VEGF

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VEGF(Vascular Endothelial Growth Factor),即血管内皮生长因子,是诱导血管生成(Angiogenesis)最关键的信号蛋白。它不仅调控胚胎发育过程中的血管发生,更是肿瘤生长和转移所必需的“燃料”。肿瘤细胞通过分泌 VEGF,诱导周围血管向肿瘤内部生长,从而获得氧气和营养,这一过程被称为“血管生成开关”(Angiogenic Switch)。VEGF 家族包括 VEGF-A、-B、-C、-D 及 PGF,其中 VEGF-A 是生物学功能最重要、也是抗癌药物开发最核心的靶点。VEGF 的表达受缺氧诱导因子 HIF-1α 的直接调控。在临床上,靶向 VEGF 及其受体(VEGFR)的药物(如贝伐珠单抗阿柏西普)已成为结直肠癌、肺癌、肾癌及眼底新生血管疾病(如 AMD)的标准治疗。

VEGF / VEGF-A
Angiogenesis Factor (点击展开)
促血管生成 / 血管通透因子
基因符号 VEGFA
全称 Vascular Endothelial Growth Factor A
染色体位置 6p21.1
Entrez Gene 7422
UniProt ID P15692
功能类别 生长因子, 细胞因子
分子量 ~34-45 kDa (二聚体)
主要受体 VEGFR2 (KDR), VEGFR1
关键调控 HIF-1α (缺氧诱导)
靶向药物 贝伐珠单抗, 阿柏西普, 雷珠单抗

分子机制:肿瘤的生命线

VEGF 信号通路是连接缺氧微环境与血管生成的桥梁。

  • 上游调控 (Hypoxia Driven):
    当肿瘤体积增大导致内部缺氧时,转录因子 HIF-1α 稳定并入核,结合 VEGF 基因启动子上的缺氧反应元件 (HRE),启动 VEGF 的转录和分泌。
  • 受体结合与激活:
    分泌到细胞外的 VEGF-A 以同源二聚体的形式,主要结合血管内皮细胞表面的 VEGFR2 (KDR)。虽然 VEGFR1 亲和力更高,但 VEGFR2 才是主要的信号转导受体。结合导致受体二聚化和酪氨酸激酶自磷酸化。
  • 下游效应 (Biological Effects):
    激活的 VEGFR2 启动 RAS-MAPK 通路(促进内皮细胞增殖)和 PI3K-AKT 通路(促进存活和血管通透性)。结果是:
    1. 血管生成 (Angiogenesis): 已有血管出芽,形成新血管网。
    2. 血管通透性增加 (Permeability): 导致血浆蛋白外渗(即 VEGF 原名“血管通透因子 VPF”的原因),引起组织水肿和腹水。
   VEGF/VEGFR2 信号通路与血管生成

临床景观:癌症与眼病的双重战场

抗血管生成的广泛应用

VEGF 是目前应用最广泛的肿瘤微环境靶点之一,同时也是致盲性眼病的主要治疗靶点。

领域 主要疾病 病理生理与治疗
实体肿瘤 结直肠癌 (CRC)
非小细胞肺癌 (NSCLC)
肾细胞癌 (RCC)
CRC/NSCLC: 联合化疗使用,使血管“正常化”,提高化疗药物递送。
                   
RCC: 肾癌通常 VHL 缺失导致 VEGF 极高表达,因此对 VEGF/VEGFR 抑制剂(如舒尼替尼、贝伐珠单抗)高度敏感,是标准一线疗法。
眼科疾病 湿性黄斑变性 (wAMD)
糖尿病视网膜病变 (DR)
眼底缺氧导致 VEGF 升高,引起异常新生血管生长和渗漏,导致视力丧失。玻璃体腔注射抗 VEGF 药物(如雷珠单抗)是挽救视力的“金标准”。
妇科肿瘤 卵巢癌
宫颈癌
贝伐珠单抗获批用于卵巢癌的一线维持治疗及复发治疗;也是晚期宫颈癌的重要生存获益药物。

治疗策略:配体中和与受体阻断

抗 VEGF 治疗主要有三类策略:单抗(中和配体)、融合蛋白(诱饵受体)和小分子 TKI(阻断受体)。

  • 抗 VEGF 单克隆抗体:
    贝伐珠单抗 (Bevacizumab / Avastin):人源化单抗,结合并中和循环中的 VEGF-A。是全球首个获批的抗血管生成药物。
    雷珠单抗 (Ranibizumab):贝伐珠单抗的 Fab 片段,亲和力更高,专门用于眼科,穿透性好。
  • 重组融合蛋白 (VEGF-Trap):
    阿柏西普 (Aflibercept):由 VEGFR1 和 VEGFR2 的胞外域与 IgG Fc 段融合而成。它像“诱饵”一样结合 VEGF-A、VEGF-B 和 PGF,亲和力比天然受体更强。
  • 小分子多靶点 TKI:
    舒尼替尼索拉非尼乐伐替尼安罗替尼。这些药物在细胞内竞争性阻断 VEGFR 的 ATP 结合口袋,同时通常也抑制 PDGFR、KIT 等,具有广谱抗癌活性,常用于肾癌、肝癌和甲状腺癌。
       学术参考文献与权威点评
       

[1] Leung DW, Cachianes G, Kuang WJ, et al. (1989). Vascular endothelial growth factor is a secreted angiogenic mitogen. Science. 1989;246(4935):1306-1309.
[发现之源]:Napoleone Ferrara 团队在 Genentech 的开创性工作,首次克隆并测序了 VEGF,证明其为一种特异性作用于内皮细胞的分泌型生长因子,开启了抗血管生成治疗时代。

[2] Hurwitz H, Fehrenbacher L, Novotny W, et al. (2004). Bevacizumab plus irinotecan, fluorouracil, and leucovorin for metastatic colorectal cancer. New England Journal of Medicine. 2004;350(23):2335-2342.
[临床里程碑]:关键的 III 期试验,首次证明在化疗(IFL方案)基础上加用贝伐珠单抗可显著延长转移性结直肠癌患者的生存期,确立了抗 VEGF 药物作为癌症标准疗法的地位。

[3] Jain RK. (2005). Normalization of tumor vasculature: an emerging concept in antiangiogenic therapy. Science. 2005;307(5706):58-62.
[理论基石]:Rakesh Jain 教授提出了著名的“血管正常化”理论,解释了抗 VEGF 药物并非简单地“饿死”肿瘤,而是通过暂时修复异常的肿瘤血管,改善氧合和药物递送,从而与放化疗产生协同作用。

[4] Rosenfeld PJ, Brown DM, Heier JS, et al. (2006). Ranibizumab for neovascular age-related macular degeneration. New England Journal of Medicine. 2006;355(14):1419-1431.
[眼科突破]:MARINA 研究。证实了抗 VEGF 药物(雷珠单抗)在湿性黄斑变性中的革命性疗效,不仅阻止了视力下降,甚至使许多患者视力得到改善。

           VEGF · 知识图谱
家族成员 VEGFA (核心) • VEGFBVEGFC (淋巴) • PGF
受体系统 VEGFR2 (主要信号) • VEGFR1VEGFR3
明星药物 贝伐珠单抗 (Avastin) • 阿柏西普舒尼替尼
上游调控 HIF-1αVHL缺氧mTOR通路