阿托伐他汀調控EPCs延緩顱內動脈瘤進展的相關機制*

尉輝杰 王 東 田 野 俞 凱 江榮才 張建寧

1 天津醫科大學總醫院神經外科，天津市 300052; 2 天津市神經病學研究所

近年來顱內動脈瘤(Cerebral aneurysm, CAs)的臨床診斷與治療手段均得到了迅猛發展。但CAs形成、進展以及破裂出血的病理生理機制尚不十分明確。因此，本文將重點綜述阿托伐他汀延緩顱內動脈瘤進展機制的相關文獻及研究，并提出預防策略，以期尋找一種能有效降低CAs發展和破裂的治療措施，綜述如下。

1 顱內動脈瘤的流行病學特點

顱內動脈瘤是造成自發性蛛網膜下腔出血(Subarachnoid hemorrhage, SAH)的首要病因，致死率、致殘率極高[1]。美國的一項大樣本尸檢顯示，有1%～5%的人存在顱內動脈瘤。研究顯示，在SAH出現后的第1個月，約有50%的患者因顱內動脈瘤破裂而死[1]。并且，在所有死者中，60%死于SAH發生后的前2d。生存患者中，約有一半在SAH后1年內仍存在生理和心理障礙。

2 內皮祖細胞的生理特性

循環血內皮祖細胞(Endothelial progenitor cells,EPCs)是近年來發現的一類具有一定增殖能力并可被誘導分化為成熟內皮細胞的前體細胞。其可通過修復受損的內皮細胞[2]而保持血管完整性，具有啟動新血管形成和“靶向”修復受損血管的潛能。以往研究證實，循環血EPCs在動脈粥樣硬化、冠心病[3]、腦血管疾病[4]等發病機制中扮演著重要角色，在血管相關性疾病治療方面具有廣闊的應用前景[5]。

3 內皮祖細胞與顱內動脈瘤的關系

筆者課題組的研究[6-7]顯示：顱內動脈瘤患者循環血EPCs數量較正常健康人群明顯減少；顱內動脈瘤患者循環EPCs的遷移能力降低、衰老比率增加(β-半乳糖苷酶活性)。隨后，筆者構建了Hashimoto大鼠顱內動脈瘤模型[8]，通過結扎雙側腎動脈后支+左側頸總動脈+8%高鹽飲食等因素促使高血流沖擊誘發顱內動脈瘤形成與進展。在上述過程中，顱內動脈瘤大鼠外周血EPCs呈下降的趨勢[8]，這一有趣的現象提示：內皮祖細胞缺陷所致的內皮修復能力下降在顱內動脈瘤的形成過程中起著十分重要的作用[6-8]。以上研究表明，內皮祖細胞缺陷在顱內動脈瘤形成過程中有著十分重要的作用，這種循環血EPCs缺陷介導的血管內皮自我修復能力下降是參與顱內動脈瘤形成的直接危險因素之一，是顱內動脈瘤預防與治療的一個潛在靶點。

4 血管內皮損傷與修復失衡在顱內動脈瘤形成中的作用

以往研究認為顱內動脈壁中間層的變薄以及內彈力層的退變是顱內動脈瘤形成的主要原因[9]。并且，在顱內動脈瘤形成部位常常出現內皮細胞(Endothelial cells, ECs)數量的減少及功能的紊亂[10]。近年來大部分學者開始重視血管損傷因素在顱內動脈瘤形成與發展中的作用。研究認為[10]，血管內皮受損是顱內動脈瘤形成的促發因素，血管內源性保護機制及其微環境的紊亂可以引起一系列瀑布鏈式反應，并使血管損傷進一步惡化，最終引起動脈壁結構的破壞，從而誘發顱內動脈瘤的形成。

5 他汀類藥物減少顱內動脈瘤發生并延緩其進展的機制

他汀類藥物是羥甲基戊二酰輔酶A還原酶抑制因子，其藥理學作用具有汀的多效性的特點。主要包括：改善內皮功能、抑制炎癥反應、抑制平滑肌細胞增殖和遷移、調控凝血功能等。他汀的抗炎作用包括抑制細胞黏附分子-1(Vascular cell adhesion molecule-1,VCAM-1)、E-selectin、P-selectin等的表達，下調血栓調節蛋白和內皮素-1，抑制炎性反應因子(IL-1、IL-6、TNF-α)和基質金屬蛋白酶(MMP-2、9)的激活，調節巨噬細胞功能等。目前國外已有應用他汀的抗炎作用來抑制動脈瘤形成與生長的研究。研究發現他汀類藥物[11]可以抑制動脈瘤生長，增加中膜厚度，抑制MCP-1、VCAM-1、MMP-9、IL-1β等表達，這些是通過抑制以NF-κB為核心的炎癥反應通路來發揮作用的[12]。

這些研究以CAs發病過程中的炎癥反應為主要切入點和干預環節，主要有以下不足之處：(1) 動脈瘤發病過程中的炎癥反應是繼發于內皮損傷，并不是始動環節，炎癥反應僅是可加重這一過程。對炎癥反應在CAs中的作用有不同的觀點。有學者使用人顱內破裂和未破裂動脈瘤標本，最近研究發現與正常動脈相比，炎癥反應基因在動脈瘤上表達增強，但是與破裂動脈瘤相比，未破裂動脈瘤上炎癥反應基因表達更高[13]。(2) 動脈瘤病理生理機制中的炎癥反應是多通路的網絡過程，有學者提出了以TNF-α[13]和巨噬細胞[14]為核心的炎癥通路。抑制以NF-κB為關鍵環節的炎癥反應可部分阻斷動脈瘤生長過程，而且這是動脈瘤發病級聯反應的下游，因此并不能從根本上阻斷動脈瘤生長。(3)上述研究大多是在動脈瘤誘導時即給予他汀，少數是誘導后1個月給予。前者主要是觀察對動脈瘤形成的影響，后者是早期未成熟動脈瘤，在這兩個階段炎癥反應發揮重要作用，但是缺乏對晚期成熟動脈瘤作用的研究。因此，有必要探索新的途徑，能更加有效地修復動脈瘤，尤其是晚期成熟動脈瘤，為臨床未破裂動脈瘤的藥物干預提供新的策略。

6 循環血EPCs缺陷介導的細胞內源性保護調控機制紊亂是加速血管損傷，誘導顱內動脈瘤進一步進展甚至破裂出血的重要促發因素

近年來，未破裂顱內動脈瘤的治療策略選擇以及破裂顱內動脈瘤治療后復發與再發問題越來越受到國內外專家的高度重視。在動脈瘤形成早期，內皮細胞可出現表面粗糙、形狀不規則、細胞腫脹等形態改變[14]。在顱內動脈瘤由未破裂向破裂進展過程中，血管內皮細胞逐漸減少甚至消失[15]，并伴有血管平滑肌細胞紊亂性增殖。研究表明，顱內動脈瘤形成后，動脈的持續性損傷可促使動脈瘤的生長及進展，并出現瘤體擴大，最終誘發其破裂出血。年齡、高血壓、吸煙、性別等均是加速動脈瘤生長、增加未破裂顱內動脈瘤破裂出血風險的危險因素。年齡越大，出血概率越高。吸煙可加速動脈瘤的成長并誘發其破裂出血。高血壓可增加動脈瘤患者發生SAH的概率。女性動脈瘤較男性易破裂。而且，上述因素均可引起循環血EPCs的降低和功能的衰退，繼而造成其參與血管損傷后修復的能力下降。

筆者的課題組前期初步探討了循環血EPCs與顱內動脈瘤形成與進展的關系。前期研究顯示，利用EPO提高EPCs可以有效地降低顱內動脈瘤的形成率并延緩其進展。通過蛋氨酸飲食降低血中EPCs后，正常大鼠動脈瘤的形成率明顯增加，而且還可以提高已形成動脈瘤的病理分級并加速其進展[16]。國內的研究[17]也證實了，EPCs動脈瘤形成早期內膜的愈合過程。上述研究表明：循環血EPCs可參與顱內動脈瘤形成與進展，將成為藥物干預的一個重要靶點。但循環血EPCs的變化是顱內動脈瘤形成的原因還是結果目前尚不十分明確。有研究[16-17]借助同種大鼠EPCs移植及示蹤實驗，利用FISH法觀測循環血EPCs可以歸巢定位至動脈瘤形成部位，從而獲得了EPCs介導的血管新生參與顱內動脈瘤形成與進展的直接證據。

7 藥物干預EPCs的調控為顱內動脈瘤的預防與治療帶來新的曙光

目前，如何對EPCs介導的內皮損傷修復進行調控是EPC應用領域一個值得關注的問題。多數學者認為，調控措施主要是在內皮損傷部位增加EPCs數量和/或強化EPCs功能。相關研究已在以動脈硬化、內膜增生為主要病理生理基礎的缺血性心、腦血管病、外周血管病中開展。以內皮祖細胞調控為核心的干預措施，無疑是未來血管內皮損傷修復、再內皮化的最具有應用前景的治療策略。筆者的課題組在EPC與顱腦外傷后血管—神經修復關系的研究中，針對如何應用促紅細胞生成素[18](EPO)、他汀類藥物有效地提高循環血EPCs做了大量的基礎與臨床研究，積累了成熟的經驗。

他汀類藥物是第一個被證實可以影響循環中EPCs水平的藥物。研究顯示，他汀類藥物能增加冠心病患者EPCs數量并伴隨著EPCs功能的改善。他汀類藥物還可以改變EPCs上與血管新生相關micro-RNA的表達起到治療血管性疾病的作用并且我們的研究顯示，顱內動脈瘤患者的EPCs數量明顯降低并出現功能障礙。因此，我們有理由推斷，EPCs介導的血管新生是阿托伐他汀延緩CAs發展的作用靶點之一。但他汀類藥物是否能增加動脈瘤形成后的EPCs動員，并改善EPCs的功能，用于未破裂顱內動脈瘤的預防與治療尚缺乏有效的研究證據。另外，筆者所在的課題組[19]，在破裂顱內動脈瘤患者中對Ang-1/Ang-2的表達做了初步的研究，提示Ang-1/Ang-2介導的血管新生在顱內動脈瘤的形成與進展過程中起著十分重要的作用。

8 展望

今后需要更多從臨床和動物實驗兩個方面研究，探討他汀類藥物對顱內動脈瘤潛在治療意義，有助于完善顱內動脈瘤形成與進展的病理生理學機制，為臨床顱內動脈瘤的預防與治療提供新思路。