嬰幼兒血管瘤發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展

陳曉東 林曉曦

嬰幼兒血管瘤（Infantile Hemangiomas）是兒童期最常見的良性腫瘤，在白人兒童中發(fā)病率約為5%～10%[1]。該病好發(fā)于女嬰、早產(chǎn)兒，在多胎妊娠的高齡產(chǎn)婦、前置胎盤及先兆子癇者的后代中發(fā)病率明顯增加[2]。嬰幼兒血管瘤具有特殊的自然病程：大多數(shù)于出生后不久出現(xiàn)并快速增生，增生期長(zhǎng)達(dá)5個(gè)月[3]，隨后進(jìn)入消退期，消退期可長(zhǎng)達(dá)數(shù)年。有資料表明，在6歲之后消退的患兒更易導(dǎo)致瘢痕、多余皮膚及毛細(xì)血管擴(kuò)張等[4]。目前，嬰幼兒血管瘤的發(fā)病機(jī)制尚不明確，本文就該領(lǐng)域的研究進(jìn)展綜述如下。

1 血管瘤內(nèi)皮細(xì)胞（hemECs）的起源

在血管瘤形成過程中，hemECs起源的研究主要集中在兩個(gè)方面：第一，hemEcs來源于發(fā)生突變的內(nèi)皮祖細(xì)胞，依據(jù)主要包括①hemECs具有單克隆性而瘤體內(nèi)其他細(xì)胞成分無此特性[5]；②Berg等[6]發(fā)現(xiàn)一些血管瘤患者中的5q染色體的一些區(qū)域有明顯雜合性缺失。第二，胎盤栓塞學(xué)說，依據(jù)主要包括①胎盤絨毛微血管內(nèi)皮細(xì)胞與hemECs具有相似的免疫表型，如 GLUT1、FcgammaRⅡ、LeY、merosin 等；②hemECs高表達(dá)3型碘酪氨酸脫碘酶并同時(shí)表達(dá)吲哚胺2，3雙加氧酶（IDO）[7]和胰島素樣生長(zhǎng)因子 2（IFG-2）[8]，這些因子正常情況下僅在胎盤中表達(dá)，提示兩種細(xì)胞具有同源性；③Barnes等[9]用DNA芯片技術(shù)證明血管瘤組織和胎盤基因轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)子表達(dá)水平相似；④臨床觀察發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行絨毛膜穿刺（CVS）孕婦產(chǎn)下的后代更易患嬰幼兒血管瘤，絨毛微血管內(nèi)皮細(xì)胞脫落并種植、胎盤的損傷等解釋了早產(chǎn)兒血管瘤發(fā)生率增高的現(xiàn)象。然而，并沒有更多的證據(jù)能夠證明CVS與發(fā)生血管瘤存在相關(guān)性[2]。分子遺傳學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，血管瘤細(xì)胞成分來源于患兒自身，而非母體[10-11]。

2 嬰幼兒血管瘤發(fā)生的機(jī)制

2.1 VEGF及其受體的作用

嬰幼兒血管瘤的發(fā)生被認(rèn)為是由于血管生成因子與抑制因子失衡造成的[12]。血管生成因子有很多，目前已發(fā)現(xiàn)的，與增生期嬰幼兒血管瘤關(guān)系最密切的，是血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子（VEGF）。TaKahashi等[13]用免疫組化技術(shù)檢測(cè)了38例增生期血管瘤標(biāo)本中的VEGF，發(fā)現(xiàn)與消退期、消退后期患者標(biāo)本相比，增生期血管瘤標(biāo)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受體的異常激活。進(jìn)一步的研究表明，VEGFR2受體的激活是由于VEGFR1/Flt1的低表達(dá)引起的[14]。增生期，由于活化T細(xì)胞核因子（Nuclear factor of activated T cells，NFAT）的活性受抑制，VEGFR1受體表達(dá)減少，多余的VEGF激活VEGFR2受體通路，從而促進(jìn)了內(nèi)皮細(xì)胞的增生、遷移。

2.2 祖細(xì)胞或干細(xì)胞的作用

組織學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)，嬰幼兒血管瘤具有胚胎干細(xì)胞或原始細(xì)胞的一些特性。這些細(xì)胞在胚胎時(shí)期處于靜止?fàn)顟B(tài)且不參與脈管的形成，直到被某種物質(zhì)激活分化為異常的血管，從而產(chǎn)生血管瘤[15]。

2.2.1 內(nèi)皮祖細(xì)胞（EPCs）

內(nèi)皮祖細(xì)胞（Endothelial progenitor cells，EPCs）存在于成體的骨髓、外周血和臍靜脈血中，具有分化為血管內(nèi)皮細(xì)胞的能力，是血管內(nèi)皮細(xì)胞的前體。Yu等[16]在增生期血管瘤中檢測(cè)到內(nèi)皮祖細(xì)胞的特異標(biāo)記 CD133及VEGFR2、CD31、VE-cadherin，而在消退期血管瘤中未能檢測(cè)到，說明內(nèi)皮祖細(xì)胞可能參與了血管瘤形成。內(nèi)皮祖細(xì)胞可能來源于：①胚胎時(shí)期的滯留。Dadras等[17]在增生期hemECs檢測(cè)到LYVE1（淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞特異標(biāo)記）及CD34/CD31。說明 hemECs可能由滯留在胚胎血管發(fā)育早期的內(nèi)皮祖細(xì)胞演化而來，并且與胎兒內(nèi)皮細(xì)胞有許多相似性。即在VEGF存在的情況下，hemECs對(duì)內(nèi)皮抑素的反應(yīng)介于臍血內(nèi)皮祖細(xì)胞與成熟的血管內(nèi)皮細(xì)胞之間[18]。②外周血中EPCs的動(dòng)員。在嬰幼兒血管瘤快速增生期，hemECs大量增殖形成的血管并不能運(yùn)輸血液，因此會(huì)造成局部缺氧。我們?cè)谂R床上也發(fā)現(xiàn)血管瘤增生之前會(huì)出現(xiàn)局部皮膚變白，提示局部形成缺血缺氧環(huán)境。Kleinman等[19]發(fā)現(xiàn)在血管瘤患者外周血及瘤體組織中EPCs的量都明顯增高，HIF-α、SDF-1α、VEGF 及 MMP-9 等引起外周EPCs動(dòng)員的關(guān)鍵因子也是增高的，進(jìn)一步支持了hemECs來源于外周血中動(dòng)員的EPCs。此外，在血管瘤患者的血液中檢測(cè)到17β-雌激素升高，提示雌激素可能也參與了動(dòng)員EPCs引起新生血管的快速增殖[20]。這一環(huán)境與子宮內(nèi)的低氧高激素的環(huán)境相似，血管瘤與胎盤對(duì)相同環(huán)境的反應(yīng)性提示或許二者有相似的起源。

2.2.2 間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）

間充質(zhì)干細(xì)胞（Mesenchymal stem cells，MSCs）來源于發(fā)育早期的中胚層和外胚層，主要存在于結(jié)締組織和器官間質(zhì)中，以骨髓組織中含量最為豐富，具有多向分化潛能、造血支持和促進(jìn)干細(xì)胞植入、免疫調(diào)控和自我復(fù)制等特點(diǎn)。在成人骨髓或皮膚中提取的間充質(zhì)干細(xì)胞具有定向分化為其他組織的能力[21]，并且在VEGF存在的情況下，骨髓來源的MSCs能夠重新動(dòng)員并募集至新生血管區(qū)。Ball等[22]在增生期及消退期血管瘤組織中都分離出了MSCs，形態(tài)學(xué)與免疫學(xué)檢測(cè)與骨髓MSCs并無差異，都具有分化為包括脂肪細(xì)胞在內(nèi)的多種間葉細(xì)胞的能力。故推測(cè)MSCs可能來源于外周血液循環(huán)或臨近的皮膚或脂肪組織。在增生期瘤體組織內(nèi)，MSCs分化為脂肪細(xì)胞的比例要高于消退期組織或正常的皮膚組織。因此，我們推測(cè)，在消退期病理切片中所觀察到的脂肪細(xì)胞可能來源于MSCs。

2.2.3 血管瘤干細(xì)胞（hemSCs）

近年來，干細(xì)胞生物學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在某些腫瘤中確實(shí)存在多能干細(xì)胞。在血管瘤組織中，檢測(cè)到能夠同時(shí)表達(dá)CD90、VEGFR1、VEGFR2及NRP1，并極易分化為血管內(nèi)皮細(xì)胞的血管瘤干細(xì)胞。此外，還能同時(shí)表達(dá)Oct-4及AML1，說明hemSCs具有全能性。Khan等[23]最先從血管瘤組織中篩選CD133陽性細(xì)胞（干細(xì)胞特異性標(biāo)記），并證實(shí)其具有單克隆性及多向分化的潛能。將其移植于裸鼠皮下，可以建立類似嬰幼兒血管瘤的動(dòng)物模型，為研究活體內(nèi)血管的生成機(jī)制及相應(yīng)的藥物治療提供了平臺(tái)。體外實(shí)驗(yàn)中，hemSCs表現(xiàn)出了多向分化潛能，提示hemSCs可能是導(dǎo)致嬰幼兒血管瘤的真正原因。

2.2.4 成血管細(xì)胞

成血管細(xì)胞是比內(nèi)皮祖細(xì)胞更上游的多向分化潛能的細(xì)胞。有學(xué)者推測(cè)，胚胎期遺留的具有分化為內(nèi)皮細(xì)胞或血管周細(xì)胞的成血管細(xì)胞參與了血管瘤的發(fā)生，這些原始細(xì)胞在胚胎時(shí)期處于靜止?fàn)顟B(tài)且不參與脈管的形成，直到被某種物質(zhì)激活分化為異常的血管，從而產(chǎn)生血管瘤[15]。然而要驗(yàn)證這一假說，還需要在血管瘤內(nèi)皮細(xì)胞及血管周細(xì)胞中同時(shí)檢測(cè)到成血管細(xì)胞標(biāo)記物，而目前尚無證據(jù)可以證實(shí)。

2.2.5 髓系細(xì)胞

廣義的髓系細(xì)胞包括粒細(xì)胞系、紅細(xì)胞系、巨核細(xì)胞系及單核細(xì)胞系。單核細(xì)胞具有分化為內(nèi)皮樣細(xì)胞的潛能，而在 hemECs中檢測(cè)到髓系細(xì)胞特異性標(biāo)記 CD14、CD45、CD32、CD15、CD83[26]，提示 hemECs可能來源于骨髓單核細(xì)胞系。此外，部分hemECs可聯(lián)合表達(dá)CD68及AIF-1[27]。AIF-1是一種激素樣細(xì)胞因子，主要由激活的巨噬細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞表達(dá)、分泌，基因定位于人類白細(xì)胞抗原Ⅲ區(qū)域，與器官移植排斥反應(yīng)、自身免疫性疾病及腫瘤的發(fā)生發(fā)展等密切相關(guān)。AIF-1因子的選擇性表達(dá)提示其可能在血管瘤的增生過程中發(fā)揮一定作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，AIF-1能夠激活MAPKp44/42信號(hào)通路，導(dǎo)致bFGF表達(dá)增加[28]。bFGF可以通過促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的增生、遷移，而引起血管瘤的增生。但是，導(dǎo)致血管瘤高表達(dá)AIF-1的原因目前尚不明了。

2.3 Notch信號(hào)通路

Notch基因家族在胚胎血管發(fā)生及出生后的腫瘤血管生成中發(fā)揮著重要作用。腫瘤學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，位于VEGF信號(hào)下游，與Notch受體相對(duì)應(yīng)的配體蛋白DLL4（Delta-like ligand 4）參與了血管發(fā)生的調(diào)控，阻斷DLL4信號(hào)通路能夠抑制腫瘤血管的生成。以人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（HUVEC）為研究對(duì)象的體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，DLL4與Notch受體結(jié)合后通過調(diào)低VEGFR-2的表達(dá)，抑制了VEGF對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的效應(yīng)，顯示出抑制血管發(fā)生的特性[24]。用RT-PCR技術(shù)在血管瘤中可以檢測(cè)到Notch基因的表達(dá)，并且在hemSCs分化為hemECs時(shí)，Notch3基因表達(dá)下調(diào)，而Notch1、Notch4及 Jagged-1表達(dá)增高，此外還檢測(cè)到一些同時(shí)表達(dá)Notch3及CD31的中間態(tài)細(xì)胞[25]，說明Notch基因在血管瘤發(fā)生發(fā)展過程中起著重要的調(diào)節(jié)作用，但是其作用機(jī)理有待于進(jìn)一步的研究。對(duì)于Notch通路中各個(gè)關(guān)鍵分子的研究，可能會(huì)提供控制腫瘤或血管瘤的新靶點(diǎn)。

2.4 G-蛋白信號(hào)通路

β腎上腺素受體是一種G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR），其中G蛋白部分由α、β、γ三個(gè)亞基組成，與受體結(jié)合后，引起Gα-GTP與Gβγ的分離，并激活腺苷酸環(huán)化酶。Leaute-Labreze等[29]發(fā)現(xiàn)，普奈洛爾對(duì)于嬰幼兒血管瘤具有較好地治療效果，其作用機(jī)制可能包括血管收縮、通過RAF調(diào)節(jié)促分裂原活化蛋白激酶通路來減少VEGF及bFGF的基因表達(dá)，引起血管內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡等。過去的研究都未涉及G蛋白信號(hào)通路的作用。近期研究表明，體外培養(yǎng)的人大腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞中，發(fā)現(xiàn)高表達(dá)β2腎上腺素受體，當(dāng)加入普奈洛爾后，排列成管狀的內(nèi)皮細(xì)胞生成明顯減少，并在減少M(fèi)MP-9分泌的同時(shí)而不影響MMP-2的作用[30]，但是該實(shí)驗(yàn)并非在血管瘤的血管中進(jìn)行，因此缺乏足夠的說服力。Takahata等[31]研究腎上腺素及β受體阻滯劑普奈洛爾對(duì)間充質(zhì)干細(xì)胞的分化能力的影響，認(rèn)為在氧化應(yīng)激時(shí)，腎上腺素通過作用于β2受體合成谷胱甘肽，選擇性地保護(hù)間充質(zhì)干細(xì)胞的分化能力。因此，β受體阻滯劑對(duì)嬰幼兒血管瘤的作用可能就是阻滯了這一保護(hù)作用。最近，Liggett等[32]發(fā)現(xiàn)G蛋白偶聯(lián)受體激酶（GRKs）具有遺傳多態(tài)性，尤其是編碼GRK5-Leu41的等位基因，能夠產(chǎn)生內(nèi)生性的β受體阻滯作用。這種表型存在于約40%的非裔兒童中，這也解釋了β受體阻滯劑在治療非裔兒童心衰時(shí)效果不佳的原因。普奈洛爾不僅是治療嬰幼兒血管瘤的新方法，在對(duì)疾病的發(fā)生原因上也給予了很多啟發(fā)。

3 展望

嬰幼兒血管瘤的發(fā)生絕非單一機(jī)制引起，遺傳變異、胎盤起源、干細(xì)胞、缺氧、激素可能都參與了疾病的過程。目前，關(guān)于嬰幼兒血管瘤與干細(xì)胞的研究越來越多，對(duì)出生后多能干細(xì)胞的血管再生能力的研究，以及動(dòng)物模型的出現(xiàn)，為臨床研究提供了新的思路。Notch基因?qū)ρ苌傻恼{(diào)節(jié)及普奈洛爾對(duì)血管瘤的特殊療效，從另一個(gè)方面為研究提供了新線索。

[1]Mulliken JB,Fishman SJ,Burrows PE,et al.Vascular anomalies[J].Curr Probl Surg,2000,37:517-584.

[2]Haggstrom AN,Drolet BA,Baselga E,et a1.Prospective study of infantile hemangiomas:demographic,prenatal,and perinatal characteristics[J].J Pediatr,2007,150(3):291-294.

[3]Chang LC,Haggstrom AN,Drolet BA,et al.Growth characteristics of infantile hemangiomas:implications for management[J].Pediatrics,2008,122:360-367.

[4]Bruckner AL,Frieden IJ.Hemangiomas of infancy[J].J Am Acad Dermatol,2003,48:477-493.

[5]Walter JW,North PE,Waner M,et al.Somatic mutation of vascular endothelial growth factor receptors in juvenile hemangioma[J].Genes Chromosomes Cancer,2002,33:295-303.

[6]Berg JN,Walter JW,Thisanagayam U,et al.Evidence for loss of heterozygosity of 5q in sporadic haemangiomas:are somatic mutations involved in haemangioma formation[J]?J Clin Pathol,2001,54:249-252.

[7]Ritter MR,Moreno SK,Dorrell MI,et al.Identifying potential regulators of infantile hemangioma progression through large-scale expression analysis:a possible role for the immune system and indoleamine 2,3 dioxygenase(IDO)during involution[J].Lymphat Res Biol,2003,1:291-299.

[8]Ritter MR,Dorrell MI,Edmonds J,et al.Insulin-like growth factor 2 and potential regulators of hemangioma growth and involution identified by large-scale expression analysis[J].Proc Natl Acad Sci USA,2002,99:7455-7460.

[9]Barnes CM,Huang S,Kaipainen A,et al.Evidence by molecular profiling for a placental origin of infantile hemangioma[J].Proc Natl Acad Sci USA,2005,102:19097-19102.

[10]Pittman KM,Losken HW,Kleinman ME,et al.No evidence for maternal-fetal microchimerism in infantile hemangioma:a molecular genetic investigation[J].J Invest Dermatol,2006,126:2533-2538.

[11]Regnier S,Dupin N,Le Danff C,et al.Endothelial cells in infantile haemangiomas originate from the child and not from the mother(a fluorescence in situ hybridization-based study)[J].Br J Dermatol,2007,157:158-160.

[12]Folkman J.Clinical applications of research on angiogenesis[J].N Engl J Med,1995,333:1757-1763.

[13]TaKahashi K,Mulliken JB,Kozakewich HPW,et al.Cellular markers that distinguish the phases of hemangioma during infancy and childhood[J].J Chin Invest,1994,93(6):2357-2364.

[14]Jennin M,Medici D,Park L,et al.Suppressed NFAT-dependent VEGFR1 expression and constitutive VEGFR2 signaling in infatile hemangioma[J].Nat Med,2008,14:1236-1246.

[15]Smoller BR,Apfelberg DB.Infantile(juvenile)capillary hemangioma:a tumor of heterogenous cellular elements[J].J Cutan Pathol,1993,20:330-336.

[16]Yu Y,Flint AF,Mulliken JB,et al.Endothelial progenitor cells in infantile hemangioma[J].Blood,2004,103:1373-1375.

[17]Dadras SS,North PE,Bertoncini J,et al.Infantile hemangiomas are arrested in an early developmental vascular differentiation state[J].Mod Pathol,2004,17:1068-1079.

[18]Khan ZA,Melero-Martin JM,Wu X,et al.Endothelial progenitor cells from infantile hemangioma and umbilical cord blood display unique cellular responses to endostatin[J].Blood,2006,108:915-921.

[19]Kleinman ME,Greives MR,Churgin SS,et al.Hypoxia-induced mediators of stem/progenitor cell trafficking are increased in children with hemangioma[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2007,27:2664-2670.

[20]Chang EI,Chang EI,Thangarajah H,et al.Hypoxia,hormones,and endothelial progenitor cells in hemangioma[J].Lymphat Res Biol,2007,5(4):237-243.

[21]Chapel A,Bertho JM,Bensidhoum M,et al.Mesenchymal stem cells home to injured tissues when co-infused with hematopoietic cells to treat a radiation-induced multi-organ failure syndrome[J].J Gene Med,2003,5:1028-1038.

[22]Ball SG,Shuttleworth CA,Kielty CM.Mesenchymal stem cells and neovascularization:role of platelet-derived growth factor receptors[J].J Cell Mol Med,2007,11:1012-1030.

[23]Khan ZA,Boscolo E,Picard A,et al.Multipotential stem cells recapitulate human infantile hemangioma in immunodeficient mice[J].J Clin Invest,2008,118(7):2592-2599.

[24]Williams CK,Li JL,Murga M,et al.Upregulation of the Notch ligand delta-like 4 inhabits VEGF-induced endothelial cell function[J].Blood,2006,107:931-939.

[25]Wu JK,Kitajewski JK.A potential role for Notch signaling in the pathogenesis and regulation of hemangiomas[J].J Craniofac Surg,2009,20(1):698-702.

[26]Ritter MR,Reinisch J,Friedlander SF,et al.Myeloid cells in infantile hemangioma[J].Am J Pathol,2006,168:621-628.

[27]Jia J,Bai Y,Fu K,et al.Expression of allograft inflammatory factor-1 and CD68 in haemangioma:implication in the progression of haemangioma[J].Br J Dermatol,2008,159:811-819.

[28]Jia J,Cai Y,Wang R,et al.Overexpression of allograft Inflammatory factor-1 promotes the proliferation and migration of human endothelial cells(HUV-EC-C)probably by up-regulation of basic fibroblast growth factor[J].Pediatr Res,2010,67:29-34.

[29]Léauté-Labrèze C,Dumas de la Roque E,Hubiche T,et al.Propranolol for severe hemangiomas of infancy[J].N Engl J Med,2008,358:2649-2651.

[30]Annabi B,Lachambre MP,Plouffe K,et al.Propranolol adrenergic blockage inihibits human brain endothelial cells tubulogenesis and matrix metalloproteinase-9 secretion[J].Pharmacol Res,2009,60:438-445.

[31]Takahata Y,Takarada T,Iemata M,et al.Functional expression of beta2 adrenergic receptors responsible for protection against oxidative stress through promotion of glutathione synthesis after Nrf2 upregulation in undifferentiated mesenchymal C3H10T1/2 stem cells[J].J Cell Physiol,2009,218:268-275.

[32]Liggett SB,Cresci S,Kelly RJ,et al.A GRK5 polymorphism that inhibits beta-adrenergic receptor signaling is protective in heart failure[J].Nat Med,2008,14:510-517.