婴幼儿血管瘤发病机制的研究进展

陈晓东 林晓曦

婴幼儿血管瘤（Infantile Hemangiomas）是儿童期最常见的良性肿瘤，在白人儿童中发病率约为5%～10%[1]。该病好发于女婴、早产儿，在多胎妊娠的高龄产妇、前置胎盘及先兆子痫者的后代中发病率明显增加[2]。婴幼儿血管瘤具有特殊的自然病程：大多数于出生后不久出现并快速增生，增生期长达5个月[3]，随后进入消退期，消退期可长达数年。有资料表明，在6岁之后消退的患儿更易导致瘢痕、多余皮肤及毛细血管扩张等[4]。目前，婴幼儿血管瘤的发病机制尚不明确，本文就该领域的研究进展综述如下。

1 血管瘤内皮细胞（hemECs）的起源

在血管瘤形成过程中，hemECs起源的研究主要集中在两个方面：第一，hemEcs来源于发生突变的内皮祖细胞，依据主要包括①hemECs具有单克隆性而瘤体内其他细胞成分无此特性[5]；②Berg等[6]发现一些血管瘤患者中的5q染色体的一些区域有明显杂合性缺失。第二，胎盘栓塞学说，依据主要包括①胎盘绒毛微血管内皮细胞与hemECs具有相似的免疫表型，如 GLUT1、FcgammaRⅡ、LeY、merosin 等；②hemECs高表达3型碘酪氨酸脱碘酶并同时表达吲哚胺2，3双加氧酶（IDO）[7]和胰岛素样生长因子 2（IFG-2）[8]，这些因子正常情况下仅在胎盘中表达，提示两种细胞具有同源性；③Barnes等[9]用DNA芯片技术证明血管瘤组织和胎盘基因转录启动子表达水平相似；④临床观察发现，进行绒毛膜穿刺（CVS）孕妇产下的后代更易患婴幼儿血管瘤，绒毛微血管内皮细胞脱落并种植、胎盘的损伤等解释了早产儿血管瘤发生率增高的现象。然而，并没有更多的证据能够证明CVS与发生血管瘤存在相关性[2]。分子遗传学研究发现，血管瘤细胞成分来源于患儿自身，而非母体[10-11]。

2 婴幼儿血管瘤发生的机制

2.1 VEGF及其受体的作用

婴幼儿血管瘤的发生被认为是由于血管生成因子与抑制因子失衡造成的[12]。血管生成因子有很多，目前已发现的，与增生期婴幼儿血管瘤关系最密切的，是血管内皮细胞生长因子（VEGF）。TaKahashi等[13]用免疫组化技术检测了38例增生期血管瘤标本中的VEGF，发现与消退期、消退后期患者标本相比，增生期血管瘤标本中VEGF水平升高。但是，VEGF的升高水平可能并不足以引起血管瘤的快速增生，更可能是由于VEGFR2受体的异常激活。进一步的研究表明，VEGFR2受体的激活是由于VEGFR1/Flt1的低表达引起的[14]。增生期，由于活化T细胞核因子（Nuclear factor of activated T cells，NFAT）的活性受抑制，VEGFR1受体表达减少，多余的VEGF激活VEGFR2受体通路，从而促进了内皮细胞的增生、迁移。

2.2 祖细胞或干细胞的作用

组织学观察发现，婴幼儿血管瘤具有胚胎干细胞或原始细胞的一些特性。这些细胞在胚胎时期处于静止状态且不参与脉管的形成，直到被某种物质激活分化为异常的血管，从而产生血管瘤[15]。

2.2.1 内皮祖细胞（EPCs）

内皮祖细胞（Endothelial progenitor cells，EPCs）存在于成体的骨髓、外周血和脐静脉血中，具有分化为血管内皮细胞的能力，是血管内皮细胞的前体。Yu等[16]在增生期血管瘤中检测到内皮祖细胞的特异标记 CD133及VEGFR2、CD31、VE-cadherin，而在消退期血管瘤中未能检测到，说明内皮祖细胞可能参与了血管瘤形成。内皮祖细胞可能来源于：①胚胎时期的滞留。Dadras等[17]在增生期hemECs检测到LYVE1（淋巴管内皮细胞特异标记）及CD34/CD31。说明 hemECs可能由滞留在胚胎血管发育早期的内皮祖细胞演化而来，并且与胎儿内皮细胞有许多相似性。即在VEGF存在的情况下，hemECs对内皮抑素的反应介于脐血内皮祖细胞与成熟的血管内皮细胞之间[18]。②外周血中EPCs的动员。在婴幼儿血管瘤快速增生期，hemECs大量增殖形成的血管并不能运输血液，因此会造成局部缺氧。我们在临床上也发现血管瘤增生之前会出现局部皮肤变白，提示局部形成缺血缺氧环境。Kleinman等[19]发现在血管瘤患者外周血及瘤体组织中EPCs的量都明显增高，HIF-α、SDF-1α、VEGF 及 MMP-9 等引起外周EPCs动员的关键因子也是增高的，进一步支持了hemECs来源于外周血中动员的EPCs。此外，在血管瘤患者的血液中检测到17β-雌激素升高，提示雌激素可能也参与了动员EPCs引起新生血管的快速增殖[20]。这一环境与子宫内的低氧高激素的环境相似，血管瘤与胎盘对相同环境的反应性提示或许二者有相似的起源。

2.2.2 间充质干细胞（MSCs）

间充质干细胞（Mesenchymal stem cells，MSCs）来源于发育早期的中胚层和外胚层，主要存在于结缔组织和器官间质中，以骨髓组织中含量最为丰富，具有多向分化潜能、造血支持和促进干细胞植入、免疫调控和自我复制等特点。在成人骨髓或皮肤中提取的间充质干细胞具有定向分化为其他组织的能力[21]，并且在VEGF存在的情况下，骨髓来源的MSCs能够重新动员并募集至新生血管区。Ball等[22]在增生期及消退期血管瘤组织中都分离出了MSCs，形态学与免疫学检测与骨髓MSCs并无差异，都具有分化为包括脂肪细胞在内的多种间叶细胞的能力。故推测MSCs可能来源于外周血液循环或临近的皮肤或脂肪组织。在增生期瘤体组织内，MSCs分化为脂肪细胞的比例要高于消退期组织或正常的皮肤组织。因此，我们推测，在消退期病理切片中所观察到的脂肪细胞可能来源于MSCs。

2.2.3 血管瘤干细胞（hemSCs）

近年来，干细胞生物学研究发现，在某些肿瘤中确实存在多能干细胞。在血管瘤组织中，检测到能够同时表达CD90、VEGFR1、VEGFR2及NRP1，并极易分化为血管内皮细胞的血管瘤干细胞。此外，还能同时表达Oct-4及AML1，说明hemSCs具有全能性。Khan等[23]最先从血管瘤组织中筛选CD133阳性细胞（干细胞特异性标记），并证实其具有单克隆性及多向分化的潜能。将其移植于裸鼠皮下，可以建立类似婴幼儿血管瘤的动物模型，为研究活体内血管的生成机制及相应的药物治疗提供了平台。体外实验中，hemSCs表现出了多向分化潜能，提示hemSCs可能是导致婴幼儿血管瘤的真正原因。

2.2.4 成血管细胞

成血管细胞是比内皮祖细胞更上游的多向分化潜能的细胞。有学者推测，胚胎期遗留的具有分化为内皮细胞或血管周细胞的成血管细胞参与了血管瘤的发生，这些原始细胞在胚胎时期处于静止状态且不参与脉管的形成，直到被某种物质激活分化为异常的血管，从而产生血管瘤[15]。然而要验证这一假说，还需要在血管瘤内皮细胞及血管周细胞中同时检测到成血管细胞标记物，而目前尚无证据可以证实。

2.2.5 髓系细胞

广义的髓系细胞包括粒细胞系、红细胞系、巨核细胞系及单核细胞系。单核细胞具有分化为内皮样细胞的潜能，而在 hemECs中检测到髓系细胞特异性标记 CD14、CD45、CD32、CD15、CD83[26]，提示 hemECs可能来源于骨髓单核细胞系。此外，部分hemECs可联合表达CD68及AIF-1[27]。AIF-1是一种激素样细胞因子，主要由激活的巨噬细胞和T淋巴细胞表达、分泌，基因定位于人类白细胞抗原Ⅲ区域，与器官移植排斥反应、自身免疫性疾病及肿瘤的发生发展等密切相关。AIF-1因子的选择性表达提示其可能在血管瘤的增生过程中发挥一定作用。进一步研究发现，AIF-1能够激活MAPKp44/42信号通路，导致bFGF表达增加[28]。bFGF可以通过促进血管内皮细胞的增生、迁移，而引起血管瘤的增生。但是，导致血管瘤高表达AIF-1的原因目前尚不明了。

2.3 Notch信号通路

Notch基因家族在胚胎血管发生及出生后的肿瘤血管生成中发挥着重要作用。肿瘤学研究发现，位于VEGF信号下游，与Notch受体相对应的配体蛋白DLL4（Delta-like ligand 4）参与了血管发生的调控，阻断DLL4信号通路能够抑制肿瘤血管的生成。以人脐静脉内皮细胞（HUVEC）为研究对象的体外实验发现，DLL4与Notch受体结合后通过调低VEGFR-2的表达，抑制了VEGF对内皮细胞的效应，显示出抑制血管发生的特性[24]。用RT-PCR技术在血管瘤中可以检测到Notch基因的表达，并且在hemSCs分化为hemECs时，Notch3基因表达下调，而Notch1、Notch4及 Jagged-1表达增高，此外还检测到一些同时表达Notch3及CD31的中间态细胞[25]，说明Notch基因在血管瘤发生发展过程中起着重要的调节作用，但是其作用机理有待于进一步的研究。对于Notch通路中各个关键分子的研究，可能会提供控制肿瘤或血管瘤的新靶点。

2.4 G-蛋白信号通路

β肾上腺素受体是一种G蛋白偶联受体（GPCR），其中G蛋白部分由α、β、γ三个亚基组成，与受体结合后，引起Gα-GTP与Gβγ的分离，并激活腺苷酸环化酶。Leaute-Labreze等[29]发现，普奈洛尔对于婴幼儿血管瘤具有较好地治疗效果，其作用机制可能包括血管收缩、通过RAF调节促分裂原活化蛋白激酶通路来减少VEGF及bFGF的基因表达，引起血管内皮细胞的凋亡等。过去的研究都未涉及G蛋白信号通路的作用。近期研究表明，体外培养的人大脑微血管内皮细胞中，发现高表达β2肾上腺素受体，当加入普奈洛尔后，排列成管状的内皮细胞生成明显减少，并在减少MMP-9分泌的同时而不影响MMP-2的作用[30]，但是该实验并非在血管瘤的血管中进行，因此缺乏足够的说服力。Takahata等[31]研究肾上腺素及β受体阻滞剂普奈洛尔对间充质干细胞的分化能力的影响，认为在氧化应激时，肾上腺素通过作用于β2受体合成谷胱甘肽，选择性地保护间充质干细胞的分化能力。因此，β受体阻滞剂对婴幼儿血管瘤的作用可能就是阻滞了这一保护作用。最近，Liggett等[32]发现G蛋白偶联受体激酶（GRKs）具有遗传多态性，尤其是编码GRK5-Leu41的等位基因，能够产生内生性的β受体阻滞作用。这种表型存在于约40%的非裔儿童中，这也解释了β受体阻滞剂在治疗非裔儿童心衰时效果不佳的原因。普奈洛尔不仅是治疗婴幼儿血管瘤的新方法，在对疾病的发生原因上也给予了很多启发。

3 展望

婴幼儿血管瘤的发生绝非单一机制引起，遗传变异、胎盘起源、干细胞、缺氧、激素可能都参与了疾病的过程。目前，关于婴幼儿血管瘤与干细胞的研究越来越多，对出生后多能干细胞的血管再生能力的研究，以及动物模型的出现，为临床研究提供了新的思路。Notch基因对血管生成的调节及普奈洛尔对血管瘤的特殊疗效，从另一个方面为研究提供了新线索。

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