血管新生

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血管新生英文:Angiogenesis)是一个生理上新的微血管发展成一个血流供应系统的过程。而Vasculogenesis通常指自发性的血管形成,另外Intussusception则是指较一般快速形成的血管新生过程。

这一过程在人体生长发育,及伤口愈合中常见[1]。另外,血管新生是肿瘤恶化过程中的重要步骤[1]

血管新生在于生长或是发育上扮演重要的角色,例如在伤口愈合、女性经期、胎儿生长发育。而在肿瘤生长上,血管新生则会是肿瘤从休眠期转变成恶性、生长迅速、可能侵袭其他组织的关键。而相较于癌症的研究,血管新生也在断肢接合、心肌梗塞、脑中风、老人退化性黄斑等病症上占有很重要的地位。

类型

  • 芽生性(sprouting)血管新生:首先,血管内皮细胞上的促血管新生的生长因子受体被激活;其次,活化的内皮细胞开始释放蛋白酶以降解基底膜;内皮细胞迁移然后繁衍形成周围基质及萌芽状机构,芽状机构扩大形成环形,最后形成完整的血管腔[2]
  • 套叠性血管新生

机械刺激

物理性刺激引起血管新生的起因目前不明。目前认为微血管中的剪力会引起血管新生,猜测可能的原因是因为增加肌肉的收缩引起的,可能是运动使一氧化氮增加。

化学刺激

化学抑制

应用

  1. 血管新生疗法


血管新生疗法是指使用某些化合物,去抑制或是引起新的血管生长,以达到控制某些疾病的疗法。在新陈代谢旺盛的组织中,缺乏血管是很糟糕的事情,有时候会影响到组织的复原,甚至是正常的工作。有些疾病,如缺血性慢性伤口愈合,可能就是血管局部性的不足或是供应量不够,此时医疗人员则会企图增加患部的血流,提供提供养分,以加速组织复原。而其他疾病,例如退化性黄斑,则是因为局部血管不正常增生,妨碍到其他正常组织的生理运作。此外像是末端循环不良心肌梗塞、或是沙利窦迈(Thalidomide)初次问世的误用。 ,也都是研究人员针对血管生长的问题所希望了解的课题[3]


目前的抗血管新生疗法有一部分是对抗癌症,也有一些研究是在对抗如退化性黄斑等疾病。抗血管新生疗法针对癌症如此受到瞩目的因素在于,佛克曼医师(Judah Folkman,1933年2月24日-2008年1月14日)在七零年代提出一个理论,即肿瘤会吸引宿主的血管,促使附近的微血管生长并为肿瘤提供氧气、养分,并排出肿瘤所生产出的废物。自佛克曼医师后,越来越多的科学家去证实或是发展其理论,企图寻找出能控制血管新生的药物,进而控制肿瘤的生长 (目前上市的药物有Avastin、Cetuximab等)。


而促进血管新生的疗法,则对于心血管、慢性伤口等病症上带来了希望。第一个发现具有吸引血管新生的物质为fibroblast growth factor 1 (FGF-1),目前已被使用在心血管的病症上。


目前在促进血管新生的研究方面,大约可以区分为三个方向。1. 基因疗法;2. 蛋白质疗法 (如VEGF或FGF-1这两种蛋白质);3. 细胞疗法


尽管令人着迷,基因疗法依旧存在着许多疑问。1.无法确保送入的DNA会嵌入染色体内、而且嵌入的位置无法肯定,如果嵌入生存必需的基因,使该基因失效,则将会有癌化的副作用;2.难以预估体内免疫系统对于基因疗法的反应,倘若引起过敏反应,可能会造成患者不必要的伤害;3.倘若使用病毒型载体,无可避免地会有感染、免疫、致癌等风险。而使用非病毒的载体,则面临了毒性高、将DNA送入细胞的效率较差;4.许多疾病并非由单一基因所构成,目前的科学仍无法全盘了解这些疾病的起因。


蛋白质疗法中,由于分子量与电荷的缘故,想要将这些蛋白质运送到需要治疗的部位形成了难题。口服、静脉注射、动脉注射、肌肉注射都无法有效率[4]的将这些蛋白质投递到需要的部位,不仅是在中途可能会被清除代谢掉,也可能会到达不需要的组织造成浪费。


而细胞疗法目前仍停留在研究室当中,还有许多窒碍难行的问题需要解决,如使用何种细胞?或是使用的细胞数量等都还是问题。

注释

  1. ^ 1.0 1.1 Folkman J. Angiogenesis. Annu Rev Med. 2006;57:1-18.
  2. ^ Hillen F, Griffioen AW. Tumour vascularization: sprouting angiogenesis and beyond. Cancer Metastasis Rev. 2007 Dec;26(3-4):489-502. Review.
  3. ^ 沙利窦迈当年因为对于怀孕的生物影响并未做好全盘的实验,在做为孕妇的预防性呕吐药上市后,却造成了许多胎儿的四肢短小畸形。(所以后来研究才发现,沙利窦迈会对于血管的生长有抑制,而血管新生正好是胎儿四肢发育的重要关键,所以当胎儿正经历要发展四肢时,孕妇服用了沙利窦迈,就会造成发育不良的畸形。所以后来统计发现,只有怀孕3个月以下的胎儿受到影响,因为3个月前是四肢发展的时期)。而在沈寂了数十年后,因为肿瘤的血管新生理论崛起沙利窦迈抑制血管生长的特性被人重视,目前被使用在肝癌多发性骨瘤上。
  4. ^ 药物传输系统(drug delivery system)是一项很重要的课题。蛋白质类的药物要如何投递到需要的组织一直备受困扰。口服容易被分解消化,即使顺利地到达小肠,也很难以完整的形式被吸收,而且进入小肠后会到达肝脏,肝脏强大的代谢能力会不会对于药物产生影响则不得而知。静脉注射会将药物循环全身,若投递到不需要的组织可能会造成浪费或是副作用,并且药物在血管里运行,可能会被血管壁或是血球吸收,使效率下降,而静脉注射的技术需求高,一般病人无法自行在家里运用。动脉注射虽然可以降低药物循环全身的缺点,但是药物依旧可能会被血管壁吸收,而且动脉注射的技术需求更高,需要有专业人士在场才能执行。肌肉注射是目前比较常见的投递方式,胰岛素便是其法,但是每次投递药物都需要打针,容易造成患者反感,也使患者的生活品质下降。

参看

参考文献