煙霧病的發病及演變機制與現代治療探索

陳 靚，郭莉麗，王振宇，何永生，△

(1.遵義醫科大學研究生院，貴州 遵義 563006；2.四川省醫學科學院·四川省人民醫院神經外科，四川 成都 610072)

煙霧病(MMD)是一種以大腦中動脈或頸內動脈遠端非自然進行性狹窄或閉塞障礙為基礎，由于慢性腦缺血而在顱底形成由豐富的側支血管組成的異常血管網絡為特征的疾病。煙霧病具有腦供血由頸內血管轉化為頸外血管的內在特點，該轉化的不足導致腦缺血和側支吻合(煙霧樣血管)相關的腦出血。隨著多模態三維血管成像技術的成熟，對MMD認識的提高與診斷標準的規范，煙霧病在全世界的檢出率均呈現逐年上升。然而煙霧病發病與演變機制仍未有明確結論，血運重建手術仍是迄今公認的有效治療手段，目前尚缺乏有效的生物與分子靶向治療措施。現將煙霧病的發病與演變機制、現代治療研究與探索綜述如下。

1 煙霧病發病及演變機制進展

1.1 煙霧病相關的先天因素

1.1.1遺傳相關性 MMD的發病率有顯著的種族差異，更傾向于亞洲種族，尤其是日本、韓國和中國[1]。大概10%的MMD患者出現家族性遺傳現象[2，3]。家族性發病的煙霧病患者中，70%出現在同代人中，家族有人患MMD的情況下，同代人患病概率是正常人的42倍，患者后代的患病率比正常人高出34倍。在具有強遺傳性的MMD家系中，常呈現常染色體顯性遺傳模式[3]。然而，有報道一阿爾及利亞9人的MMD家系基因分析呈現X基因隱性遺傳模式[4]。

1.1.2人類白細胞抗原(HLA) MMD與HLA的I類、II類基因有關聯，但相關遺傳基因在不同種族間具有明顯的差異。井上等[5]在對HLA II型的基因型分析發現：其等位基因均與煙霧病密切相關，其中DQB 1*0502呈正相關，DRB1*0405與DQB1*0401呈負相關。有報道MMD發病可能與Xq28缺失F8和BRCC3基因有關[6]。此外，還發現散發性(非家族性)MMD患者普遍存在HLA-DRB1變異，楊永波等證實了HLA-DRB1主要通過表達來自細胞外蛋白的肽PHACTR1來干涉MMD的疾病進展，由于缺乏MMD的動物模型，實驗只在細胞層面完成，用siRNA轉染降低PHACTR1的表達后測定人冠狀動脈內皮細胞(HCAEC)的存活。發現在血清饑餓培養條件下，PHACTR1沉默降低了HCAEC細胞的存活。初步提供了HPACTR1對內皮細胞存活影響的合理證據，并有理由考慮這種方式正是PHACTR1參與MMD血管生成的病理生理過程[7]。

1.1.3易感基因 環指蛋白213(RNF213)是近年來煙霧病首次發現的易感基因[8]。據研究證實，RNF213基因的凋亡誘導功能可能受到其泛素連接酶的負調控，而這種負調控與煙霧病的發生高度相關[9]，RNF213 的c.14576 g>A變異體在95%的家族性MMD病例和79%的散發性患者中被檢測出[10]。RNF213變異體存在明顯的種族多樣性，具體來說，c.14576 g>A變異體主要在韓國、中國和日本人群中檢測到，特別是后者。RNF213的基因型與MMD的表型相關；例如，純合子c.14576 g>A變異體與早發、嚴重癥狀和不良預后有關[11]。Lee等[12]發現臺灣MMD患者出現RNF213突變，半數無癥狀的攜帶者存在頸內動脈狹窄。中國科學家證實RNF213的突變與漢族MMD易感性有關，其R4810K與A4399 T突變分別與缺血型MMD與出血型MMD相關[13]。Zhao等[14]發現部分個體表達與動脈粥樣硬化性血管疾病相關的特異circRNA，其參與MMD狹窄血管的內膜增厚，內膜彈性層變化及外徑減少等一系列病理反應，最終形成MMD。

1.2 煙霧病相關的后天因素

1.2.1炎癥性疾病 在MMD中，平滑肌增生時，巨噬細胞和T淋巴細胞浸潤內膜表面，導致內膜增生，管腔狹窄，這可能是導致MMD的主要炎癥機制。研究表明，MMD的發生與外周血基因的異常調控相關，這種調控異常基因在細胞外基質的生成、炎癥和免疫反應中均起重要作用。一組對中國兒童煙霧病患者的實驗證明多態性rs4813003主要等位基因CC和rs1535045次要等位基因TT顯著升高，這兩種CD40相關的單核酸多態性(SNP)可能是煙霧病患者的遺傳易感因素。CD40不僅與川崎病和炎癥性腸病等自身免疫性疾病有關，現在也被認為在感染免疫反應中起作用。最近的成果表明CD40調節氧化應激，并影響免疫系統和心血管系統的各種信號通路以及內皮細胞在從循環血液向血管壁組織傳遞信號方面起作用。內皮細胞、平滑肌細胞和巨噬細胞是通過CD40配體介導的靶效應細胞，在MMD的爆發和發展中能刺激增殖和炎癥反應。CD40與MMD的發展之間的作用仍有待明確界定和進一步研究[15]。此外，MMD患者外周血中的幼稚B細胞、幼稚CD4細胞和靜止自然殺傷細胞被異常破壞[16]。Huang等[17]發現101例(81.4%)鉤端螺旋體病合并煙霧病患者腦脊液免疫反應陽性，推測其MMD是一種免疫反應性血管炎。

1.2.2免疫性疾病 MMD與HLA II型中的某些基因有所關聯，而這些基因往往與免疫性疾病的發生相關[6]。Mejia等[18]的研究表明動脈粥樣硬化與青少年的自身免疫性疾病可能與MMD的發病有關。日本一項煙霧病的病例對照研究證實，屬于HLA II型的HLA-DRB1 04：10被認為是MMD的危險等位基因，HLA-DRB1 04：10陽性的MMD患者患甲狀腺相關自身免疫性疾病的風險遠遠高于HLA-DRB1 04：10陰性的MMD患者，此外，甲狀腺功能障礙與MMD之間的關聯在亞洲人和白種人之間是不同的：Grace病(甲亢伴發肌肉病)在日本MMD患者中更為普遍，而橋本氏甲狀腺炎在白種人MMD患者中更為普遍[19]。臨床上單、雙側的MMD均與自身免疫性疾病相關，且單側的MMD自身免疫性疾病的發病率更高。在美國，自身免疫性甲狀腺疾病和I型糖尿病也與MMD有關[20]。

1.2.3動脈粥樣硬化 尸檢證實在MMD患者的血管壁存在平滑肌增殖、巨噬細胞及T細胞浸潤，提示MMD的發生可能與動脈粥樣硬化有某種聯系[18，21]。

1.2.4其他 美國近幾年MMD的發病率逐年上升，而家族性的MMD發病率相對較低，提示環境因素也可能是MMD發病的重要原因。

1.3 異常新生血管形成與煙霧病的演變機制新生血管的重建程度與速度是影響疾病進展的重要因素，新生血管的生成在體內受到多種因子的影響。①最為公認的是血管內皮生長因子(VEGF)。然而既往研究顯示：兩種疾病患者的血漿VEGF濃度相似[22]，但同樣作為血管狹窄相關疾病，煙霧病的側支形成明顯優于動脈粥樣硬化性疾病。新近研究發現VEGF-A165具有VEGF-A165a和VEGFA165b兩種不同的結構體，其中VEGF-A165a起誘導血管生成的作用，VEGF-A165b起抑制血管生成的作用，與動脈粥樣硬化相比，MMD的VEGF-A165a/VEGF-A165b明顯更高，這可能是MMD患者側支形成好的重要原因[23]。VEGF-634CC基因型的患者術后有較好的側支循環的生成，而VEGF-634g等位基因卻與小兒煙霧病及術后吻合血管愈合不良相關。②MMD患者體內血管生成素-2在MCA的M3段局部濃度明顯增高，初步研究提示MMD患者血清中含有某種未知物質誘導血管生成素-2的大量合成分泌，促使腦內皮細胞屏障功能損害，導致新生血管異常[24]。③HMGB1是一種大多數真核細胞都會具有的核蛋白，研究發現HMGB1對糖尿病小鼠外周缺血肢端與慢性腦低灌注大鼠模型的新生血管誘導生成都有明顯效果，其原理可能與HMGB1促使VEGF的生成與釋放有關[25]。④MMD患者腦脊液堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)高于正常人，可能與MMD異常血管生成有關[26]。

2 展望

2.1 疾病篩查與早診斷早治療實現MMD的早期診斷，及時病情評估和早期干預治療，是改善預后的重要手段。①高發地區或高危人群篩查技術研究：現有研究發現在疾病發病和進展機制中具有代表性異常基因/分子生物標志物，如與MMD患者發病相關的RNF213、HLA II類等易感基因[5～8]，兩種CD40相關的SNP等易感因素[15]，經深入研究制造篩查試劑盒，有望進行較大規模的高危地區人群篩查，特別是針對有家族性MMD史的無癥狀患者的檢出有巨大幫助。②早期影像確診：針對高危人群和疑診患者推薦早期腦血管成像及腦灌注顯像等影像學檢查，提高MMD尤其是無癥狀MMD的早期檢出與確診率。③動態影像監測與早期治療：強調確診患者的動態影像隨訪監測，及時啟動疾病早期合理化治療干預。

2.2 血運重建手術的新進展①深部大腦中動脈顯露技術根據目前的國際共識，直接血運重建手術最為有效，但是針對部分大腦中動脈M4段極細難以達到吻合標準的患者，直接血運重建手術最大的難點是難以在腦表面發現口徑合適的大腦中動脈分支，而腦溝深處的受體血管盡管口徑合適，卻因為腦組織及靜脈的遮擋難以充分暴露。我國的神經外科醫生嘗試將10-0縫合線在顯微鏡下穿過腦溝兩側的蛛網膜后，將蛛網膜及其覆蓋的腦組織和靜脈向腦溝兩邊拉開，充分顯露腦溝深處口徑較粗的大腦中動脈，該方法為因煙霧病導致大腦中動脈過于纖細而無法進行直接血運重建術的患者提供新的機會[27]。②提倡早期手術干預和個體化綜合治療：結合患者的不同病因、發病演變機制特點，制定個體化治療方案，提倡聯合血運重建術。

2.3 生物靶向治療研究深入研究煙霧病的發病機制，根據相關的基因學證據進行生物靶向治療研究，早期干預，以期實現MMD發病機制的逆轉或者阻滯，治愈/阻滯或者延緩MMD的進展，促進新生血管的形成，從而有效改善煙霧病的預后將是未來MMD研究的重要方向。文獻報道主要是臨床基礎研究中搜集的重要線索與探索性研究，目前尚未進入臨床應用實驗研究階段，包括以下方面：①VEGF相關靶向治療研究：VEGF作為MMD血管形成最重要的影響因子頗具研究前景，進一步深入探討VEGF在煙霧病發病過程中起到的作用，未來VEGF可能會成為煙霧病生物靶向治療的重要靶點。VEGF促進新生血管形成：VEGF-A165a與VEGF-634CC均被證明與煙霧病患者側支循環生成有關。在慢性腦灌注小鼠模型中VEGF + apelin聯合治療對于皮層血管形成具有顯著的促進效果；如果能成功運用于MMD患者，將會成為MMD非手術治療的巨大突破[28]。相關基因敲除或替換：對通過VEGF-634g等位基因、突變的RNF213等煙霧病病理發病過程相關的基因敲除或基因替換等新型手段可能會成為MMD的全新治療手段[29]。②炎癥促進間接血運重建：炎癥可通過RNF213誘導血管生成，深入研究相關機制，加快側支新生血管生成可能是未來間接血運重建的研究方向[30]。③血管生成素-2相關因子研究：通過進一步研究血清中的未知物質及其對血管生成素-2的作用機制，抑制血管生成素-2在煙霧病患者病變血管局部聚集導致的內皮細胞損傷，從而阻止或延緩煙霧病患者異常血管生成，未來可能為預防及治療煙霧病提供理論依據[23]。④HMGB1、PHACTR1等靶基因研究探索：HMGB1[25]、PHACTR1[7]等方面的分子靶向治療也頗具研究前景。⑤建立MMD動物模型：探索建立MMD動物實驗模型，進一步研究煙霧病病理機制，為完成分子靶向治療的基礎實驗研究創造條件[28]。