阿托伐他汀调控EPCs延缓颅内动脉瘤进展的相关机制*

2019-02-26尉辉杰江荣才张建宁

医学理论与实践 2019年5期

尉辉杰王东田野俞凯江荣才张建宁

1 天津医科大学总医院神经外科，天津市 300052; 2 天津市神经病学研究所

近年来颅内动脉瘤(Cerebral aneurysm, CAs)的临床诊断与治疗手段均得到了迅猛发展。但CAs形成、进展以及破裂出血的病理生理机制尚不十分明确。因此，本文将重点综述阿托伐他汀延缓颅内动脉瘤进展机制的相关文献及研究，并提出预防策略，以期寻找一种能有效降低CAs发展和破裂的治疗措施，综述如下。

1 颅内动脉瘤的流行病学特点

颅内动脉瘤是造成自发性蛛网膜下腔出血(Subarachnoid hemorrhage, SAH)的首要病因，致死率、致残率极高[1]。美国的一项大样本尸检显示，有1%～5%的人存在颅内动脉瘤。研究显示，在SAH出现后的第1个月，约有50%的患者因颅内动脉瘤破裂而死[1]。并且，在所有死者中，60%死于SAH发生后的前2d。生存患者中，约有一半在SAH后1年内仍存在生理和心理障碍。

2 内皮祖细胞的生理特性

循环血内皮祖细胞(Endothelial progenitor cells,EPCs)是近年来发现的一类具有一定增殖能力并可被诱导分化为成熟内皮细胞的前体细胞。其可通过修复受损的内皮细胞[2]而保持血管完整性，具有启动新血管形成和“靶向”修复受损血管的潜能。以往研究证实，循环血EPCs在动脉粥样硬化、冠心病[3]、脑血管疾病[4]等发病机制中扮演着重要角色，在血管相关性疾病治疗方面具有广阔的应用前景[5]。

3 内皮祖细胞与颅内动脉瘤的关系

笔者课题组的研究[6-7]显示：颅内动脉瘤患者循环血EPCs数量较正常健康人群明显减少；颅内动脉瘤患者循环EPCs的迁移能力降低、衰老比率增加(β-半乳糖苷酶活性)。随后，笔者构建了Hashimoto大鼠颅内动脉瘤模型[8]，通过结扎双侧肾动脉后支+左侧颈总动脉+8%高盐饮食等因素促使高血流冲击诱发颅内动脉瘤形成与进展。在上述过程中，颅内动脉瘤大鼠外周血EPCs呈下降的趋势[8]，这一有趣的现象提示：内皮祖细胞缺陷所致的内皮修复能力下降在颅内动脉瘤的形成过程中起着十分重要的作用[6-8]。以上研究表明，内皮祖细胞缺陷在颅内动脉瘤形成过程中有着十分重要的作用，这种循环血EPCs缺陷介导的血管内皮自我修复能力下降是参与颅内动脉瘤形成的直接危险因素之一，是颅内动脉瘤预防与治疗的一个潜在靶点。

4 血管内皮损伤与修复失衡在颅内动脉瘤形成中的作用

以往研究认为颅内动脉壁中间层的变薄以及内弹力层的退变是颅内动脉瘤形成的主要原因[9]。并且，在颅内动脉瘤形成部位常常出现内皮细胞(Endothelial cells, ECs)数量的减少及功能的紊乱[10]。近年来大部分学者开始重视血管损伤因素在颅内动脉瘤形成与发展中的作用。研究认为[10]，血管内皮受损是颅内动脉瘤形成的促发因素，血管内源性保护机制及其微环境的紊乱可以引起一系列瀑布链式反应，并使血管损伤进一步恶化，最终引起动脉壁结构的破坏，从而诱发颅内动脉瘤的形成。

5 他汀类药物减少颅内动脉瘤发生并延缓其进展的机制

他汀类药物是羟甲基戊二酰辅酶A还原酶抑制因子，其药理学作用具有汀的多效性的特点。主要包括：改善内皮功能、抑制炎症反应、抑制平滑肌细胞增殖和迁移、调控凝血功能等。他汀的抗炎作用包括抑制细胞黏附分子-1(Vascular cell adhesion molecule-1,VCAM-1)、E-selectin、P-selectin等的表达，下调血栓调节蛋白和内皮素-1，抑制炎性反应因子(IL-1、IL-6、TNF-α)和基质金属蛋白酶(MMP-2、9)的激活，调节巨噬细胞功能等。目前国外已有应用他汀的抗炎作用来抑制动脉瘤形成与生长的研究。研究发现他汀类药物[11]可以抑制动脉瘤生长，增加中膜厚度，抑制MCP-1、VCAM-1、MMP-9、IL-1β等表达，这些是通过抑制以NF-κB为核心的炎症反应通路来发挥作用的[12]。

这些研究以CAs发病过程中的炎症反应为主要切入点和干预环节，主要有以下不足之处：(1) 动脉瘤发病过程中的炎症反应是继发于内皮损伤，并不是始动环节，炎症反应仅是可加重这一过程。对炎症反应在CAs中的作用有不同的观点。有学者使用人颅内破裂和未破裂动脉瘤标本，最近研究发现与正常动脉相比，炎症反应基因在动脉瘤上表达增强，但是与破裂动脉瘤相比，未破裂动脉瘤上炎症反应基因表达更高[13]。(2) 动脉瘤病理生理机制中的炎症反应是多通路的网络过程，有学者提出了以TNF-α[13]和巨噬细胞[14]为核心的炎症通路。抑制以NF-κB为关键环节的炎症反应可部分阻断动脉瘤生长过程，而且这是动脉瘤发病级联反应的下游，因此并不能从根本上阻断动脉瘤生长。(3)上述研究大多是在动脉瘤诱导时即给予他汀，少数是诱导后1个月给予。前者主要是观察对动脉瘤形成的影响，后者是早期未成熟动脉瘤，在这两个阶段炎症反应发挥重要作用，但是缺乏对晚期成熟动脉瘤作用的研究。因此，有必要探索新的途径，能更加有效地修复动脉瘤，尤其是晚期成熟动脉瘤，为临床未破裂动脉瘤的药物干预提供新的策略。

6 循环血EPCs缺陷介导的细胞内源性保护调控机制紊乱是加速血管损伤，诱导颅内动脉瘤进一步进展甚至破裂出血的重要促发因素

近年来，未破裂颅内动脉瘤的治疗策略选择以及破裂颅内动脉瘤治疗后复发与再发问题越来越受到国内外专家的高度重视。在动脉瘤形成早期，内皮细胞可出现表面粗糙、形状不规则、细胞肿胀等形态改变[14]。在颅内动脉瘤由未破裂向破裂进展过程中，血管内皮细胞逐渐减少甚至消失[15]，并伴有血管平滑肌细胞紊乱性增殖。研究表明，颅内动脉瘤形成后，动脉的持续性损伤可促使动脉瘤的生长及进展，并出现瘤体扩大，最终诱发其破裂出血。年龄、高血压、吸烟、性别等均是加速动脉瘤生长、增加未破裂颅内动脉瘤破裂出血风险的危险因素。年龄越大，出血概率越高。吸烟可加速动脉瘤的成长并诱发其破裂出血。高血压可增加动脉瘤患者发生SAH的概率。女性动脉瘤较男性易破裂。而且，上述因素均可引起循环血EPCs的降低和功能的衰退，继而造成其参与血管损伤后修复的能力下降。

笔者的课题组前期初步探讨了循环血EPCs与颅内动脉瘤形成与进展的关系。前期研究显示，利用EPO提高EPCs可以有效地降低颅内动脉瘤的形成率并延缓其进展。通过蛋氨酸饮食降低血中EPCs后，正常大鼠动脉瘤的形成率明显增加，而且还可以提高已形成动脉瘤的病理分级并加速其进展[16]。国内的研究[17]也证实了，EPCs动脉瘤形成早期内膜的愈合过程。上述研究表明：循环血EPCs可参与颅内动脉瘤形成与进展，将成为药物干预的一个重要靶点。但循环血EPCs的变化是颅内动脉瘤形成的原因还是结果目前尚不十分明确。有研究[16-17]借助同种大鼠EPCs移植及示踪实验，利用FISH法观测循环血EPCs可以归巢定位至动脉瘤形成部位，从而获得了EPCs介导的血管新生参与颅内动脉瘤形成与进展的直接证据。

7 药物干预EPCs的调控为颅内动脉瘤的预防与治疗带来新的曙光

目前，如何对EPCs介导的内皮损伤修复进行调控是EPC应用领域一个值得关注的问题。多数学者认为，调控措施主要是在内皮损伤部位增加EPCs数量和/或强化EPCs功能。相关研究已在以动脉硬化、内膜增生为主要病理生理基础的缺血性心、脑血管病、外周血管病中开展。以内皮祖细胞调控为核心的干预措施，无疑是未来血管内皮损伤修复、再内皮化的最具有应用前景的治疗策略。笔者的课题组在EPC与颅脑外伤后血管—神经修复关系的研究中，针对如何应用促红细胞生成素[18](EPO)、他汀类药物有效地提高循环血EPCs做了大量的基础与临床研究，积累了成熟的经验。

他汀类药物是第一个被证实可以影响循环中EPCs水平的药物。研究显示，他汀类药物能增加冠心病患者EPCs数量并伴随着EPCs功能的改善。他汀类药物还可以改变EPCs上与血管新生相关micro-RNA的表达起到治疗血管性疾病的作用并且我们的研究显示，颅内动脉瘤患者的EPCs数量明显降低并出现功能障碍。因此，我们有理由推断，EPCs介导的血管新生是阿托伐他汀延缓CAs发展的作用靶点之一。但他汀类药物是否能增加动脉瘤形成后的EPCs动员，并改善EPCs的功能，用于未破裂颅内动脉瘤的预防与治疗尚缺乏有效的研究证据。另外，笔者所在的课题组[19]，在破裂颅内动脉瘤患者中对Ang-1/Ang-2的表达做了初步的研究，提示Ang-1/Ang-2介导的血管新生在颅内动脉瘤的形成与进展过程中起着十分重要的作用。