血管內(nèi)皮細(xì)胞相關(guān)分子在靜脈畸形發(fā)病及治療中作用的研究進(jìn)展

趙儀云，董思辰

(濟(jì)南市第三人民醫(yī)院，濟(jì)南250132)

靜脈畸形(VMs)是常見的低流速血管畸形，其發(fā)病率為1/10 000～2/10 000。VMs可發(fā)生在身體的任何部位，可引發(fā)畸形、疼痛及功能障礙。VMs在組織學(xué)上表現(xiàn)為內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)膜分布不均勻，細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)混亂，內(nèi)皮腔增大，以及血管平滑肌細(xì)胞排列紊亂[1]。血管內(nèi)皮細(xì)胞作為血管壁的重要構(gòu)成成分，不僅直接參與血管壁的組成，還參與調(diào)解其他細(xì)胞的募集，其相關(guān)分子的表達(dá)及突變?cè)赩Ms的發(fā)生發(fā)展中具有重要作用。目前，國內(nèi)外已有大量關(guān)于血管內(nèi)皮細(xì)胞相關(guān)分子在VMs發(fā)病及治療中作用的研究，現(xiàn)綜述如下。

1 VMs的分類及發(fā)病機(jī)制

1.1 VMs的分類 VMs可分為散發(fā)性靜脈畸形(SVM)、家族性皮膚黏膜靜脈畸形(VMCM)以及顯著遺傳性的球狀靜脈畸形(GVM)。SVM是VMs最常見的類型，約占VMs的94%。SVM主要表現(xiàn)為皮膚或黏膜表面明暗相間的藍(lán)紫色病變，無明顯疼痛，可發(fā)生于全身任何部位，多為胚胎發(fā)育期血管形成過程中出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)異常。VMCM約占VMs的1%，為多發(fā)的、直徑<5 cm的半球狀藍(lán)紫色病損，主要累及皮膚及黏膜，具有顯著的家族遺傳性[2]。GVM的發(fā)病是由于編碼血管平滑肌細(xì)胞基因的常染色體1p21-22發(fā)生基因突變，與血管內(nèi)皮細(xì)胞無直接關(guān)系，故未納入本研究。

1.2 VMs的發(fā)病機(jī)制 基因水平的研究表明，大多數(shù)VMs是由于編碼內(nèi)皮細(xì)胞TEK酪氨酸激酶(TIE2)或磷酸肌醇3激酶催化亞基(PIK3CA)基因的功能獲得體細(xì)胞突變，導(dǎo)致TIE2/PI3K/Akt信號(hào)通路慢性激活[3]。Boscolo等[4]報(bào)道，血管內(nèi)皮細(xì)胞中TIE2或PIK3CA突變可導(dǎo)致VMs病變形成。Vikkula等[5，6]報(bào)道，SVM患者血管內(nèi)皮細(xì)胞TIE2受體基因第914密碼子發(fā)生CTT→TTT的突變(L914F)，VMCM患者血管內(nèi)皮細(xì)胞TIE2受體基因的第849位點(diǎn)發(fā)生精氨酸-色氨酸的錯(cuò)義突變(R849W)，認(rèn)為SVM和VMCM與血管內(nèi)皮細(xì)胞常染色體9p21-22的TIE2/TEK基因突變有關(guān)。

目前關(guān)于TIE2/PIK3CA突變下游的作用機(jī)制尚不完全清楚。在VMs病變的起始、生長(zhǎng)和維持過程中，一些分子和細(xì)胞功能障礙影響上皮細(xì)胞內(nèi)在功能、內(nèi)皮細(xì)胞-平滑肌細(xì)胞相互作用、血管周圍細(xì)胞外基質(zhì)重構(gòu)以及病理性血管新生或血管退變；在長(zhǎng)期血流動(dòng)力學(xué)的作用下，管腔逐漸擴(kuò)張，導(dǎo)致病變出現(xiàn)[3]。Boscolo等[4]在關(guān)于VMs的遺傳學(xué)研究中，強(qiáng)調(diào)了酪氨酸激酶受體家族在血管生成和退化中的重要作用,這些具有免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域的酪氨酸激酶受體主要在內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)。

2 血管內(nèi)皮細(xì)胞中與VMs發(fā)病相關(guān)的信號(hào)分子

2.1 TIE2受體 TIE2是一種主要表達(dá)在內(nèi)皮細(xì)胞中的血管生成素受體，是血管成熟和維護(hù)的重要分子。TIE2與微血管的出芽、整合以及生存有直接關(guān)系。激活體外培養(yǎng)的細(xì)胞的TIE2可抑制細(xì)胞凋亡，促進(jìn)單層細(xì)胞的完整性[7，8]。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)4種TIE2配體，即血管生成素(Ang)1、2、3、4。其中Ang1、2被認(rèn)為在TIE2受體參與血管生成過程中起決定性作用[9]。

Ang1與細(xì)胞外基質(zhì)中特定分子結(jié)合后可錨定TIE2。在低聚Ang1刺激下，TIE2可以從細(xì)胞膜遷移到細(xì)胞間信息接口。在不同的細(xì)胞條件下，Ang-TIE2可通過不同的下游信號(hào)通路誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生不同的基因表達(dá)模式和形態(tài)學(xué)特征，即在細(xì)胞-細(xì)胞接觸的情況下血管處于平靜狀態(tài)，而在細(xì)胞-基質(zhì)接觸的情況下誘導(dǎo)血管生成[1]。Ang2在整合素α2β1及完整的微管的參與下，將TIE2轉(zhuǎn)移至特定的細(xì)胞-基質(zhì)結(jié)合位點(diǎn)，從而誘導(dǎo)細(xì)胞黏附及擴(kuò)散。

TIE2-R849W突變是VMs患者TIE2-Ang信號(hào)通路中具有激活催化特性的最常見的突變，其發(fā)生率約為60%[10]。TIE2-R849W突變通過影響下游STAT[11]、AKT[12]、p52ShcA蛋白[13]、ERK2[14]等信號(hào)分子，提高血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖能力，降低其遷移、成管能力，募集平滑肌細(xì)胞、周細(xì)胞等參與血管壁構(gòu)成的重要細(xì)胞的能力隨之下降；同時(shí)分泌纖溶酶的能力增強(qiáng)，破壞血管壁中纖維成分，導(dǎo)致病理性血管的發(fā)生，在長(zhǎng)期血流作用下，導(dǎo)致VMs的發(fā)生發(fā)展。

2.2 PIK3CA 磷酸肌醇3激酶(PI3K)可促進(jìn)細(xì)胞增殖。PIK3CA是編碼PI3K的催化亞單位p110α的基因，其突變可促進(jìn)PI3K表達(dá)增強(qiáng)。Limaye等[15]報(bào)道，PIK3CA突變導(dǎo)致了約54%的未檢測(cè)到TIE2/TEK突變的VMs，PIK3CA突變可直接導(dǎo)致AKT激活，造成相關(guān)的血管生成因子調(diào)節(jié)異常。后續(xù)研究證實(shí)，通過誘導(dǎo)小鼠PIK3CA突變可構(gòu)建VMs動(dòng)物模型，激活PIK3CA-AKT-mTOR通路可以促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖，降低血管周細(xì)胞覆蓋以及動(dòng)靜脈特定標(biāo)記表達(dá)；PI3Kα抑制劑可治療PIK3CA突變導(dǎo)致的VMs小鼠[16]。進(jìn)一步證實(shí)了PIK3CA基因及其突變?cè)赩Ms發(fā)病中的作用及潛在的治療價(jià)值。

2.3 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(TGF-β)/結(jié)締組織生長(zhǎng)因子2(CCN2)信號(hào)通路 TGF-β在血管生成過程中對(duì)周細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞的募集有重要作用。CCN是影響細(xì)胞外基質(zhì)成分和功能的重要信號(hào)分子家族，而細(xì)胞外基質(zhì)對(duì)細(xì)胞黏附，平滑肌細(xì)胞增殖、遷移、分化有重要作用。Ren等[17]報(bào)道，在VMs病變中，TGF-β、CCN2表達(dá)均下調(diào)，且二者表達(dá)存在直接相關(guān)性；外源性TGF-β、CCN2作用于人臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞可促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)成分的產(chǎn)生；而在博來霉素治療的VMs病變中，二者表達(dá)水平升高。

2.4 其他 研究顯示，基質(zhì)金屬蛋白酶[18]、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體[19]、生長(zhǎng)激素受體[20]、腎素-血管緊張素系統(tǒng)[21]等在VMs內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)異常。這些信號(hào)分子與TIE2/TEK基因突變存在直接或間接的關(guān)系，對(duì)VMs的病理性血管生成起協(xié)同作用。針對(duì)這些信號(hào)分子的研究，將為VMs的靶向治療提供新的思路。

3 與血管內(nèi)皮細(xì)胞相關(guān)分子有關(guān)的VMs治療方法

VMs的治療方法有許多種，如手術(shù)、激光、硬化治療及系統(tǒng)性的靶向藥物治療等，從而達(dá)到緩解疼痛，減輕功能障礙，改善畸形的治療目的。手術(shù)、激光治療很難完全切除腫瘤，且易對(duì)患者外貌造成影響。常用的靶向治療藥物雷帕霉素等，主要通過抑制VMs內(nèi)皮細(xì)胞正常生長(zhǎng)及代謝，損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞，發(fā)揮治療VMs的作用[22]。

3.1 雷帕霉素 Boscolo等[4]報(bào)道，雷帕霉素能夠有效抑制人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞TIE2/TEK基因突變誘導(dǎo)的AKT437磷酸化；在VMs小鼠模型中，雷帕霉素能夠縮小病變范圍；在臨床試驗(yàn)中雷帕霉素能夠緩解疼痛，縮小病變范圍，降低局灶性血管內(nèi)凝血的發(fā)生率。但雷帕霉素的不良反應(yīng)較多，一般不作為治療VMs的首選。

3.2 注射硬化劑 硬化注射是現(xiàn)階段治療VMs的主要方法。硬化注射對(duì)VMs效果明顯，不良反應(yīng)少，創(chuàng)傷小，患者接受度較高。現(xiàn)階段常用的硬化劑有無水乙醇、聚桂醇、平陽霉素/博來霉素。

無水乙醇治療VMs主要利用其脫水和剝蝕作用。將無水乙醇注入病變血管巢內(nèi)，可使接觸的血紅蛋白變性并直接破壞血管內(nèi)皮細(xì)胞，導(dǎo)致血栓急性形成和病變血管團(tuán)閉塞，進(jìn)一步纖維化[23]。但該方法不良反應(yīng)較多，目前常用于高流速脈管畸形。

聚桂醇是一種陰離子表面活性劑，通過與血管內(nèi)皮細(xì)胞接觸，破壞細(xì)胞膜的磷脂雙分子層，即刻形成血栓、阻塞血管，使引流靜脈閉塞，同時(shí)引起組織無菌性炎癥，繼發(fā)纖維組織增生，使病變縮小[24]。其作用效果溫和，不良反應(yīng)較小，是目前最常用的硬化劑。

平陽霉素作用于VMs內(nèi)皮細(xì)胞后，其增殖活性顯著降低，形態(tài)學(xué)上呈現(xiàn)凋亡樣改變；誘導(dǎo)VMs內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)E-選擇素及血管細(xì)胞黏附分子-1；同時(shí)促進(jìn)細(xì)胞間黏附分子1/3表達(dá)；具有促組織纖維化作用的TGF-β1表達(dá)增高[25，26]。博來霉素可逆轉(zhuǎn)VMs病變部位TGF-β/CCN2的表達(dá)下調(diào)[17]，還可通過激活mTOR信號(hào)通路使VMs內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生間充質(zhì)轉(zhuǎn)化[27]。通過這些信號(hào)分子的表達(dá)可導(dǎo)致無菌性炎癥反應(yīng)，引起組織纖維化，代替原有的病變組織，實(shí)現(xiàn)治療VMs的目的。

4 小結(jié)

VMs作為一種與血管生成相關(guān)的疾病，其發(fā)病機(jī)制十分復(fù)雜。血管內(nèi)皮細(xì)胞作為構(gòu)成VMs的主要細(xì)胞，其TIE2、PIK3CA、TGF-β/CCN2等相關(guān)分子的表達(dá)在其發(fā)病與病情演變中發(fā)揮重要作用。血管內(nèi)皮細(xì)胞TIE2/TEK基因突變初步解釋了VMs的發(fā)病機(jī)制，但是相關(guān)的分子通路仍需進(jìn)一步研究。現(xiàn)階段治療VMs的方法主要通過物理或化學(xué)作用破壞VMs內(nèi)皮細(xì)胞，這些方法多存在一定不良反應(yīng)，通過對(duì)其相關(guān)通路進(jìn)行研究，可為探索更加安全有效的靶向治療奠定基礎(chǔ)。