血管生成在嬰幼兒血管瘤發病及治療中的研究進展

張永婷，費　川(綜述)，徐偉立(審校)

(河北醫科大學第二醫院小兒外科，河北 石家莊 050000)

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血管生成在嬰幼兒血管瘤發病及治療中的研究進展

張永婷，費川(綜述)，徐偉立*(審校)

(河北醫科大學第二醫院小兒外科，河北 石家莊 050000)

血管瘤；新生血管化,生理性；綜述文獻doi:10.3969/j.issn.1007-3205.2016.09.032

血管生成是指源于已存在的毛細血管和毛細血管后微靜脈的新生毛細血管的生長。血管生成參與多種復雜和重要的生理過程。而病理性的血管生成則為持續、無控性的生長，常見于糖尿病視網膜病、血管瘤及惡性腫瘤。嬰幼兒血管瘤(infantilehemangioma,IH)是一個多因素調控參與的復雜演變過程，其發病機制尚未完全闡明，但多數研究認為其與血管生成有密切關系。探討血管生成在IH發生發展中的機制，有助于對IH發病的深入認識，為其治療提供新的思路。現就血管生成在IH發病機制及治療中的研究進展綜述如下。

1　血管生成

血管生成是一個復雜的過程，它是從已存在的血管中形成新的血管，涉及內皮細胞、周細胞與平滑肌細胞、細胞外基質以及生成血管的細胞因子等多個因素相互作用。其調節至少包括以下2個層次：細胞外刺激，細胞膜及核膜上的信號通路。

1.1細胞外刺激對血管生成的調節

1.1.1缺氧缺氧是誘發血管生成最重要原因之一，在缺氧刺激下，促血管生長因子表達大量增加，促進新生血管生成來緩解局部缺氧[1]。缺氧誘導細胞產生缺氧誘導因子1(hypoxia-inducibletranscriptionfactor1,HIF-1)，以誘導血管內皮生成因子表達，從而在基因水平上直接調控血管生成。組織缺氧可使吲哚胺2,3雙加氧酶(indoleamine2,3-dioxygenase,IDO)活性急劇下降，促進免疫細胞分泌細胞因子，使IH進入增殖期[2]。

1.1.2雌激素對于已存在損傷的血管組織來說，雌激素是調節血管生成最重要的促進因素之一[3]。女性月經周期中子宮內膜的血管生長是雌激素促血管生成作用最典型的表現，雌激素還能促進腫瘤的血管生成且與其侵襲性相關。抑制雌激素受體后可明顯抑制血管生成[4]。

1.1.3炎癥炎癥過程會產生多種細胞因子，從而調控內皮細胞的激活、遷移、增生和凋亡[5]。腫瘤壞死因子α(tumornecrosisfactor-α，TNF-α)、白細胞介素1(interleukin-1,IL-1)等都有促血管生成的作用，而炎細胞如巨嗜細胞中亦含有多種血管生成因子，所以炎癥多可誘發血管生成[6]。過度的血管生成也是慢性炎癥疾病組成部分[6]。炎癥刺激下，血管內皮細胞及其黏附連接受損，毛細血管通透性增強，血管滲透性因子(vascularpermeabilityfactor,VPF)和血管生成素1(angiopoietin-1,Ang-1)表達增加，起到穩定血管、抑制血管滲出的作用，從而促進血管生成。

1.1.4腫瘤腫瘤發生的過程涉及成纖維細胞的增殖、新生血管的形成和炎細胞的浸潤。眾所周知，腫瘤細胞的新陳代謝比正常細胞旺盛，因此會刺激血管不斷生成，產生無序、排列紊亂的血管。

1.2血管生成的相關分子通路

1.2.1血管內皮生成因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)VEGF信號通路在血管生理生長、病理病變、腫瘤生長以及其他血管相關疾病中均具有重要調節作用，在血管內皮細胞的增殖、凋亡和遷移過程中也發揮著調控作用，因此血管內皮生長因子受體(vascularendothelialgrowthfactorreceptor，VEGFR) 信號通路在調控血管發育中起主要作用[7]。研究發現外周血間充質基質細胞通過旁分泌途徑分泌多種促進血管生成的因子如內皮素1、IL-8、血小板源性生長因子等，促進VEGF的分泌，從而促進血管生成[8]。許多其他因子也是通過作用于VEGF而發揮作用，如HIF-1通過增加VEGF的表達，促進血管瘤血管的生成，緩解缺氧狀態。

1.2.2AngAng具有明顯的抗炎、促內皮細胞增殖作用，在血管新生、重塑、維持血管完整和穩定性中發揮重要作用。其共同的特異性受體為酪氨酸蛋白激酶Tie(包括Tie-1，Tie-2)。其中Ang-1/Tie-2信號轉導通路最為重要，調節造血干細胞的成熟、遷移、黏附和活化。Ang-1的缺乏可導致血管尤其是毛細血管的擴張[9]。Ang-1/Tie-2結合后，激活一系列轉錄因子及激活劑，經多條信號轉導通路產生效應，如磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B途徑、核因子κB(nuclearfactor-kappaB，NF-κB)途徑等參與血管生成的調節，從而維持血管的完整和穩定，降低血管的通透性。

1.2.3基質金屬蛋白酶(matrixmetallopmteinases,MMPs)細胞外基質的降解是血管生成的關鍵步驟。在MMPs作用下，細胞外基質蛋白分解，為內皮細胞遷移、增殖提供空間。Zhai等[10]發現胰腺癌患者標本中MMP-2表達與VEGF呈正相關，并認為胰腺癌患者的血管生成與MMP-2密切相關。下調血管內皮細胞中MMP-9的表達，可抑制腫瘤血管生成[11]。MMP-9可作為血管生成細胞的標記物[12]，也證實其在血管生成中有重要作用。

1.2.4Notch通路一組在進化上高度保守的通路，主要通過細胞間接觸傳遞信號，為正常生理活動所必需，在血管發育中亦有重要作用。Notch通路可能通過調節多種因子的表達，影響平滑肌細胞的增殖、基底膜的形成、黏附連接和緊密連接來調控血管的結構和功能。Notch通路中配體DLL4與新生血管的生長發育關系最密切,它在調控血管內皮細胞的分化、促進功能性血管生成過程中亦與VEGF通路交叉。血管內皮細胞中Notch1的缺失可能為導致胚胎血管發育缺陷的主要原因。Notch信號通路中的一種名為342-5p的微小RNA對Notch信號通路起負反饋作用，并且能降低VEGF的表達、抑制血管生成[13]。

1.2.5凝血酶敏感蛋白1(thrombospodin-1,TSP-1)TSP-1是最早被發現、亦是最主要的體內血管生成抑制因子[14]。多種TSP來源的合成多肽可抑制毛細血管形成。研究證明TSP-1可以通過激活CD36、P53fyn、caspase-3、p38絲裂素活化蛋白激酶途徑來誘導血管內皮細胞凋亡，引起血管新生的抑制[15]。在成纖維細胞和內皮細胞中，TSP-1通過不同機制抑制血管生成[16]。Maier等[17]發現TSP-1通過一些微小RNA調節血管生成和血管功能，從而對血管平滑肌細胞的功能起著重要的調節作用。TSP-1作為抗血管生成藥物，在惡性腫瘤治療方法的研究中也越來越廣泛，并取得良好效果[18]。

1.2.6整合素為主要的細胞黏附受體家族，通過介導細胞-基質的相互作用，影響生理和病理性血管形成和重塑過程。Desai等[19]證實整合素α6β4在皮膚切口修復過程中的血管生成和成熟過程中起著重要作用，并認為它的缺失是糖尿病患者切口愈合困難的原因。

血管發育是一個很復雜的過程，還有很多通路能影響血管的發育，如成纖維細胞生長因子、TNF-α等[20]。

2　血管瘤發病與血管生成

與其他實體瘤一樣，IH的生長也依賴于血管新生，只有通過新生血管才能不斷從周圍組織汲取養分進行新陳代謝和腫瘤增殖。因而“血管生成”學說也逐漸被廣泛接受：血管瘤是在原有血管的基礎上，經一系列的誘發因素如內皮細胞基因突變、各種微環境的改變及異常支持細胞等引起血管內皮細胞異常增殖。

2.1血管瘤中血管生成的形態學表現增殖期：增殖期血管瘤的突出特征是內皮細胞的過度增殖導致血管迅速生長，內皮細胞核大而淡染，細胞基底膜呈多層結構，可見增生的大量新生毛細血管，這說明其增殖、合成、分泌功能十分活躍。該時期血管瘤組織的主要成分包括聚集成簇并表達血管內皮細胞標志物的內皮細胞以及無典型管腔樣結構的血管條索。在血管管道周圍存在大量的間質細胞，結締組織很少。消退期：在自然病程中，血管瘤在增殖期結束后會自發、緩慢的進入消退期，血管瘤的消退表現為血管瘤生長減慢甚至停止、病變中心組織發白，在病理學上，內皮細胞減少，逐漸顯現血管管腔樣結構，扁平的內皮細胞覆蓋血管管腔，隨后管腔逐漸增大，甚至可能在管腔中出現紅細胞。間質細胞逐漸減少，細胞外基質開始分解，擴大的管腔為多層基底膜所圍繞。當其消退完成后，其組織結構則表現為少數散在的由細長的內皮細胞構成的厚壁管腔，且伴有豐富的間質纖維脂肪組織。有時在一個標本上不同的地方顯示多個時期的表現，表明在血管瘤的演進中，發生著一系列持續性的變化。

2.2血管瘤中血管生成表達的不同標志及其意義IH是一種血管生成因子和抗血管生成因子平衡失控的疾病，內皮細胞增殖狀態、多種血管形成因子或抑制因子在血管瘤不同時期表達水平的變化與血管瘤的發生、發展和消退密切相關。

2.2.1VEGFVEGF是刺激血管瘤中血管生成的最關鍵的生長因子。VEGF通過旁分泌途徑，聯合調控內皮細胞分化和血管形成。VEGFR-2信號通路還可保護血管瘤組織中的血管內皮細胞免于凋亡，從而促進血管瘤組織增生[21]。

2.2.2NF-κBNF-κB已被證明在腫瘤和炎癥過程中起著至關重要的作用。NF-κB的相關目標基因在血管瘤增生期組織中的表達明顯增加，NF-κB也可調節血管生成因子的表達，與TNF-α、IL-8和VEGF之間存在調控關系。最新研究發現，應用NF-κB抑制劑作用于血管瘤組織后可明顯抑制VEGF的表達，而增加VEGF后，NF-κB的表達也會增加[22]。這種現象表明NF-κB可促進VEGF的表達以及血管瘤的形成。

2.2.3磷脂酰肌醇3-激酶(phosphoinositide3-kinase,PI3K)研究發現平陽霉素治療鼠血管瘤的作用主要是降低PI3K/Akt的表達及活性，而抑制內皮細胞的生長和促進其凋亡[23]。Peng等[24]發現普萘洛爾治療血管瘤的作用也可能是通過降低PI3K/Akt/eNOS/VEGF通路。

2.2.4HIF-1HIF-1是在缺氧條件下廣泛存在于動物和人體內的轉錄因子。HIF-1是血管瘤血管形成的關鍵因素，研究發現其參與血管瘤的形成的機制可能為作用于碳酸酐酶Ⅸ、葡萄糖轉運體1及VEGF等而引起一系列的基因及蛋白的變化[25]。

2.2.4其他相關因子如堿性成纖維細胞生長因子、Ang-1/Tie-2[26]信號傳導通路、甲胎蛋白[27]等均在血管瘤中高表達，并參與血管形成。

3　血管瘤治療與血管生成

通過準確判斷其性質、類型及分期，選擇恰當方法，大部分血管瘤可以得到有效治療。目前應用較多的有口服或局部注射類固醇藥物、硬化劑、平陽霉素、皮下注射干擾素、放射治療[28]、激光治療、β受體阻滯劑、手術切除及平陽霉素加協同治療[29]等。近年來普萘洛爾的應用使血管瘤治療出現革命性變化，目前普萘洛爾治療IH已在全世界廣泛應用。但對于其治療機制仍沒有一個普遍接受觀點。體外實驗證實，普萘洛爾可以抑制內皮細胞增殖、轉移和分化，故推測其可通過促進血管收縮、阻斷血管形成、誘導血管內皮細胞凋亡等發揮作用。血管瘤組織中內皮細胞均表達β2腎上腺素受體，而激活β2腎上腺素受體能刺激包括VEGF和bFGF的多種促血管生成因子的表達與分泌，從而誘導血管增生。普萘洛爾是非選擇性競爭抑制腎上腺β受體的阻滯劑，其治療作用與VEGF表達和VEGFR-2活性抑制的相關性已得到廣泛認可[30]。普萘洛爾可抑制血管瘤內皮細胞(hemangiomaendothelialcells，HemECs)生存和增殖能力，并能呈劑量依賴性抑制VEGF的表達。以不同濃度普萘洛爾處理增殖期和消退期血管瘤后發現，其VEGF、VEGFR及HIF-1的表達均明顯降低，下游的P13Akt和p38MAPK活性亦明顯下降，同時其對HemECs的活性、侵襲力和成管能力的作用均呈劑量依賴性[31]。研究發現，將β受體阻滯劑應用于胚胎干細胞后，毛細血管的生成及血管細胞標記物CD31的表達會呈劑量依賴性減少，同時bFGF-2、HIF-1α、VEGF、VEGFR-2的表達也在減少[30]。因此認為β受體阻滯劑可以阻斷胚胎干細胞的血管生成。有學者對體外的IH細胞應用普萘洛爾和異丙腎上腺素后發現，普萘洛爾通過抑制HemECs中VEGF表達而影響細胞生存、增殖和成管能力，HemECs細胞表面的β受體激活后可促進HemECs細胞的增殖，而β受體拮抗劑可明顯抑制細胞的增殖；異丙腎上腺素的促細胞增殖作用會被VEGFR-2抑制劑明顯抑制，異丙腎上腺素增強VEGF表達和VEGFR-2活性的作用也可被β2受體阻斷劑所阻斷[32]。說明β腎上腺素信號通路在IH中的作用，是通過減少VEGF受體的生成而介導的。研究顯示，口服普萘洛爾治療后，患者血管瘤減小的同時，血清中VEGF,bFGF和MMP-9均有明顯下降[33]。表明普萘洛爾影響血管內皮細胞的增殖、遷移及分化從而達到抑制血管再生的作用是明確的。

綜上所述，血管生成是一個多因素精密調控的過程，與血管瘤的生長和侵襲密切相關，而血管瘤中血管生成的各種通路仍存在很多爭論。首先，多條通路可以調控同一個過程；其次，許多通路可通過反饋機制影響其他通路。針對血管形成的分子機制和生物學特性，深入探討這些分子和通路在IH發生發展中的機制，以及發展抗血管生成的新療法，為IH治療提供新的思路，尚需要進行為更廣泛深入的研究。

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(本文編輯：趙麗潔)

2016-06-24；

2016-08-09

河北省應用基礎研究計劃(14967718D)

張永婷(1990-)，女，河北滄州人，河北醫科大學第二醫院醫學碩士研究生，從事小兒外科疾病診治研究。

。E-mail:drxwl99@126.com

R732.2

A

1007-3205(2016)09-1112-05