Ⅰ型神经纤维瘤病中血管病变的研究进展
2014-01-23高阳综述胡晓洁林晓曦审校
高阳 综述 胡晓洁 林晓曦 审校
·综述·
Ⅰ型神经纤维瘤病中血管病变的研究进展
高阳 综述 胡晓洁 林晓曦 审校
Ⅰ型神经纤维瘤病是一种常见的常染色体显性遗传病，主要由NF1基因突变导致。临床表现包括皮肤色斑和良性神经纤维瘤，病变可累及神经、骨骼、血管等多种组织结构。血管病变是NF1的常见并发症，患病率和死亡率较高。本文针对NF1中血管性病变的研究进展进行综述。
Ⅰ型神经纤维瘤病血管病变机制病理治疗
Ⅰ型神经纤维瘤（Neurofibromatosis type 1，NF1）是一种常见的常染色体显性遗传病，主要由肿瘤抑制基因NF 1的基因突变导致。发病率约为1/4 000～1/3 500[1]，约一半患者表现为新的自发突变[2]，发病情况无明显的性别差异[3]。NF1可累及皮肤、骨骼、血管等多部位。NF1是高度血管化的病变[4]，血管病变准确的发生率难以统计，但临床数据显示，约有0.4%～6.4%的NF1患者出现了血管性病变[5]。因大部分NF1患者的血管病变是无症状的[6]，导致了人们对其关注较少，但血管性病变现在已成为导致NF1高发病率和高死亡率的重要原因。尤其在青年患者中，血管病变已成为引起患者死亡的重要原因之一。Evans等[7]对1 186名NF1患者数据进行统计分析后发现，NF1患者的平均寿命较正常人减少了约8岁，而血管病变是其中的重要原因。血管病变可累及全身多部位的血管，如产生狭窄、闭塞导致大脑或内脏的梗塞，动脉瘤导致大出血，或者出现动静脉瘘等多种表现。因此，正确认识疾病的发生发展过程、准确诊断疾病和选择合适的治疗方式对疾病的治疗和危险并发症的预防具有重要意义。我们通过对Ⅰ型神经纤维瘤病中血管性病变的病因、病理表现、临床特点等进行综述，以进一步加深对NF1伴发血管疾病的认识，并探讨NF1患者血管性病变的正确处理方法。
1 病因与发病机制
NF1的发生是由位于长染色体11.7q11.2上的NF1基因的杂合性突变所导致的[8]。目前发现的NF1基因的突变数超过1 200个，但尚未发现明确的突变热点，多数的散发病例携带有自身特异性的突变位点。同时，同一家系不同家庭成员的突变位点及突变类型也存在差异[9]。NF1基因是一种肿瘤抑制基因，mRNA含有60个外显子，编码神经纤维瘤蛋白[10]。神经纤维瘤蛋白由2 818个氨基酸组成，可在机体的多个器官和组织中进行表达，如平滑肌细胞、血管内皮细胞和雪旺氏细胞等。其主要的功能单位是Ras-GTP酶激活相关蛋白（Ras-GTPase-activating protein-related domain，GRD），通过加速结合状态的Ras-GTP水解而下调Ras的激活形式-鸟嘌呤核苷酸结合蛋白（Guanine nucleotide binding protein，GNBP）的活性，从而抑制Ras的活性[11]。当NF1基因发生突变后，神经纤维瘤蛋白的量降低，对Ras的抑制作用减弱，Ras活性的异常增高，从而导致NF1的发生[12]。
NF1引起血管病变的主要病因，是由于血管壁异常细胞
的过度增生导致的纤维增生，平滑肌消失，而后发生纤维变性和平滑肌结节的增生。这些异常增殖的细胞来源根据S-100的不同，可能来自血管平滑肌细胞、外周细胞或者雪旺氏细胞[13]。免疫组化研究证实，在引起的肾动脉、肠系膜动脉和颈动脉病变中，增生的细胞来源于血管内的平滑肌，但另一些病变血管的免疫组化研究结果并非如此。还有人认为在血管周围的神经纤维、神经节瘤组织也可引起大、中动脉血管壁的变性。Norton等[15]认为平滑肌细胞（Vascular smooth muscle cell，VSMCs）和血管内皮细胞中存在着神经纤维瘤蛋白。Hanmilton等[16]认为，神经纤维瘤蛋白的功能改变可能是导致NF1患者发生血管病变的原因之一。随后的研究发现，在初级血管平滑肌细胞中，神经纤维瘤蛋白同样发挥着Ras信号通路的负调控性因子作用。当NF1基因突变导致的神经纤维瘤蛋白含量降低时，其对Ras通路的抑制作用减弱，血管平滑肌的生成异常，进而导致血管病变的发生。通过对杂合型（Nf+/-）小鼠模型的研究发现，异常激活的Ras信号通路能够导致新生的血管内膜增厚并最终导致血管腔的狭窄[17]。通过利用神经纤维瘤蛋白表达患者的血管内皮细胞和发生NF1杂合性突变（Nf1+/-）的小鼠模型，建立了一个体外独立的Ras通路，即Ras-Erk通路。研究证明，Ras-Erk通路受到神经纤维瘤蛋白的严格调控，能够通过限制VSMCs的增殖和迁移来维持血管内平滑肌的稳定。在Ras-Erk通路中神经纤维瘤蛋白能够通过特定的生长因子，来调节血管内新生内膜和平滑肌细胞的增殖。当神经纤维瘤蛋白不足时会导致Ras-Erk通路的过度活化，进而导致血管壁中内皮细胞、VSMCs和周细胞对血管生成因子的过度反应，最终导致管壁成分过度的迁移和增殖[17-18]。血管壁的稳态是通过血管和骨髓来源的细胞间复杂的交互作用实现的，而神经纤维瘤蛋白能够调节不同细胞类型。Laster等[19]利用cre/lax技术和造血干细胞移植技术分别删除血管内皮细胞，平滑肌细胞和骨髓来源细胞上NF1基因的1个等位基因，进而判断哪个细胞系在疾病的发生中是起主要作用的。结果证明，骨髓来源细胞（Bone marrow–derived cells，BMDCs）内NF1基因的杂合子失活是唯一与杂合型（Nf+/-）小鼠体内新生内膜生成有关的细胞。同时，通过对没有明显血管疾病表现的NF1患者的外周血进行分析发现，炎性细胞和炎性因子的聚集现象可能与血管的炎症和闭塞有关。杂合型（Nf+/-）小鼠模型中内皮细胞多具有正常的功能和表型，但这些细胞对于环境的改变多表现为放大性反应。成年的NF1患者的外周血中多具有正常数量的内皮源性集落形成细胞，但是这些细胞表现为Erk活性增高以及对血管生成因子的增殖和迁移的反应性增加[11]。研究发现，这种表型正常但对血管生成因子反应性增高的现象，与Schwann细胞、巨噬细胞和肥大细胞的作用密切相关[20-21]。
2 病理
几乎所有的NF1患者都并发有血管的病变，NF1也可引起全身血管病变[13]。根据血管病变的位置可以将NF1患者发生的血管病变分为两类，一类是神经纤维瘤内血管发生的病变，一类是与肿瘤不直接关联部位的血管病变。肿瘤内的血管病变主要来自于邻近肿瘤细胞的侵犯和组织的压迫。而神经纤维瘤外的血管病变，即通常意义上的血管病变，是指血管壁发生的内在变化。Reubi在1945年最早描述了这些病变的病理表现[11]。1988年Sobaba等[22]将NF1相关的脑血管病变分为三类：狭窄、动脉瘤和两者的混合型，认为儿童大部分都患有狭窄性病变（约89%），近几年的研究中也证实绝大多数的儿童患有颅内血管的狭窄或闭塞[23-25]。NF1患者病变血管的光镜下特点，表现为血管内膜增厚，中膜平滑肌减少，弹性成分降低，管壁脆性增加，支持、连接功能下降。Arbiser等[4]的研究发现，在神经纤维瘤瘤体中，微血管的分布较正常皮肤明显增多。同时还发现，肿瘤外周部位的血管较中心区域更密集；免疫组化检测显示，vW因子和血管内皮生长因子在肿瘤组织中明显增多，提示NF1的肿瘤组织具有较高的血管增殖潜力。但并未观察到血管数量与肿瘤大小之间的直接相关性。最近的免疫组化和电子显微镜的研究表明，NF1内膜的增殖细胞主要起源于平滑肌细胞[26]。
有研究认为，患者血管的病理改变取决于管径的大小，大血管为壁内雪旺氏细胞纤维化所致，小血管是由于血管中膜层发育不全所致[9]。依据病变血管的口径和发生机制的不同，Greene等[13]将血管病变分为大、小血管病变两种类型，大血管包括大动脉、颈动脉和近端肾动脉等，主要表现为动脉壁外膜包绕肿瘤组织，内膜增厚，中层平滑肌成分减少变薄和弹性纤维的破裂，出现管腔的狭窄；小血管病变主要指外周血管的病变，指由于中膜层发育不全而导致的狭窄或闭塞，与神经组织无关。组织学上可见累及的血管有多发性结节性增生，超显微下发现这些结节来源于血管壁内平滑肌。患者可同时发生这两种血管病变。
从组织病理上，Salyer等[27]将小血管的病变分为4种类型：①单纯血管内膜型，表现为内膜梭形细胞增生，中膜变薄，外膜狭窄或正常；②血管内膜动脉瘤型，表现为内膜玻璃样增厚，中膜平滑肌不规则消失或弹性纤维断裂，外膜正常或有小动脉瘤；③动脉周围结节型，表现为中膜和外膜之间向内膜突起的神经纤维性结节，导致血管狭窄；④上皮型，表现为管壁梭形细胞增生，管腔进行性狭窄，最终完全闭塞。其中单纯内膜型和内膜动脉瘤型又可归为循环型，动脉周围结节型又称为结节型，上皮型又称为弥散型。实际上4种类型是存在重叠的，可将其视为同一病理变化在不同阶段的表现。
3 临床表现
NF1可侵犯全身多个器官和脏器。疾病发展缓慢，症状随年龄增长逐渐出现，性别间不存在显著差异[11]。NF1患者的血管病变多是不明显的，但可涉及多重血管，症状多出现在儿童时期或青年期，且一旦出现多是致命性的[28]。Reubi[30]最先对NF1患者发生血管病变时的临床表现进行了描述。此后在对NF1患者的长期随访中，逐渐发现了一系列因发生血管性病变而出现的临床表现，其中典型表现包括动脉的狭窄、闭塞，动脉瘤，假性动脉瘤，破裂和动静脉瘘。这些病变可发
生于全身各处血管，大、中口径的血管易受损害，肾血管最易累及[30]。其中肾动脉的狭窄较动脉瘤更为常见，并以高血压为主要的临床表现[28]。高血压是NF1患者出现血管性病变时的一种重要临床表现，其在NF1患者中的发病率较之正常人群更高，可发生于各个年龄阶段。高血压症状有时是NF1患者存在肾动脉狭窄，主动脉缩窄和嗜铬细胞瘤时所表现出的症状。肾动脉病变及其导致的高血压在儿童中更为常见[31]。病变累及心、脑和其他主要血管时可产生严重后果，甚至危及生命[32-35]。颈内动脉病变较少见，但易发生自发性破裂或神经系统并发症[26]。脑血管病的代表性病变部位，是颈内动脉、大脑中动脉和大脑前动脉，狭窄部位的毛细血管扩张在血管造影上出现烟雾样表现，称之为Moyamoya病，这是一种对脑组织缺氧[36]或放射性损害[37]的应答效应。脑血管病变早期多无明显症状，但随着疾病的进展，可导致患者死亡[38]。血管病变不仅发生在动脉，也可以累及静脉，尤其是颈内静脉，最易累及并导致严重后果[39]。
4 诊断和治疗
4.1 诊断
NF1的诊断主要依靠NIH在1987年制定的标准[40]，绝大多数8岁以上的NF1患者都能满足这个标准[41]。对于不满足诊断标准且高度怀疑的NF1患者，突变分析可作为重要的诊断手段[11]。基因学检测目前已可应用于临床，可早期对可能患有NF1的人群进行突变分析[42]。NF1患者血管性病变的诊断主要依靠患者的临床表现与影像技术的结合。神经影像学对于早期发现NF1患者血管病变具有重要意义[38]。血管造影是诊断血管性病变的重要手段，能够清晰显示血管的狭窄、闭塞、动脉瘤等病变。MRA、CT对NF1伴发血管病变时的诊断也有重要意义。组织病理学诊断可用于疾病的进一步确诊，发现病变血管的成分变化。应用各种手段早期发现患者存在的血管性病变，早期采取相应措施，有助于患者疾病的治疗并防止意外情况发生。
4.2 治疗
对于伴发血管病变的NF1，手术治疗及对症治疗仍是目前主要的治疗方法。对于有血管病变症状或巨大动脉瘤的NF1患者，手术切除病灶仍然是安全有效的治疗方法[43]。对于狭窄、闭塞等病变可采用血管重建、自体血管移植等进行处理。药物、放射治疗可作为辅助手段。目前尚未发现能够有效治疗血管病变的药物。在恶性肿瘤中针对血管增生的治疗有助于控制肿瘤的发展[44]，在良性肿瘤如NF1中，针对血管增殖的药物也可尝试应用于NF1的治疗。随着分子靶向治疗研究的进展，针对Ras-Erk通路的特定靶向药物治疗可能是治疗NF1患者血管病变的一个方向。Wong等[45]在小鼠模型上，应用贝伐单抗阻断VEGF通路治疗神经鞘瘤，发现抗-VEGF治疗能够促进肿瘤细胞的凋亡和坏死，降低血管和肿瘤组织的增长速度。放射治疗可能会增加第二肿瘤的风险，经过颅脑部放射治疗的NF1患者发生Moyamoya病的几率较未行放射治疗患者明显升高[46]。因此，对于颅脑部行放射性治疗的NF1患者，应注意预防颅内血管病变的发生。
基因治疗是未来治愈NF1的最佳选择，早期进行基因筛查有利于疾病的预防和治疗。目前，基因突变分析已可应用于疾病的早期诊断，但尚未能应用于疾病的治疗。尽管NF1的基因位点早已发现，但由于其突变量过大且特异性差，使得难以确定突变与临床表现的对应关系，且针对NF1患者血管性病变的突变亦未见报道。寻找导致血管性病变的基因位点将是预防和根治血管病变的重要方向。
综上所述，NF1是一种累及全身多系统、多器官的疾病，严重损害了患者健康，降低了生活质量。NF1中的血管病变是其重要的临床表现之一，严重影响患者健康并危及患者生命。随着技术的发展和研究的深入，对NF1血管性病变的发病机制和病理变化有了进一步的认识，为早期发现病变和防止意外情况发生提供了可能。目前，手术仍是主要的治疗手段，针对病变发生通路的靶向性治疗是疾病治疗的新方向，最终在基因层面发现导致血管病变发生的突变位点将是彻底治愈疾病的希望。
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Research Progress of Vascular Abnormalities in NF1
【Summary】Neurofibromatosis type 1 is a common autosomal dominant condition caused by heterozygous mutations of the NF1 gene.The most frequent clinical manifestations are alterations of skin pigmentation and benign neurofibromas,but patients with NF1 may also develop nervous system tumors,skeletal abnormalities,or vascular disease.Vascular abnormalities is a common complication of NF1 and may lead to a high morbidity and mortality.The new findings of vascular abnormalities NF1were reviewed in this paper.
Neurofibromatosis type 1;Vascular abnormalities;Pathogenesis;Pathology;Therapy
R732.2
B
1673－0364（2014）04－0218－04
200011上海市上海交通大学医学院附属第九人民医院整复外科。
胡晓洁（E-mail：hxjie2002@hotmail.com）；林晓曦（E-mail：linxiaoxi@126.com）。
2014年5月4日；
2014年6月20日）
10.3969/j.issn.1673-0364.2014.04.013
