-C mRNA的水平是影响骨盆淋巴结转移的独立因素。Skobe等应用基因转染方法，使乳腺癌细胞表达VEGF-C，然后将其接种于裸鼠进行研究，实验结果证实，在转VEGF-C基因鼠肿瘤中,

可见许多小的淋巴管分布于肿瘤组织中,而对照鼠肿瘤中则只见淋巴管仅深入肿瘤约2mm，前者淋巴管密度大约是后者的4.6倍，VEGFR-3的表达也相应的增多，并且这种增生的淋巴管中常包含肿瘤细胞。应用免疫荧光染色方法也证实，表达VEGF-C的肿瘤发生淋巴结转移的机会较对照组增加了60%以上，说明VEGF-C可促进肿瘤的局部淋巴结转移。还有研究证实, VEGF-C只在淋巴结阳性的乳腺癌中检测到，而VEGF则在阳性和阴性的乳腺癌中均能检测到，这也提示VEGF-C与肿瘤淋巴转移有关。大多数的这些研究显示，VEGF-C的水平和肿瘤扩散的临床参数之间存在显著的相关性，表明VEGF-C这个淋巴管生成因子与肿瘤转移之间具有密切的联系。

Stacker等通过动物实验研究证实, 实体瘤内可以形成淋巴管，肿瘤诱导的淋巴管形成可促进肿瘤的转移播散。VEGF-D可与VEGFR-2和VEGFR-3结合，促进实体瘤内新生血管和新生淋巴管的形成，而VEGF只诱导新生血管的形成，不能诱导淋巴管的新生。更重要的是，VEGF-D能促进肿瘤细胞经淋巴管的转移，而VEGF无此作用。将表达VEGF-D的肿瘤细胞注入SCID/NOD小鼠，61%的小鼠可产生肿瘤细胞的局部淋巴结转移，而注入不表达VEGF-D或仅表达VEGF的瘤细胞的小鼠未发现局部淋巴结的肿瘤转移。应用抗VEGF-D的单克隆抗体VD1进行治疗的7例接种表达VEGF-D的肿瘤细胞的SCID/NOD小鼠未发现局部淋巴结的肿瘤转移。Makinen等应用可溶性的VEGFR-3融合蛋白VEGFR-3 抗体中和VEGF-C和VEGF-D的作用，可抑制淋巴管的新生，表明VEGFR-3受体能够刺激淋巴管生成，在淋巴管的形成及生长中起重要作用。

总之, 肿瘤的淋巴途径转移是肿瘤转移的一个重要途径,是判断患者预后和确定治疗方案的重要依据。近年来，由于在淋巴管内皮细胞中特异性表达的分子的发现，使得更准确、更简单地识别淋巴管成为可能，这些淋巴管内皮细胞特异性标志物的发现，是肿瘤淋巴管研究的一个重要进展。现有的实验证据表明，VEGF-C和VEGF-D可以通过与其受体VEGFR-3的结合，促进实体瘤内淋巴管的新生，并促进肿瘤细胞的淋巴结转移，应用相应的抗体阻断VEGF-C和VEGF-D与VEGFR-3的结合，可起到抑制淋巴管新生的作用。目前肿瘤淋巴道转移的机制仍不十分清楚，虽然实验证据显示，在肿瘤的生长过程中存在淋巴管的新生，但肿瘤细胞转移是通过原已存在的淋巴管道还是需要新的淋巴管生成、肿瘤内新生的淋巴管是否具有功能、肿瘤诱导淋巴管生成的分子机制以及新生淋巴管与肿瘤淋巴道转移间的确切关系等均不甚明确。这些问题如果能够得到解决，将有助于进一步了解新生淋巴管在肿瘤生物学中的作用，并为治疗肿瘤转移提供新的研究思路。