血管生成(Angiogenesis)是指源於已存在的毛細血管和毛細血管後微靜脈的新的毛細血管性血管的生長。腫瘤血管生成是一個極其複雜的過程，一般包括血管內皮基質降解、內皮細胞移行、內皮細胞增殖、內皮細胞管道化分支形成血管環和形成新的基底膜等步驟。由於腫瘤組織這種新生血管結構及功能異常，且血管基質不完善，這種微血管容易發生滲漏，因此腫瘤細胞不需經過複雜的侵襲過程而直接穿透到血管內進入血液並在遠隔部位形成轉移。越來越多的研究表明，良性腫瘤血管生成稀少，血管生長緩慢；而大多數惡性腫瘤的血管生成密集且生長迅速。因此，血管生成在腫瘤的發展轉移過程中起到重要作用，抑制這一過程將能明顯阻止腫瘤組織的發展和擴散轉移。
Molecular aspects of different angiogenic pathways
1971年，哈佛大學Judah Folkman博士率先提出了腫瘤生長血管依賴性理論，指出腫瘤血管生成是腫瘤迅速成長、侵襲和轉移的關鍵，它就像無數條「糧道」，為腫瘤細胞源源不斷地輸送氧氣和其他養分。迄今為止，許多具有促進血管生成的因子及相關受體已被確認，包括血管內皮生長因子(VEGF)、血小板源性生長因子(PDGF)、血管生成素(Ang)、肝細胞生長因子(HGF)、表皮生長因子(EGF)等 。腫瘤血管生成在癌症的病變過程中為裡程碑式事件，在腫瘤的發生發展及遷移過程中扮演重要角色，可為腫瘤細胞提供所需的氧氣及營養成分。在病理條件下，很多促血管生成因子及他們的受體表達量會被上調。本文即對實體瘤治療領域現有的抗腫瘤血管生成藥物做一簡要總結。
單抗類藥物
單抗類藥物可直接靶向於特定的與血管生成相關的配體及受體，也是最直接的中和病理性信號通路的方法。儘管基於蛋白的藥物開發面臨諸多挑戰，但目前已有很多單克隆抗體類藥物獲得美國FDA批准上市。對於高度特異性的單靶點抗血管生成藥物而言，最大的挑戰是如何找到與之相輔的靶向其他促血管生成信號通路的藥物。
Bevacizumab
貝伐珠單抗由基因泰克(羅氏的子公司)研發，於2004年2月26日獲得FDA批准，2005年1月12日獲得歐洲EMA批准，2007年8月18日獲得日本PMDA批准，2010年2月26日獲得中國CFDA批准上市，並由羅氏(美國的基因泰克、日本的中外製藥)在美國、歐洲、日本和中國市場銷售，商品名為Avastin®。
貝伐珠單抗是一種人源化IgG1型單克隆抗體，能與血管內皮生長因子(VEGF)特異性結合，從而阻斷VEGF與其在內皮細胞表面的受體(Flt-1和KDR)結合，以抑制腫瘤血管生成。該藥批准的適應症為轉移性結直腸癌、非鱗狀非小細胞肺癌、宮頸癌、卵巢癌、轉移性乳腺癌和惡性膠質瘤。
Ramucirumab
Ramucirumab的開發基於Dyax(已被Shire收購)的抗體噬菌體展示文庫，該藥於2014年4月21日獲得美國FDA批准，2014年12月19日獲得歐洲EMA批准，2015年3月26日獲得日本PMDA批准上市。2003年ImClone公司(已被禮來收購)獲得Dyax抗體噬菌體展示文庫的非獨家專利權，該藥目前由禮來研發並在美國、歐洲和日本市場銷售，商品名為Cyramza®。
Ramucirumab是一種全人源IgG1單克隆抗體，靶向於血管內皮生長因子受體(VEGFR)2，可通過抑制配體刺激的VEGFR2活化，阻止血管內皮細胞的增殖和遷移。該藥批准的適應症為晚期胃癌或胃食管結合部腺癌、轉移性非小細胞肺癌和EGFR或ALK基因突變腫瘤。
Olaratumab
Olaratumab由禮來(Lilly)研發，於2016年10月19日獲得美國FDA加速批准，2016年11月9日獲得歐洲EMA批准上市，並由禮來在美國和歐洲市場銷售，商品名為Lartruvo®。
Olaratumab是一種全人源IgG1κ型單克隆抗體，能結合血小板直接生長因子受體α (PDGFR-α)，並阻斷PDGF-AA和-BB配體誘發的受體激活和PDGFR-α下遊信號。該藥批准用於軟組織肉瘤(STS)成年患者的治療，這些患者應適用蒽環黴素方案，且不適用於放療和手術型治療。Olaratumab是在40多年前阿黴素獲批之後，第一個用於無法手術和放療的STS初始治療新藥。以前對於此類患者，最常用的治療方法是阿黴素單藥或聯合其他藥物。
其他單抗類藥物
其他作用與血管生成相關信號通路的配體/受體的單抗類藥物也有很多處於不同的臨床研究階段，如Cetuximab (EGFR抗體)，Volociximab (integrin-αvβ1抗體)，MEDI3617 (Ang-2抗體)，REGN910 (Ang-2抗體)及GAL-F2 (FGF-2抗體)等。上述抗體很大一部分的設計理念為希望能夠克服腫瘤細胞對於VEGF信號通路單抗類藥物的耐藥性。
競爭性受體類藥物
競爭性受體類藥物為特定的膜結合受體的可溶性形式，同原有受體具有相同的配體親和力。通過競爭性結合過程，抑制膜結合受體信號向下遊分子傳導。
Aflibercept
由再生元(Regeneron)和拜爾(Bayer)聯合研發，於2011年11月18日獲得美國FDA批准，2012年11月22日獲得歐洲EMA批准，2012年9月28日獲得日本PMDA批准上市，並由再生元在美國市場銷售、拜爾在歐洲市場銷售、參天製藥和拜耳在日本市場共同銷售，商品名為Eylea®。
Aflibercept是一種融合蛋白，由血管內皮生長因子(VEGF)1型和2型受體部分胞外區和人IgG1Fc區融合而成，能與VEGF-A和胎盤生長因子(PlGF)結合，從而抑制其結合和激活VEGF受體。該藥批准的適應症為新生血管(溼性)年齡相關性黃斑變性、視網膜阻塞型黃斑水腫和糖尿病性黃斑水腫。2012年，美國FDA批准Aflibercept用於治療在奧沙利鉑治療方案後產生耐藥性或進一步發展的轉移性結直腸癌患者。
Trebananib
一種血管生成素抑制劑，由生物活性肽同Fc片段融合而成，可以破壞Ang-1和Ang-2同受體Tie-2之間的相互作用，從而抑制血管生成的過程。曾進行過輸卵管癌、卵巢癌和腹膜癌的臨床三期研究，但該研究已於2014年終止。該藥由安進(Amgen)和武田製藥(Takeda)共同研發。2013年，Trebananib被美國FDA和歐洲EMA認證為治療卵巢癌的孤兒藥。
其他競爭性受體類藥物
目前很多抗血管生成的競爭性受體用於抑制腫瘤組織新生血管的生成。FGFR-2的胞外區域同Fc片段的融合蛋白可以捕獲FGF-2，從而阻止FGFR-2下遊信號的傳導。與此相似，Dll4同Fc片段的融合蛋白可破壞Notch受體同Dll4配體間的相互作用，從而發揮抑制腫瘤血管生成的作用。另外，EphA2的胞外結構域同Fc融合蛋白能夠破壞EphA2 / ephrinA1間的相互作用而在腫瘤異源移植模型中表現出抑制血管生成的活性。
受體酪氨酸激酶小分子抑制劑類藥物
Receptor tyrosine kinases
酶偶聯受體轉導的信號通常與細胞的生長、增殖、分化、生存有關。人類目前已知58種受體酪氨酸激酶，覆蓋的基因包括DDR1、TP53、EGFR、ERBB2、TGFB1、KRAS、AKT1、BRAF、PTEN、MTOR、MET、IGF1R、ALK和ABL等多種與腫瘤發生、發展密切相關的基因，部分基因發生突變而導致信號通路的異常，異常活化的信號通路促進腫瘤生長、增殖並維持腫瘤惡性特徵。常見的受體酪氨酸激酶結構包括胞外結構域(與配體結合部分)、單次跨膜的疏水α螺旋區和胞內結構域(胞內結構域含有RTK活性)，如上圖所示。小分子酪氨酸激酶抑制劑的作用部位為胞內結構域。
受體酪氨酸激酶小分子抑制劑是最常見，也是最經過合理化設計的一類抑制血管生成的抗腫瘤藥物。第一款RTKI設計於1996年，可抑制VEGFR胞內酪氨酸激酶活力，從而產生抗腫瘤血管生成的活性。隨後，計算化學開始被用於設計此類小分子化合物。事實上，這類藥物可抑制與血管生成相關的諸多受體胞內結構域的酪氨酸激酶活性，包括VEGFR、FGFR、PDGFR、Tie受體、RET、c-MET及Eph受體等。有些RTKI只特異性作用於一種受體酪氨酸激酶，而有些則會作用於多種靶點。非特異性的RTKI由於其作用靶點的多樣性往往可作為單獨治療方案使用；事實上，由於其作用於不止一條腫瘤血管生成相關的信號通路，故產生耐藥性的概率相對較低。
FDA批准的受體酪氨酸激酶小分子抑制劑
迄今為止，美國FDA批准了很多的受體酪氨酸激酶抑制劑類藥物用於多種實體瘤的治療。其中，Sorafenib和Sunitinib為多種酪氨酸激酶的抑制劑，靶向於VEGFR-1、VEGFR-2、VEGFR-3、PDGFR-β及RET受體。索拉非尼是一種激酶抑制劑，能同時抑制多種存在腫瘤細胞並參與腫瘤細胞信號傳導，血管生成和細胞凋亡的細胞內激酶(c-CRAF， BRAF和突變型BRAF)和細胞表面激酶(KIT，FLT-3，RET，RET/PTC，VEGFR-1，VEGFR-2，VEGFR-3和PDGFR-ß)。該藥適用於治療不能切除的肝細胞癌、晚期腎細胞癌以及局部復發或轉移性、漸進性、分化型並且難以用放射性碘治療的甲狀腺癌。舒尼替尼是小分子多靶點受體酪氨酸激酶(RTKs)抑制劑，具有抑制腫瘤血管生成和抗腫瘤細胞生長和轉移的多重作用。該藥用於治療胃腸道間質瘤(GIST)，晚期腎細胞癌(RCC)和胰腺神經內分泌腫瘤(pNET)。其他類別的受體酪氨酸激酶抑制劑，諸如axitinib，nintedanib，regorafenib，pazobanib，cabozantinib及vandetanib等分別抑制不同的血管生成相關的受體信號。另外，獲得FDA批准上市的該類別藥物還可治療其他一些類型的實體瘤，如晚期腎細胞癌，轉移性甲狀腺髓樣癌，軟組織肉瘤，非小細胞肺癌，轉移性結直腸癌和肝癌等。
在研受體酪氨酸激酶小分子抑制劑
伴隨著為數眾多的RTKI類藥物獲批上市，更多的RTKI候選藥物正處於不同研發階段用於實體瘤的治療。類似的，這些新型化合物往往會抑制多種腫瘤血管生成相關的受體。這其中，brivanib、cediranib、dovitinib及linfanib已完成或正在開展三期臨床研究，用於治療如肝癌、轉移性結直腸癌、晚期非小細胞肺癌、轉移性腎癌及甲狀腺癌等在內的實體瘤。
非受體酪氨酸激酶抑制劑類小分子藥物
絕大多數的天然產物及其衍生物可以歸至此類。這組化合物是通過傳統的藥物篩選程序發現的，後來發現這些化合物具有抗血管生成活性。在許多情況下，其抗血管生成的確切分子基礎尚未完全被理解。此外，研究人員還設計和合成了一些小分子，除了抑制酪氨酸激酶基序外，還阻斷了血管生成所必需的某些特定信號通路。
Cilengitide
由默克雪蘭諾和美國國家癌症研究所(NCI)聯合開發，該化合物用於治療膠質細胞瘤的研究已經進入臨床三期，但該研究已被終止。Cilengitide最初是由德國默克與慕尼黑技術大學合作研發，於2005年獲得FDA治療神經膠質瘤的孤兒藥。Cilengitide是一種有效的選擇性integrin αvβ3和αvβ5受體抑制劑，抑制離體的αvβ3和αvβ5結合到玻璃粘連蛋白，IC50分別為4和79 nM。
Thalidomide
沙利度胺由新基(Celgene)研發，首先於1998年7月16日獲美國FDA批准上市，之後於2008年4月16日獲歐洲EMA批准上市，於2008年10月16日獲日本醫藥品醫療器械綜合機構批准上市，由新基在美國上市銷售，商品名為Thalomid®。
沙利度胺是一種血管生成抑制劑，能抑制由bFGF或VEGF誘導的體內血管生成，進而抑制腫瘤的生長和轉移。該藥與地塞米松聯用，用於治療新診斷的多發性骨髓瘤(MM)，同時用於中重度麻風結節性紅斑(ENL)的皮膚表面症狀的急性治療。作為單藥，用於治療上述ENL伴隨中重度神經炎，也可作為預防和抑制ENL皮膚症狀復發的維持治療。
Combretastatin (CA4-P)
Fosbretabulin (CA 4DP；CA 4P)二鈉是微管去穩定劑，能靶向損傷血管。康普瑞丁磷酸二鈉聯合單抗及化療治療鉑類耐藥卵巢癌、輸卵管癌、腹膜癌、肺癌、肝癌和宮頸癌的研究目前處在臨床三期。該化合物由亞利桑那州立大學發現，OxiGene (OxiGene於2016年6月17日改名為Mateon Therapeutics)於1997年獲得全球權利授權。2011年，Azanta公司從OxiGene獲得該藥在加拿大和歐洲的授權。2006年9月，西南合成製藥股份有限公司在中國提交康普瑞丁磷酸二鈉的臨床試驗申請(化藥1.1)，2008年獲得臨床試驗批件。2009年3月，成都恒基醫藥科技有限公司和西藏恆星醫藥科技有限公司在中國提交康普瑞丁磷酸二鈉的臨床試驗申請(化藥1.1)，2010年8月獲得臨床試驗批件。2012年3月，上海華理生物醫藥有限公司在中國提交康布斯汀的臨床試驗申請(化藥1.1)，2012年12月獲得臨床試驗批件。
Vadimezan
又名DMXAA，是一種競爭性DT-diaphorase抑制劑， Ki值為20μM。Vadimezan是諾華公司和Antisoma研發的小分子化合物。治療非小細胞肺癌的臨床研究，曾經進入三期。但是，諾華由於沒有得到滿意的試驗結果，於2010年終止了此項研究。
Vinblastine
是一種針對各種癌症類型的有細胞毒性的生物鹼。 長春花鹼可抑制微管的形成，抑制nAChR的IC50值為8.9μM。硫酸長春鹼由禮來研發，並於1965年11月5日獲美國FDA批准上市銷售，商品名為Velban®。硫酸長春鹼是有抗腫瘤作用的長春花生物鹼，通過和紡錘體微管蛋白的結合，阻止細胞中期的有絲分裂，特異作用於細胞周期M期，幹擾胺基酸的代謝，可能干擾核苷酸的合成，有免疫抑制活性，可發生多藥耐藥性。長春鹼通常和其他抗腫瘤藥同時使用治療霍奇金病和其他淋巴瘤，不能手術的惡性腫瘤包括乳腺、膀胱和腎的腫瘤以及非小細胞肺癌、絨毛膜癌和卡波西肉瘤；長春鹼還用於治療朗格罕斯細胞組織細胞增生症和晚蔁樣肉芽。
Vincristine
Vincristine sulfate是一種微管聚合抑制劑，能夠與微管蛋白結合，IC50值為32μM。硫酸長春鹼由禮來(Lilly)研發並於1963年9月14日獲得美國FDA批准上市銷售，商品名為Oncovin®。硫酸長春鹼主要用於治療急性和慢性白血、淋巴瘤，包括霍奇金病、非霍奇金淋巴瘤和多發性骨髓瘤。也用於治療乳腺、費和頭頸腫瘤，還可以治療軟組織肉瘤和小兒實體瘤，包括Ewing肉瘤、橫紋肌肉瘤、成神經細胞瘤、Wilms瘤、視網膜母細胞瘤和髓母細胞瘤。長春新鹼還可以用於其他治療抵抗的特發性血小板減少性紫癜。
Paclitaxel
紫杉醇由National Institutes of Health研發並於1992年12月29日獲美國FDA批准上市銷售，商品名為Taxol®。紫杉醇是一種紫杉烷最初從太平洋紫杉短葉紫杉屬(紅豆杉科)Taxus brevifolia樹皮中提取，現在從歐洲紫杉Taxus baccata的針葉中提取的紫杉烷前體通過半合成得到。紫杉醇的抗腫瘤作用是通過誘導微管生成和穩定微管，繼而使細胞周期G2和M期正常的細胞分裂中斷。
Curcumin/ferulicacid
Curcumin是一種天然的酚類化合物，具有顯著的抗氧化作用，通過激活Nrf2來起到化療作用。Curcumin目前處於臨床三期，用於治療結腸直腸癌，由Tel-Aviv Sourasky Medical Center研發。用於預防兒童化療期間口腔黏膜炎的實驗同樣處於臨床三期，由Hadassah Medical Organization研發。該化合物用於治療Leber氏遺傳性視神經萎縮的實驗也處於臨床三期，由瑪希隆大學研發。此外，該化合物也有兩項適應症處於臨床二期，用於治療胰腺癌和結直腸癌，由M.D. Anderson癌症中心與賓夕法尼亞大學研發。Curcumin的抗腫瘤血管生成活性分子機制尚不明確，可能歸因於薑黃素代謝物阿魏酸和香蘭素的內皮細胞殺傷作用。
Resveratrol
是多種植物中發現的多酚類化合物之一，作用於多種靶點，作用於分別是腺苷酸環化酶，IKKβ，DNA聚合酶α和δ，IC50分別為0.8，1，3.3和5μM。Resveratrol由Department of Veterans Affairs研發，處於臨床二期，用於治療阿爾茨海默病(AD)。該化合物由奧胡斯大學研發，處於臨床一期，用於治療肥胖症。該化合物也由默多克兒童研究所研發，處於臨床一期，用於治療佛萊德立希共濟失調。但該項研究已被終止。Resveratrol可以抑制ECM及血管再生過程所必須的內皮細胞增殖及MMP-2活力。除此之外，resveratrol可通過抑制src激酶活力及隨後的VE-cadherin磷酸化過程而破壞VEGF依賴性的血管生成過程。更讓人感興趣的是，resveratrol還可抑制HIF-1α的累積、VEGF的分泌及VEGFR-2的磷酸化過程。
Quercetin
槲皮素屬於天然化合物黃酮醇家族，廣泛發現於可食用植物中，如洋蔥、覆盆子、葡萄、櫻桃和其他一些綠葉植物。Quercetin是一種天然黃酮類化合物，能夠刺激SIRT1，同時為PI3K的抑制劑，IC50值為2.4-5.4μM。槲皮素由Quercegen研發，處於臨床二、三期，用於治療血栓栓塞。該化合物可通過抑制或下調VEGF，MMPs及FGFR等信號通路而具有很強的抗血管生成活性；而在實驗性異源抑制模型中，quercetin可抑制VEGFR-2依賴性的Akt/mTOR信號通路活化。
參考文獻：
1.https://en.wikipedia.org/wiki/Angiogenesis
2.A Review of Anti-AngiogenicTargets for Monoclonal Antibody Cancer Therapy. Int J Mol Sci. 2017 Aug 17；18(8). pii: E1786. doi:10.3390/ijms18081786.
3.Anti-angiogenic agents for the treatment of solid tumors: Potential pathways， therapy and current strategies - A review. J Adv Res. 2017 Nov；8(6):591-605.doi: 10.1016/j.jare.2017.06.006.
4.藥渡數據。