综述：乳腺癌血管生成的微环境调控与重塑：从基本机制到临床治疗意义

《Hormones & Cancer》：Microenvironmental regulation and remodeling of breast cancer angiogenesis: from basic mechanisms to clinical therapeutic implications

本综述系统阐述了乳腺癌肿瘤微环境（TME）对血管生成的多维度调控机制，揭示了除血管内皮生长因子（VEGF）通路外，缺氧、代谢重编程、基质细胞（如癌症相关成纤维细胞CAFs、癌症相关脂肪细胞CAAs）及免疫细胞的协同作用。文章重点探讨了克服抗VEGF治疗耐药性的创新策略，包括靶向缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）、免疫调节及联合靶向补偿通路，强调通过重塑TME而非单一抑制VEGF来实现血管正常化（VN）是改善乳腺癌预后的关键。

　　

引言

乳腺癌（BC）是全球癌症相关发病率和死亡率的主要原因之一。尽管早期检测和治疗手段取得了显著进步，但乳腺癌仍然构成重大健康挑战。肿瘤微环境（TME）是一个由多种非癌细胞（包括免疫细胞、癌症相关成纤维细胞CAFs、内皮细胞ECs、脂肪细胞和周细胞）以及细胞外基质（ECM）组成的自我封闭区域，构建了一个允许肿瘤进展并为迁移做准备的生态系统。血管生成，即新血管的形成，是乳腺癌进展和转移的关键过程，受到TME内复杂相互作用的精细调控。

血管生成的机制

缺氧诱导因子激活

在实体瘤核心，由于血液供应不足，常常存在缺氧条件。缺氧是氧气极度缺乏，导致体内平衡被打破。缺氧诱导因子1（HIF-1）是细胞应对缺氧反应的主要调节因子。HIF-1过表达与不良预后相关，并被确定为接受新辅助治疗的乳腺癌患者无病生存率降低的独立预后因素。缺氧诱导癌细胞分泌VEGFA和其他血管生成相关因子，这些因子在血管构建中至关重要，通过增加ECs的管分支长度来促进乳腺癌细胞迁移和血管生成。

生长因子和细胞因子的作用

血管生成是一个由促血管生成因子（如VEGFA）和抗血管生成因子（如血小板反应蛋白-1, TSP-1）之间的平衡精细调控的过程。除了VEGF，其他生长因子如成纤维生长因子（FGFs）和血管生成素（Angiopoietins）也扮演重要角色。Angiopoietins，特别是ANGPT1和ANGPT2，调节新形成血管的稳定性和成熟度。

内皮细胞激活与迁移

内皮细胞（ECs）是形成新血管的基本构建块。在正常血管中，ECs形成一个紧密连接的单层。相比之下，肿瘤ECs（TECs）表现出异常的形态。TECs有效地响应VEGFA等血管生成信号，导致其基底膜降解并刺激血管出芽。这个过程由特殊的“尖端细胞”导航，并由增殖的“茎干细胞”支持。

细胞外基质

ECM在TME内提供结构和生化支持。在浸润性乳腺癌中，层粘连蛋白-3B11的下调破坏了内皮突起和迁移，导致异常的血管模式。肿瘤周围的ECM作为促血管生成因子（如VEGFA, FGFs, PDGFB, TGF-β）的储存库，这些因子促进ECs的迁移并支持新招募的ECs的存活和生长。

免疫细胞及其在肿瘤血管生成和TME中的作用

TME是一个动态且相互关联的生态系统。在这个环境中，缺氧梯度、代谢重编程、ECM重塑和多样的细胞成分汇聚在一起驱动血管生成，从而促进肿瘤存活和扩张。

淋巴细胞

CD4+和CD8+ T细胞是适应性免疫系统的核心组成部分。CD4+ T辅助细胞（TH1）促进血管正常化（VN），这是一个改善肿瘤血管结构和功能、缓解缺氧并增强免疫细胞浸润的过程。另一个亚群TH2细胞也参与抗血管生成。调节性T细胞（Tregs）与较高的VEGF水平相关，有助于TME内血管密度增加。细胞毒性T淋巴细胞（CTLs）通过产生IFN-γ和TNF-α来限制血管发育。然而，CTLs和CD8+ T细胞的持续激活会导致其功能失调，即称为耗竭T细胞（Tex）的状态。B细胞通过抗体产生、抗原呈递和细胞因子分泌参与免疫反应。在三阴性乳腺癌（TNBC）中，B细胞与低白细胞介素-8（IL-8）活性的高比率被提出作为一个强大的新预后标志物。

巨噬细胞

巨噬细胞是先天免疫细胞，扮演情境依赖性的角色，可以抑制或促进肿瘤进展。传统上，巨噬细胞根据其激活状态分为两类：经典激活的（促炎性）巨噬细胞（M1）和替代激活的（抗炎性）巨噬细胞（M2）。在血管丰富的肿瘤区域，肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）通常因暴露于IL-10、CSF-1和IFN-γ等分泌因子而上调。缺氧通过HIFs介导的VEGF受体上调进一步促进TAMs的招募和促血管生成功能。在TNBC中，M2巨噬细胞分泌VEGF，上调PCAT6（一种非编码RNA）的表达，通过激活VEGFR/AKT/mTOR信号通路增强肿瘤增殖和血管生成。另一新亚群的TAMs，即Tie2表达巨噬细胞（TEMs），分泌IL-10和VEGF，通过Wnt信号通路促进促血管生成和免疫抑制环境。

自然杀伤细胞

自然杀伤（NK）细胞是通过其细胞毒性功能在抗肿瘤免疫中发挥关键作用的先天免疫细胞。然而，在TME内，特别是在促血管生成条件下，NK细胞活性常常受到抑制，促进肿瘤细胞的免疫逃逸。NK细胞也可以直接靶向肿瘤血管系统。异常的肿瘤血管系统和由此产生的失调缺氧微环境显著损害NK细胞功能。

髓系来源的抑制性细胞

髓系来源的抑制性细胞（MDSCs）是一群异质性的未成熟髓系细胞，在TME内促进肿瘤进展和免疫抑制。除了免疫抑制功能外，MDSCs积极促进肿瘤血管生成。缺氧通过HIF-1α信号通路放大MDSCs的积累和促血管生成功能。

TME中调节血管生成的其他细胞和因子

除了免疫细胞，肿瘤基质中的其他成员也以特定方式影响血管生成。

周细胞

周细胞位于新生血管形成的前沿，与ECs一起朝着新生血管的方向生长。这些细胞引导、稳定和成熟新血管。然而，在TME中，周细胞-EC的相互作用经常被破坏。与正常血管相比，许多肿瘤血管缺乏足够和紧密的周细胞覆盖。

癌症相关成纤维细胞

CAFs是肿瘤基质的关键组成部分，与正常成纤维细胞的主要区别在于其增殖和高代谢状态。CAFs是肿瘤VEGFA的重要来源，但也可以通过VEGF非依赖性机制驱动肿瘤血管生成。YAP1，部分由ECM硬度激活，刺激CAFs调节细胞骨架调节因子的表达，如ANLN和DIAPH3，促进肌动球蛋白收缩性。这有助于ECM重塑和基质硬化，创建一个维持CAF表型并通过旁分泌信号支持EC功能的反馈回路。

癌症相关脂肪细胞

脂肪细胞是乳腺癌微环境的主要细胞成分，通过与肿瘤细胞的动态相互作用促进肿瘤进展。这些在TME内被肿瘤细胞修饰的脂肪细胞被称为癌症相关脂肪细胞（CAAs）。CAAs通过分泌促血管生成脂肪因子如炎症介质、瘦素和IL-6来促进血管生成。肥胖通过脂肪细胞分泌的因子（如VEGF, IL-6, LCN2, ANGPTL4）进一步促进肿瘤进展。这些因子刺激EC招募、增殖和迁移。

肿瘤来源的细胞外囊泡

细胞外囊泡（EVs）是膜结合的纳米颗粒，携带多种生物分子。在乳腺癌中，肿瘤来源的EVs通过携带VEGF和MMPs等促血管生成因子被发现可促进血管生成，从而刺激血管形成，支持肿瘤生长和转移。除了促血管生成蛋白，EVs还携带各种非编码RNA，包括lncRNA和circRNA，这些RNA调节血管生成。

巨噬细胞迁移抑制因子

巨噬细胞迁移抑制因子（MIF）是一种有效的多效性细胞因子，在乳腺TME中促进血管生成方面扮演核心和多方面的角色。MIF通过上调乳腺癌细胞中VEGF和IL-8等关键促血管生成因子直接刺激血管生成。

TME中血管生成的非细胞调节

除了细胞成分，TME内的其他因素，如pH变化、乳酸等代谢物以及肿瘤块的机械特性，也影响血管生成。例如，TME中的酸中毒可以进一步增强ECs上血管生成因子及其受体的表达。乳酸作为Warburg效应在肿瘤区域更多存在，通过HIF-1α/VEGF通路为更简单和更有效的血管生成提供了机会。

靶向乳腺癌血管生成的治疗策略

靶向肿瘤血管生成中的缺氧

抗血管生成药物疗效有限的部分原因是缺氧的TME，这种情况常常因这些治疗本身而加剧。为了克服这些挑战，缺氧靶向疗法已被开发作为传统抗血管生成治疗的补充策略。同时靶向HIF-1α和VEGFA的药物的研究和开发也是缓解缺氧引起的抗血管生成耐药性的常规策略。

针对血管生成的免疫调节

除了靶向缺氧以限制血管生成，调节影响血管生成的免疫细胞也是一个有前景的策略。免疫细胞可以通过VEGF依赖性或VEGF非依赖性途径影响血管生成，提供了许多潜在的研究靶点。例如，TH1激活IFN-γ产生，抑制EC增殖和迁移并诱导TSP-1表达，进一步减少血管生成。全反式维甲酸（ATRA）诱导MDSCs分化为成熟细胞，减少其在肿瘤中的积累，缓解TME中的缺氧条件。

靶向TME中调节血管生成的其他细胞和因子

非免疫细胞在抗血管生成治疗中也扮演重要角色，主要通过细胞因子和细胞-基质相互作用影响抗血管生成药物的治疗。例如，二甲双胍和辛伐他汀协同抑制ECs分泌内皮素-1，从而上调脯氨酰羟化酶2并减少缺氧条件下HIF-1α的积累。这促进了血管正常化并抑制病理性血管生成。

抗血管生成疗法的临床试验和未来方向

临床试验

目前，针对VEGFA和VEGFR的疗法仍然是抗血管生成治疗的基石。其中，贝伐珠单抗（一种阻断VEGF的单克隆抗体）和靶向VEGF的酪氨酸激酶抑制剂（TKIs）是使用最广泛的。贝伐珠单抗已在众多研究中显示出疗效。联合疗法可能比单药治疗更有效，因为它不仅靶向肿瘤生长抑制和血管生成，还调整整体TME。

未来展望

对TME不断深入的理解揭示，血管生成不仅仅是一个VEGF驱动的过程，而是一个由代谢、免疫、基质和生物力学线索塑造的复杂的、适应性的程序。未来的抗血管生成方法应旨在超越简单的血管破坏，转向考虑不同血管床和疾病状态的功能异质性的情境感知的血管正常化。新兴的单细胞技术和空间多组学有望重新定义乳腺癌中的内皮和血管周围异质性，揭示针对病理性血管系统的新的可靶向亚群。此外，血管生成调节与免疫调节的融合必须被系统地利用。

结论

我们综合了关于乳腺癌血管生成的多细胞和分子调控的新兴见解，强调了单一疗法的局限性和基于机制的组合策略的前景。越来越清楚的是，有效的血管靶向必须不仅考虑细胞因子-受体相互作用，还要考虑代谢共生、免疫环境、ECM动力学和内皮可塑性。将这些见解转化为临床获益将需要治疗理念的根本转变，从广泛的抗血管药物转向精确的血管调节。这一转变的关键将是开发反映TME内血管表型、免疫激活和代谢重塑的功能性生物标志物。