血管内皮细胞相关分子在静脉畸形发病及治疗中作用的研究进展

赵仪云，董思辰

(济南市第三人民医院，济南250132)

静脉畸形(VMs)是常见的低流速血管畸形，其发病率为1/10 000～2/10 000。VMs可发生在身体的任何部位，可引发畸形、疼痛及功能障碍。VMs在组织学上表现为内皮细胞内膜分布不均匀，细胞外基质结构混乱，内皮腔增大，以及血管平滑肌细胞排列紊乱[1]。血管内皮细胞作为血管壁的重要构成成分，不仅直接参与血管壁的组成，还参与调解其他细胞的募集，其相关分子的表达及突变在VMs的发生发展中具有重要作用。目前，国内外已有大量关于血管内皮细胞相关分子在VMs发病及治疗中作用的研究，现综述如下。

1 VMs的分类及发病机制

1.1 VMs的分类 VMs可分为散发性静脉畸形(SVM)、家族性皮肤黏膜静脉畸形(VMCM)以及显著遗传性的球状静脉畸形(GVM)。SVM是VMs最常见的类型，约占VMs的94%。SVM主要表现为皮肤或黏膜表面明暗相间的蓝紫色病变，无明显疼痛，可发生于全身任何部位，多为胚胎发育期血管形成过程中出现的结构异常。VMCM约占VMs的1%，为多发的、直径<5 cm的半球状蓝紫色病损，主要累及皮肤及黏膜，具有显著的家族遗传性[2]。GVM的发病是由于编码血管平滑肌细胞基因的常染色体1p21-22发生基因突变，与血管内皮细胞无直接关系，故未纳入本研究。

1.2 VMs的发病机制 基因水平的研究表明，大多数VMs是由于编码内皮细胞TEK酪氨酸激酶(TIE2)或磷酸肌醇3激酶催化亚基(PIK3CA)基因的功能获得体细胞突变，导致TIE2/PI3K/Akt信号通路慢性激活[3]。Boscolo等[4]报道，血管内皮细胞中TIE2或PIK3CA突变可导致VMs病变形成。Vikkula等[5，6]报道，SVM患者血管内皮细胞TIE2受体基因第914密码子发生CTT→TTT的突变(L914F)，VMCM患者血管内皮细胞TIE2受体基因的第849位点发生精氨酸-色氨酸的错义突变(R849W)，认为SVM和VMCM与血管内皮细胞常染色体9p21-22的TIE2/TEK基因突变有关。

目前关于TIE2/PIK3CA突变下游的作用机制尚不完全清楚。在VMs病变的起始、生长和维持过程中，一些分子和细胞功能障碍影响上皮细胞内在功能、内皮细胞-平滑肌细胞相互作用、血管周围细胞外基质重构以及病理性血管新生或血管退变；在长期血流动力学的作用下，管腔逐渐扩张，导致病变出现[3]。Boscolo等[4]在关于VMs的遗传学研究中，强调了酪氨酸激酶受体家族在血管生成和退化中的重要作用,这些具有免疫球蛋白样结构域的酪氨酸激酶受体主要在内皮细胞中表达。

2 血管内皮细胞中与VMs发病相关的信号分子

2.1 TIE2受体 TIE2是一种主要表达在内皮细胞中的血管生成素受体，是血管成熟和维护的重要分子。TIE2与微血管的出芽、整合以及生存有直接关系。激活体外培养的细胞的TIE2可抑制细胞凋亡，促进单层细胞的完整性[7，8]。目前已经发现4种TIE2配体，即血管生成素(Ang)1、2、3、4。其中Ang1、2被认为在TIE2受体参与血管生成过程中起决定性作用[9]。

Ang1与细胞外基质中特定分子结合后可锚定TIE2。在低聚Ang1刺激下，TIE2可以从细胞膜迁移到细胞间信息接口。在不同的细胞条件下，Ang-TIE2可通过不同的下游信号通路诱导内皮细胞产生不同的基因表达模式和形态学特征，即在细胞-细胞接触的情况下血管处于平静状态，而在细胞-基质接触的情况下诱导血管生成[1]。Ang2在整合素α2β1及完整的微管的参与下，将TIE2转移至特定的细胞-基质结合位点，从而诱导细胞黏附及扩散。

TIE2-R849W突变是VMs患者TIE2-Ang信号通路中具有激活催化特性的最常见的突变，其发生率约为60%[10]。TIE2-R849W突变通过影响下游STAT[11]、AKT[12]、p52ShcA蛋白[13]、ERK2[14]等信号分子，提高血管内皮细胞的增殖能力，降低其迁移、成管能力，募集平滑肌细胞、周细胞等参与血管壁构成的重要细胞的能力随之下降；同时分泌纤溶酶的能力增强，破坏血管壁中纤维成分，导致病理性血管的发生，在长期血流作用下，导致VMs的发生发展。

2.2 PIK3CA 磷酸肌醇3激酶(PI3K)可促进细胞增殖。PIK3CA是编码PI3K的催化亚单位p110α的基因，其突变可促进PI3K表达增强。Limaye等[15]报道，PIK3CA突变导致了约54%的未检测到TIE2/TEK突变的VMs，PIK3CA突变可直接导致AKT激活，造成相关的血管生成因子调节异常。后续研究证实，通过诱导小鼠PIK3CA突变可构建VMs动物模型，激活PIK3CA-AKT-mTOR通路可以促进血管内皮细胞增殖，降低血管周细胞覆盖以及动静脉特定标记表达；PI3Kα抑制剂可治疗PIK3CA突变导致的VMs小鼠[16]。进一步证实了PIK3CA基因及其突变在VMs发病中的作用及潜在的治疗价值。

2.3 转化生长因子β(TGF-β)/结缔组织生长因子2(CCN2)信号通路 TGF-β在血管生成过程中对周细胞和平滑肌细胞的募集有重要作用。CCN是影响细胞外基质成分和功能的重要信号分子家族，而细胞外基质对细胞黏附，平滑肌细胞增殖、迁移、分化有重要作用。Ren等[17]报道，在VMs病变中，TGF-β、CCN2表达均下调，且二者表达存在直接相关性；外源性TGF-β、CCN2作用于人脐静脉血管内皮细胞可促进细胞外基质成分的产生；而在博来霉素治疗的VMs病变中，二者表达水平升高。

2.4 其他 研究显示，基质金属蛋白酶[18]、血管内皮生长因子受体[19]、生长激素受体[20]、肾素-血管紧张素系统[21]等在VMs内皮细胞中表达异常。这些信号分子与TIE2/TEK基因突变存在直接或间接的关系，对VMs的病理性血管生成起协同作用。针对这些信号分子的研究，将为VMs的靶向治疗提供新的思路。

3 与血管内皮细胞相关分子有关的VMs治疗方法

VMs的治疗方法有许多种，如手术、激光、硬化治疗及系统性的靶向药物治疗等，从而达到缓解疼痛，减轻功能障碍，改善畸形的治疗目的。手术、激光治疗很难完全切除肿瘤，且易对患者外貌造成影响。常用的靶向治疗药物雷帕霉素等，主要通过抑制VMs内皮细胞正常生长及代谢，损伤血管内皮细胞，发挥治疗VMs的作用[22]。

3.1 雷帕霉素 Boscolo等[4]报道，雷帕霉素能够有效抑制人脐静脉内皮细胞TIE2/TEK基因突变诱导的AKT437磷酸化；在VMs小鼠模型中，雷帕霉素能够缩小病变范围；在临床试验中雷帕霉素能够缓解疼痛，缩小病变范围，降低局灶性血管内凝血的发生率。但雷帕霉素的不良反应较多，一般不作为治疗VMs的首选。

3.2 注射硬化剂 硬化注射是现阶段治疗VMs的主要方法。硬化注射对VMs效果明显，不良反应少，创伤小，患者接受度较高。现阶段常用的硬化剂有无水乙醇、聚桂醇、平阳霉素/博来霉素。

无水乙醇治疗VMs主要利用其脱水和剥蚀作用。将无水乙醇注入病变血管巢内，可使接触的血红蛋白变性并直接破坏血管内皮细胞，导致血栓急性形成和病变血管团闭塞，进一步纤维化[23]。但该方法不良反应较多，目前常用于高流速脉管畸形。

聚桂醇是一种阴离子表面活性剂，通过与血管内皮细胞接触，破坏细胞膜的磷脂双分子层，即刻形成血栓、阻塞血管，使引流静脉闭塞，同时引起组织无菌性炎症，继发纤维组织增生，使病变缩小[24]。其作用效果温和，不良反应较小，是目前最常用的硬化剂。

平阳霉素作用于VMs内皮细胞后，其增殖活性显著降低，形态学上呈现凋亡样改变；诱导VMs内皮细胞表达E-选择素及血管细胞黏附分子-1；同时促进细胞间黏附分子1/3表达；具有促组织纤维化作用的TGF-β1表达增高[25，26]。博来霉素可逆转VMs病变部位TGF-β/CCN2的表达下调[17]，还可通过激活mTOR信号通路使VMs内皮细胞发生间充质转化[27]。通过这些信号分子的表达可导致无菌性炎症反应，引起组织纤维化，代替原有的病变组织，实现治疗VMs的目的。

4 小结

VMs作为一种与血管生成相关的疾病，其发病机制十分复杂。血管内皮细胞作为构成VMs的主要细胞，其TIE2、PIK3CA、TGF-β/CCN2等相关分子的表达在其发病与病情演变中发挥重要作用。血管内皮细胞TIE2/TEK基因突变初步解释了VMs的发病机制，但是相关的分子通路仍需进一步研究。现阶段治疗VMs的方法主要通过物理或化学作用破坏VMs内皮细胞，这些方法多存在一定不良反应，通过对其相关通路进行研究，可为探索更加安全有效的靶向治疗奠定基础。