普萘洛爾治療嬰兒血管瘤的研究進展

姜集聰 吳建洺 高宇

溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院 育英兒童醫(yī)院皮膚科325000

嬰兒血管瘤（infant hemangioma，IH）是嬰幼兒最常見的良性腫瘤。大多數(shù)IH 遵循一個程序性的生長周期，包括早期快速增殖期、晚期緩慢增殖期、相對穩(wěn)定期及消退期。IH有非隨機化分布的特點，多侵犯面頸部，但也可能位于身體的任何部位，包括內(nèi)臟器官。雖然IH 具有自限性，但少數(shù)可影響美觀及重要器官功能，甚至危及生命，需盡早治療。

自2008年以來，β腎上腺素能受體（β-AR）阻滯劑普萘洛爾已逐漸成為治療IH 的一線藥物［1］，研究已證實了其安全性及有效性［2］。本文綜述近年普萘洛爾治療IH作用機制的研究進展。

一、對血流動力學(xué)的影響

臨床上可觀察到普萘洛爾治療IH起效很快，大多數(shù)在3 d 內(nèi)顏色由紅變紫，質(zhì)地變軟。這種血管收縮的效應(yīng)，可能是通過內(nèi)皮細胞來實現(xiàn)。最近研究表明，這種血管收縮效應(yīng)主要通過周細胞來實現(xiàn)。此前實驗已證明，β-AR激動劑和cAMP類似物可以誘導(dǎo)周細胞松弛。因此，普洛萘爾可以通過阻滯周細胞上的β2-AR引起周細胞收縮［3］。而周細胞可表達α-平滑肌肌動蛋白，具有收縮功能［4］。并且在視網(wǎng)膜和小腦的毛細血管中已經(jīng)證明，其周細胞可以調(diào)控毛細血管的直徑［5］。值得注意的是，這種α-平滑肌肌動蛋白介導(dǎo)的周細胞收縮可能是持續(xù)性的，并且在收縮的毛細血管重新打開后的一段時間內(nèi)也不會完全消失，從而導(dǎo)致不完全再灌注［6］，這很可能是毛細血管退化的基礎(chǔ)［7］。此外，普萘洛爾還能通過調(diào)節(jié)PI3K/Akt/內(nèi)皮一氧化氮合酶（eNOS）/一氧化氮（NO）通路，抑制去甲腎上腺素誘導(dǎo)的NO釋放，而達到抑制血管舒張的效應(yīng)［8］。

血流的減少會導(dǎo)致剪切應(yīng)力的減少，這可能與內(nèi)皮細胞凋亡相關(guān)［9］。許多證據(jù)表明，血管的剪切應(yīng)力可以刺激血管內(nèi)皮細胞生長因子受體2的表達與活化（由Krüppel樣因子2介導(dǎo)），發(fā)揮抗細胞凋亡的作用［10］。另外剪切應(yīng)力也可通過β2-AR/Akt/eNOS 通路增強內(nèi)皮祖細胞再內(nèi)皮化能力［11］，這在血管內(nèi)皮修復(fù)中起關(guān)鍵作用。推測在IH 中，普萘洛爾引起血管收縮減少IH 的血流，導(dǎo)致剪切應(yīng)力降低，從而促進血管內(nèi)皮細胞凋亡，達到對血管瘤的治療作用。

二、對血管瘤細胞的影響

1. 血管瘤來源的內(nèi)皮細胞（hemangioma-derived endothelial cell，HemEC）：普萘洛爾治療IH的機制可能涉及抑制HemEC 增殖以及促進其凋亡［12］。HemEC 能夠比正常內(nèi)皮細胞更快地增殖和遷移，更易在體外生成血管，是IH發(fā)病機制中的重要因素。而細胞凋亡是IH 自發(fā)消退的重要原因，消退期IH 至少有1/3 的細胞是HemEC［13］。研究表明，普萘洛爾可以促進HemEC 凋亡［14］，其作用可能是通過抑制血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）表達，進而激活半胱天冬酶9 和3、上調(diào)促凋亡基因p53 和Bax 以及下調(diào)抗凋亡基因Bcl-xL 來實現(xiàn)［15］。普萘洛爾還可抑制HemEC 增殖，體外試驗已證明，低濃度普萘洛爾在72 h內(nèi)可顯著抑制HemEC增殖［16］。研究發(fā)現(xiàn)，腎上腺素可上調(diào)HemEC細胞周期蛋白表達及其相關(guān)激酶，加快其周期進程，以促進增殖［16］。而普萘洛爾可阻斷HemEC 的周期進程［17］，從而抑制其增殖，該作用可能涉及DLL4/Notch1/Akt信號傳導(dǎo)途徑［18］。

2.血管瘤來源的干細胞（hemangioma-derived stem cell，HemSC）：通過CD133 抗體從增殖期IH 中分離出的CD133+細胞具有自我復(fù)制與分化潛能，所以將之稱為IH 干細胞。將分離出的HemSC皮下植入于免疫缺陷小鼠，并通過綠色熒光蛋白標(biāo)記，可以觀察到HemSC 在7 ～14 d 內(nèi)形成GLUT1 陽性血管（IH 的特異性標(biāo)記物），并分化成內(nèi)皮細胞、周細胞和脂肪細胞［19］。這項研究在裸鼠上重現(xiàn)了IH的血管形成及隨后退化為脂肪組織的過程。因此HemSC 的血管發(fā)生和生成很可能是IH 潛在的發(fā)病機制。普萘洛爾一方面可以通過抑制性別決定區(qū)Y 框18（sex determining region Y-box 18，SOX18）轉(zhuǎn)錄因子阻止HemSC 向HemEC 的分化［20］，另一方面誘導(dǎo)HemSC 分化為脂肪細胞［19］，該過程與脂肪生成相關(guān)基因表達增加相關(guān)［21］，并有可能涉及LIN28/let-7 軸。LIN28/let-7 軸在干細胞自我更新和腫瘤發(fā)生的調(diào)控中起核心作用［22］。LIN28 在增殖期IH 中高表達，而在消退期與經(jīng)普萘洛爾治療的IH 中表達下降［23］，表明LIN28與IH進展的相關(guān)性及普萘洛爾對LIN28的影響。雖然目前具體作用尚未闡明，但是通過對多能干細胞的實驗，推測普萘洛爾可能是通過LIN28/let-7軸誘導(dǎo)IH上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而加速消退［23］。另外普萘洛爾也可以通過降低細胞周期蛋白D1水平抑制HemSC細胞周期進程［24］，使之處于停滯狀態(tài)，從而抑制增殖。

三、抑制內(nèi)皮祖細胞的募集

有研究表明，IH 可通過動員骨髓來源的內(nèi)皮祖細胞（EPC）促進IH的生長，而在IH患兒的血液和手術(shù)標(biāo)本中也發(fā)現(xiàn)EPC 的轉(zhuǎn)運介質(zhì)被上調(diào)［25］。循環(huán)內(nèi)皮集落形成細胞（ECFC）是目前最好的EPC替代品，對IH患者ECFC試驗顯示，IH-ECFC 中存在鈣庫操作性鈣離子通道（store-operated calcium entry，SOCE），而健康人ECFC 中不存在SOCE。活化后的SOCE 能增加基礎(chǔ)NO 水平來促進IH-ECFC 的增殖［26］，并促進血管發(fā)生和血管生成［27］，這可能是IH 發(fā)病的機制之一。普萘洛爾可能通過抑制Akt 和MAPK/ERK 途徑、下調(diào)趨化因子受體4（CXCR4）的表達來抑制基質(zhì)細胞衍生因子1α（SDF-1α）誘導(dǎo)的EPC動員［28］，并干擾這些細胞的SOCE介導(dǎo)的血管生成活性，進而導(dǎo)致IH消退［29］。

四、對VEGF的抑制作用

人VEGF 家族由VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D和胎盤生長因子組成，在血管生成疾病包括IH中起關(guān)鍵作用。目前已證實，增殖期IH中VEGF表達過量，而消退期迅速減少。而普萘洛爾治療后的IH患兒體內(nèi)的VEGF水平明顯下降，提示普萘洛爾的治療作用與VEFG降低相關(guān)［30］。

1.eNOS/VEGF通路：eNOS在血管發(fā)生和生成中起重要的作用。IH增殖期eNOS水平是消退期的3倍，普荼洛爾治療后，IH的eNOS 蛋白表達明顯降低，提示普萘洛爾可通過抑制eNOS 來治療IH，其作用涉及PI3K/Akt/eNOS/VEGF 途徑［8］。另外值得注意的是，VEGF也可上調(diào)eNOS的表達，研究證實在腎小球內(nèi)皮細胞中VEGF 可通過VEGF-R2/IRS-1/PI3K/Akt 途徑來活化Ser1177 上的eNOS 蛋白［31］，通過ERK信號傳導(dǎo)途徑上調(diào)eNOS的表達［32］。在IH中eNOS 與VEGF可能存在的這種互相促進作用被普萘洛爾阻斷。

2.西羅莫司復(fù)合物（mTOR）/p70S6K/缺氧誘導(dǎo)因子1α（HIF-1α）/VEGF通路：mTOR是細胞生長和增殖的重要調(diào)節(jié)因子。mTOR 激活p70 核糖體蛋白S6 激酶（p70S6K），可生成HIF-1α，過度表達的HIF-1α?xí)?dǎo)致VEGF 水平升高和內(nèi)皮細胞增殖［33］。研究證明，普萘洛爾可通過HIF-1α/VEGF軸發(fā)揮對血管瘤的抑制作用［34］。普萘洛爾很有可能是通過Akt信號途徑激活mTOR通路［35］。

3.其他：在乳腺癌、前列腺癌等腫瘤中已證明，VEGF水平可被β-AR/cAMP/PKA/Src、β-AR/cAMP/PKA/CREB 和β-AR/cAMP/EPAC/MAPK/ERK 等通路提高［36］，雖然在IH 中尚未證實，但我們推測普萘洛爾治療IH的作用可能涉及以上通路（圖1）。

五、對基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）的抑制作用

MMP 是負責(zé)細胞外基質(zhì)降解和新血管形成的一類蛋白酶。和IH 相關(guān)的主要是MMP2 和9，研究證明它們可以通過降解基底膜膠原促進新的血管形成［37］。與消退期IH相比，增殖期MMP2/9的水平明顯升高［38］。而在應(yīng)用普萘洛爾之后，MMP2/9的水平明顯降低。

六、其他作用

圖1 涉及上調(diào)血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）表達的分子通路示意圖 在腎上腺素的激活下腎上腺素能受體（β-AR）會觸發(fā)G蛋白偶聯(lián)信號，從而刺激cAMP 合成，進而激活蛋白激酶A（PKA）和cAMP 直接活化的交換蛋白（EPAC），然后通過上調(diào)eNOS/VEGF、mTOR/p70S6K/HIF-1α/VEGF等通路上調(diào)VEGF的表達

基質(zhì)細胞蛋白血小板反應(yīng)蛋白1（TSP1）是有效的血管生成抑制劑，有研究表明，普萘洛爾可促進TSP1 介導(dǎo)的抗血管生成并阻斷NF-κB介導(dǎo)的血管生成以治療IH［39］；色素上皮衍生因子（PEDF）是最有效的內(nèi)源性抗血管生成因子，PEDF/VEGF的比率控制血管生成過程。與IH增殖期相比，消退期PEDF/VEGF 比率增加，而普萘洛爾也可以上調(diào)PEDF/VEGF 比率以抑制血管生成［40］。另外普萘洛爾還能降低其他促血管生成因子水平，如堿性成纖維細胞生長因子、白細胞介素6以抑制血管生成。

七、結(jié)語

近年對普萘洛爾治療IH的機制研究取得一些進展，其各種治療作用之間存在廣泛的關(guān)聯(lián)。一方面，多種治療作用影響著一個共同的過程；另一方面，不同的治療作用可通過信號途徑影響其他的治療通路。目前普萘洛爾在IH 增殖期、穩(wěn)定期和消退期不同階段的具體作用機制仍不十分明確，從上面的機制我們匯總?cè)缦拢孩僭缙谥饕ㄟ^IH 周細胞及抑制一氧化氮合成等，引起血流動力學(xué)改變，從而使血管瘤顏色變淺、質(zhì)地變軟；②中期主要通過阻斷血管形成的信號通路，導(dǎo)致血管瘤生長停止；③長期主要以誘導(dǎo)IH內(nèi)皮細胞凋亡和IH 干細胞向脂肪細胞分化而引起腫瘤退化等。綜上所述，闡明普萘洛爾治療IH的機制仍是一個挑戰(zhàn)，對其作用機制的深入研究可進一步了解IH 的發(fā)病機制，也是進一步研究其他潛在抗IH藥物的基礎(chǔ)。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突