鮮紅斑痣的發病機制研究進展

劉 蓮 張自暉 郝 丹 梅 蓉 李二龍 孫本森 蔣 獻

鮮紅斑痣(port-wine stains, PWS)又名葡萄酒色斑、毛細血管擴張痣，其本質是一種毛細血管和后微靜脈的畸形[1]。多于出生時或出生后不久出現，常表現為一個或數個粉紅色斑片，一般不高出皮面。隨著年齡的增長，大約有70%的患者PWS皮損將進一步加重，原有紅斑顏色逐漸加深，由粉紅色、紅色逐漸變成暗紅色，甚至是紫色，同時皮損厚度也逐漸增加，后期形成斑塊和結節，治療難度也隨之增大[2]。

PWS在新生兒中的發病率約為0.3%～0.5%，研究表明目前全球約有2000萬名PWS患者[3]，因皮損主要發生于顏面部，對患者身心健康影響極大。隨著光電技術的發展，激光、強脈沖光、光動力等方法早已被用于治療PWS[4]。但PWS的治療效果往往不理想，且常易復發，因此，進一步了解PWS的發病機制，為PWS的治療提供新思路及新靶點極為重要。

1 基因突變

PWS是否為遺傳性疾病這一點備受爭議，目前大部分研究認為PWS是一種體細胞的基因突變，即合子后突變。Chen等[5]發現2對同卵雙生的雙胞胎中，其中僅有一人患有PWS，已排除眼睛、顱腦等系統損害，確定為單純性的PWS，因此PWS的發病可能是合子后在環境或藥物等因素影響下發生的體細胞基因突變，從而誘導血管發育異常。

1.1 外顯率降低的常染色體顯性遺傳 PWS多在出生時或出生后不久出現，因此有學者認為PWS的發病可能為藥物、環境等因素誘導基因突變所致[6]。Berg等[7]發現某一家族中，第三代直系親屬5人中有4人患有PWS，1女3男，其中1女2男不僅患有PWS，且同時合并第五手指彎曲畸形，該種現象可能為外顯率降低的常染色體顯性遺傳，X性連鎖遺傳不除外，但此案例中患者除患有PWS外，同時合并第五手指屈曲畸形，更傾向于某種基因遺傳疾病而并非單純性的PWS，但另一男性患者僅患有PWS，而無其他損害，也可能其畸形問題并未顯現。在一項大樣本(217例)臨床研究中，72例(25.4%)患者具有陽性家族史[8]，另一項大樣本(240例)研究也表明27%的患者具有陽性家族史[9]，因此PWS是否為遺傳性疾病仍然存在爭議。此外，也曾有研究人員認為PWS可能為RASA1基因突變所致，Troilius Rubin等[9]采集了254例患者信息，篩選出65例患者(具有陽性家族史且僅患有PWS)及16例患或不患病親屬，采集血樣，但在上述人群中均未發現該突變基因，由此認為PWS與RASA1基因并無相關性。

1.2 GNAQ和其他體細胞基因突變 Shirley等[10]發現88%的Sturge-Weber綜合征患者(26例)和92%的非綜合征性PWS患者(13例)的受累組織樣本中，成功鑒定出了GNAQ基因突變，其為非同義單核苷酸變異體c.548G→A，精氨酸183谷氨酰氨 (p.Arg183Gln)。隨后采用人胚腎細胞進一步驗證，突變細胞中，c-Jun氨基末端激酶(c-JunN-terminal kinases，JNK)和細胞外信號調節激酶(extra-cellular signal regulated kinases，ERK)活性增加，而該酶可增強細胞活性，推測可能與血管新生有一定相關性。

Frigerio等[11]采用二代測序的方式對12例PWS患者的皮損以及正常皮膚進行了比對，在1例患者中發現了一種新型的體細胞突變體GNAQ, c.547C→G, Arg183Gly，等位基因頻率為4%，9例為GNAQ c.548G→A, p.Arg183Gln，等位基因突變頻率為1.73%～7.42%。Tan等[12]在10例PWS患者中鑒定出8例患者的樣本中存在GNAQ突變。其中6例患者的突變主要位于PWS皮損的血管中。在這6例患者中有2例患者的結締組織中也存在相同類型突變，而在表皮、毛囊、腺體部位未發現該突變。另外2例患者的結締組織和/或毛囊或腺體存在突變，但在表皮或血管處未發現突變。體外實驗中，GNAQ(R183Q)可誘導絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen Activated Protein Kinase, MAPK)的活化[10]，至于PWS皮損中該信號通路是否被激活尚不明確。而另一項研究表明，在嬰兒和成人PWS的血管中，c- JNK和ERK呈持續活化狀態[13]，本研究中GNAQ基因存在于60%患者的血管中，這提示，GNAQ(R183Q)與激酶(JNK和ERK)間可能存在相關性。

Lian等[14]采用目標序列捕獲測序技術(對包括GNAQ在內的275個已知癌基因的編碼序列進行測序)對一例PWS患者皮損和正常皮膚進行分析，發現PWS受累組織中存在GNAQ、SMARCA4、EPHA3、MYB、PDGFR-β和PIK3CA等突變基因。SMARCA4與胚胎期血管的形成密切相關，尤其是對靜脈的形成具有重要作用，若該基因突變，可致血管壁變薄、血管不連續等變化[15]。Eph/ephrin信號通路可調節血管新生，其中EphA3可調節血管內皮細胞的粘附、遷移、排斥，其排斥作用可能會導致血管的擴張[16]。血小板源生長因子(Platelet-derived growth factor, PDGF)與血管的生成密切相關，PDGF的配體PDGF-BB可通過調控PDGFR-β從而抑制血管瘤干細胞產生脂肪，突變的PDGFR-β基因可能與PDGF-BB不可逆結合，從而影響PWS中脂肪的形成[17]。PIK3CA基因編碼PI3K蛋白，PI3K-AKT信號通路可調節細胞的增殖、血管的新生。PIK3CA基因突變在CLOVES綜合征和巨頭畸形-毛細血管畸形綜合征中已被證實，因此其可能與毛細血管畸形和靜脈畸形密切相關[18,19]。

2 血管組成成分異常

PWS的本質是一種毛細血管和后微靜脈的畸形，其中擴張血管的直徑約為10 μm ～150 μm，一般位于真皮層的150 μm ～750 μm。研究表明血管擴張畸形可能與其血管組成成分異常有一定相關性。

Tan等[20]對2例患兒(9月及12月齡)的PWS皮損進行了分析，在真皮的同等深度，正常皮膚的血管直徑約為15 μm，而兩例患兒的血管直徑高達85 μm。Giemsa染色顯示大量的毛細血管后微靜脈樣血管增生，血管基底膜增厚。透射電鏡發現周細胞數量和基底膜帶層數均增多，血管壁增厚，內皮細胞間鉚釘結構存在，血管內皮細胞間的附著斑消失。免疫組化發現周細胞中α-SMA表達缺失。平滑肌細胞胞質大量無定形物質形成。Verhoeff-Van Gieson顯示大量過度增生的膠原和彈力纖維包繞血管，膠原纖維散亂排列。其中周細胞α-SMA的缺失，提示其可能導致血管擴張。大量小血管表現為基底膜增厚，并無明顯的血管擴張，因此血管壁的增厚可能先于血管擴張出現。總的來說，周細胞增殖、基底膜增厚，平滑肌變性，膠原纖維和彈力纖維變性、肥厚，最終導致了PWS的形成。然而另有學者認為PWS的形成不僅為血管的畸形，而是皮膚全層的異常改變[20]。

Gao等[21]采用透射電鏡觀察了PWS增厚型、結節型以及正常皮膚的超微結構，發現在增厚型和結節型PWS中血管內皮細胞、血管周圍細胞、成纖維細胞均含有大量的細胞器，如線粒體、粗面內質網和囊泡、高爾基復合體等，同時在多例皮損中發現血管內皮細胞及成纖維細胞均為雙核，處于高度活躍狀態。正常皮膚中，膠原纖維的寬度是1 μm～5 μm，而PWS中，膠原纖維寬度為5 μm～150 μm，這可能為成纖維細胞高度活躍所致，這與Tan等[20]的研究結果一致。部分成纖維細胞處于退化狀態，膠原纖維的排列方向各異。同時出現張力纖維增粗，半橋粒減少、基膜變薄，表、真皮的連接結構崩解。因此PWS不僅累及真皮層的血管及膠原，表皮亦可受累。

3 血管生長相關因子異常

血管的形成過程極為復雜，其中血管生長相關因子如血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)、堿性成纖維細胞生長因子、雌激素受體等均可促進血管內皮細胞增殖、血管形成。

曾有研究顯示VEGF在增殖型血管瘤中大量表達，其可促進血管內皮細胞的增殖和遷移，與血管瘤的形成密切相關[22]。而Vural[23]等對12例PWS患者的組織進行了免疫組織化學的分析，發現PWS患者皮損中VEGF和VEGF-R2的表達量明顯高于正常對照組，說明VEGF及其受體可能與PWS的發病及疾病進展密切相關。脈沖染料激光治療PWS的清除率約20%，療效差與血管的新生密切關系，VEGF和VEGF-R2可能在PWS復發中亦占有重要地位，因此VEGF和VEGF-R2可能成為PWS治療的靶點。

4 組織中蛋白激酶異常活化

蛋白激酶(kinase)是一類可催化蛋白質磷酸化反應的酶，從而改變相應蛋白質的活性。研究表明MAPK、ERK、JNK等蛋白激酶的活化與血管的新生密切相關。Shirley[10]等已發現PWS受累組織樣本中存在GNAQ基因的突變，同時在體外研究中發現，ERK、JNK活性在突變體中有適度增加。那么是否在PWS皮損中也存在同樣的變化呢？

Tan等[13]發現ERK/C-JNK/PI3K/P70S6K在成人和兒童皮損中高表達，AKT /PI3K在成人增厚型PWS中高表達，而PLC-γ僅在結節型中表達，上述結果表明在PWS不同的階段，各激酶的活化情況各有不同，ERK/C-JNK在PWS組織中首先被激活，這可能對PWS的發病機制和進展有重要關系，AKT、PI3K隨后被激活，參與PWS血管壁增厚，PLC-γ在PWS初期被激活，可參與結節形成。JNK/ERK、AKT/PI3K、PLC-γ順序激活，因此在不同的階段激活不同的酶，從而出現不同的臨床表現。

另有研究對增厚型和結節型PWS進行了分析，與鄰近正常皮膚中的血管內皮細胞相比，PI3K通路在其中發揮著重要作用，PKC-α, PI3K, PDPK1, PLC-γ以及PP2A、DAG 等蛋白表達上升，在結節型PWS中，成纖維細胞也表現出PKC-α, PI3K, PDPK1, PLC-γ，DAG 高表達[24]。以上說明PKC-α, PI3K信號通路對PWS增厚和結節形成具有重要作用。

5 血管神經比例異常

PWS的實質是血管的擴張畸形。曾有假設認為血管擴張畸形是由于調控血管舒縮的神經減少所致。Smoller等[25]采用S100標記神經發現在正常皮膚中，約75%±11%的血管與神經相關，而PWS中，僅有17%±3%的血管與神經相關，因此PWS中圍繞血管的神經明顯減少，血管的舒縮功能減弱。皮膚的神經在胚胎形成第二個月發生，初期在真皮深層形成神經網，隨后向真皮淺層及基底層生長，因此，神經纖維的減少可能在胚胎時期就已經發生，并且主要發生于皮損局部[26]。Rydh等[27]采用間接免疫組化法對蛋白基因產品9.5、神經元特異性烯醇化酶、降鈣素基因相關肽、神經絲等在皮膚中的分布情況進行研究，發現真皮中深層擴張的血管神經支配減少，其周圍神經纖維僅為單一或無神經纖維支配，而皮膚的其他結構周圍神經纖維密度正常。

Lanigan等[28]采用激光多普勒和反射分光光度計檢測在皮膚上使用血管舒張劑(1.0%煙酸甲酯、10.0%水楊酸乙二醇、0.1%辣椒素BPC)和血管收縮劑(氟氫縮松)后，皮膚血流量和氧合血紅蛋白的變化，發現無論是采用血管舒張劑或者收縮劑，與對側正常皮膚相比，PWS患者皮損中血流量和氧合血紅蛋白含量的變化均較小，說明血管對外界刺激的反應較弱，支配血管的神經數量可能較少。Selim等[29]采用共聚焦顯微鏡免疫熒光的方式分別標記血管內皮細胞(CD31)和神經纖維(PGP9.5)以驗證血管和神經纖維的關系，發現正常皮膚中血管的直徑一般在6.2μm～28.9μm，血管密度6.2×10-3μm3/μm3，神經纖維密度10.7×10-3μm3/μm3，而PWS皮損中血管直徑28.2μm～227.8μm，血管密度24.7×10-3μm3/μm3，神經纖維密度0.6×10-3μm3/μm3，可知PWS皮損中神經纖維的密度明顯低于正常皮膚的密度，因此PWS擴張畸形極有可能與胚胎發育期皮膚中神經發育異常相關。

結語綜上所述，PWS的發病與多種因素密切相關，GNAQ突變、血管組成成分異常、血管生長相關因子異常、組織中蛋白激酶異常活化、血管神經比例異常均在PWS的發病中占有重要地位，其中合子后GNAQ基因突變為主要因素，其可激活細胞外信號調節激酶，從而導致PWS進一步進展，而血管神經比例失調以及血管成分的異常，均可導致血管異常的擴張，而組成血管的內皮細胞、周細胞活躍可加速疾病進展，血管相關生長因子上調亦可促進血管形成。多種因素相互作用，導致疾病進展。已有研究表明PWS皮損中VEGF、VEGFR表達上調，因此曾有學者采用噻嗎洛爾聯合PDL治療PWS，然而與單用PDL相比，并無明顯差異[30]。PWS的治療仍是目前全世界的難題，因此針對其發病機制所制定的治療方案仍需進一步研究。