鮮紅斑痣的發(fā)病機(jī)制研究進(jìn)展

劉 蓮 張自暉 郝 丹 梅 蓉 李二龍 孫本森 蔣 獻(xiàn)

鮮紅斑痣(port-wine stains, PWS)又名葡萄酒色斑、毛細(xì)血管擴(kuò)張痣，其本質(zhì)是一種毛細(xì)血管和后微靜脈的畸形[1]。多于出生時或出生后不久出現(xiàn)，常表現(xiàn)為一個或數(shù)個粉紅色斑片，一般不高出皮面。隨著年齡的增長，大約有70%的患者PWS皮損將進(jìn)一步加重，原有紅斑顏色逐漸加深，由粉紅色、紅色逐漸變成暗紅色，甚至是紫色，同時皮損厚度也逐漸增加，后期形成斑塊和結(jié)節(jié)，治療難度也隨之增大[2]。

PWS在新生兒中的發(fā)病率約為0.3%～0.5%，研究表明目前全球約有2000萬名PWS患者[3]，因皮損主要發(fā)生于顏面部，對患者身心健康影響極大。隨著光電技術(shù)的發(fā)展，激光、強(qiáng)脈沖光、光動力等方法早已被用于治療PWS[4]。但PWS的治療效果往往不理想，且常易復(fù)發(fā)，因此，進(jìn)一步了解PWS的發(fā)病機(jī)制，為PWS的治療提供新思路及新靶點極為重要。

1 基因突變

PWS是否為遺傳性疾病這一點備受爭議，目前大部分研究認(rèn)為PWS是一種體細(xì)胞的基因突變，即合子后突變。Chen等[5]發(fā)現(xiàn)2對同卵雙生的雙胞胎中，其中僅有一人患有PWS，已排除眼睛、顱腦等系統(tǒng)損害，確定為單純性的PWS，因此PWS的發(fā)病可能是合子后在環(huán)境或藥物等因素影響下發(fā)生的體細(xì)胞基因突變，從而誘導(dǎo)血管發(fā)育異常。

1.1 外顯率降低的常染色體顯性遺傳 PWS多在出生時或出生后不久出現(xiàn)，因此有學(xué)者認(rèn)為PWS的發(fā)病可能為藥物、環(huán)境等因素誘導(dǎo)基因突變所致[6]。Berg等[7]發(fā)現(xiàn)某一家族中，第三代直系親屬5人中有4人患有PWS，1女3男，其中1女2男不僅患有PWS，且同時合并第五手指彎曲畸形，該種現(xiàn)象可能為外顯率降低的常染色體顯性遺傳，X性連鎖遺傳不除外，但此案例中患者除患有PWS外，同時合并第五手指屈曲畸形，更傾向于某種基因遺傳疾病而并非單純性的PWS，但另一男性患者僅患有PWS，而無其他損害，也可能其畸形問題并未顯現(xiàn)。在一項大樣本(217例)臨床研究中，72例(25.4%)患者具有陽性家族史[8]，另一項大樣本(240例)研究也表明27%的患者具有陽性家族史[9]，因此PWS是否為遺傳性疾病仍然存在爭議。此外，也曾有研究人員認(rèn)為PWS可能為RASA1基因突變所致，Troilius Rubin等[9]采集了254例患者信息，篩選出65例患者(具有陽性家族史且僅患有PWS)及16例患或不患病親屬，采集血樣，但在上述人群中均未發(fā)現(xiàn)該突變基因，由此認(rèn)為PWS與RASA1基因并無相關(guān)性。

1.2 GNAQ和其他體細(xì)胞基因突變 Shirley等[10]發(fā)現(xiàn)88%的Sturge-Weber綜合征患者(26例)和92%的非綜合征性PWS患者(13例)的受累組織樣本中，成功鑒定出了GNAQ基因突變，其為非同義單核苷酸變異體c.548G→A，精氨酸183谷氨酰氨 (p.Arg183Gln)。隨后采用人胚腎細(xì)胞進(jìn)一步驗證，突變細(xì)胞中，c-Jun氨基末端激酶(c-JunN-terminal kinases，JNK)和細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extra-cellular signal regulated kinases，ERK)活性增加，而該酶可增強(qiáng)細(xì)胞活性，推測可能與血管新生有一定相關(guān)性。

Frigerio等[11]采用二代測序的方式對12例PWS患者的皮損以及正常皮膚進(jìn)行了比對，在1例患者中發(fā)現(xiàn)了一種新型的體細(xì)胞突變體GNAQ, c.547C→G, Arg183Gly，等位基因頻率為4%，9例為GNAQ c.548G→A, p.Arg183Gln，等位基因突變頻率為1.73%～7.42%。Tan等[12]在10例PWS患者中鑒定出8例患者的樣本中存在GNAQ突變。其中6例患者的突變主要位于PWS皮損的血管中。在這6例患者中有2例患者的結(jié)締組織中也存在相同類型突變，而在表皮、毛囊、腺體部位未發(fā)現(xiàn)該突變。另外2例患者的結(jié)締組織和/或毛囊或腺體存在突變，但在表皮或血管處未發(fā)現(xiàn)突變。體外實驗中，GNAQ(R183Q)可誘導(dǎo)絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen Activated Protein Kinase, MAPK)的活化[10]，至于PWS皮損中該信號通路是否被激活尚不明確。而另一項研究表明，在嬰兒和成人PWS的血管中，c- JNK和ERK呈持續(xù)活化狀態(tài)[13]，本研究中GNAQ基因存在于60%患者的血管中，這提示，GNAQ(R183Q)與激酶(JNK和ERK)間可能存在相關(guān)性。

Lian等[14]采用目標(biāo)序列捕獲測序技術(shù)(對包括GNAQ在內(nèi)的275個已知癌基因的編碼序列進(jìn)行測序)對一例PWS患者皮損和正常皮膚進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)PWS受累組織中存在GNAQ、SMARCA4、EPHA3、MYB、PDGFR-β和PIK3CA等突變基因。SMARCA4與胚胎期血管的形成密切相關(guān)，尤其是對靜脈的形成具有重要作用，若該基因突變，可致血管壁變薄、血管不連續(xù)等變化[15]。Eph/ephrin信號通路可調(diào)節(jié)血管新生，其中EphA3可調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞的粘附、遷移、排斥，其排斥作用可能會導(dǎo)致血管的擴(kuò)張[16]。血小板源生長因子(Platelet-derived growth factor, PDGF)與血管的生成密切相關(guān)，PDGF的配體PDGF-BB可通過調(diào)控PDGFR-β從而抑制血管瘤干細(xì)胞產(chǎn)生脂肪，突變的PDGFR-β基因可能與PDGF-BB不可逆結(jié)合，從而影響PWS中脂肪的形成[17]。PIK3CA基因編碼PI3K蛋白，PI3K-AKT信號通路可調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、血管的新生。PIK3CA基因突變在CLOVES綜合征和巨頭畸形-毛細(xì)血管畸形綜合征中已被證實，因此其可能與毛細(xì)血管畸形和靜脈畸形密切相關(guān)[18,19]。

2 血管組成成分異常

PWS的本質(zhì)是一種毛細(xì)血管和后微靜脈的畸形，其中擴(kuò)張血管的直徑約為10 μm ～150 μm，一般位于真皮層的150 μm ～750 μm。研究表明血管擴(kuò)張畸形可能與其血管組成成分異常有一定相關(guān)性。

Tan等[20]對2例患兒(9月及12月齡)的PWS皮損進(jìn)行了分析，在真皮的同等深度，正常皮膚的血管直徑約為15 μm，而兩例患兒的血管直徑高達(dá)85 μm。Giemsa染色顯示大量的毛細(xì)血管后微靜脈樣血管增生，血管基底膜增厚。透射電鏡發(fā)現(xiàn)周細(xì)胞數(shù)量和基底膜帶層數(shù)均增多，血管壁增厚，內(nèi)皮細(xì)胞間鉚釘結(jié)構(gòu)存在，血管內(nèi)皮細(xì)胞間的附著斑消失。免疫組化發(fā)現(xiàn)周細(xì)胞中α-SMA表達(dá)缺失。平滑肌細(xì)胞胞質(zhì)大量無定形物質(zhì)形成。Verhoeff-Van Gieson顯示大量過度增生的膠原和彈力纖維包繞血管，膠原纖維散亂排列。其中周細(xì)胞α-SMA的缺失，提示其可能導(dǎo)致血管擴(kuò)張。大量小血管表現(xiàn)為基底膜增厚，并無明顯的血管擴(kuò)張，因此血管壁的增厚可能先于血管擴(kuò)張出現(xiàn)?？偟膩碚f，周細(xì)胞增殖、基底膜增厚，平滑肌變性，膠原纖維和彈力纖維變性、肥厚，最終導(dǎo)致了PWS的形成。然而另有學(xué)者認(rèn)為PWS的形成不僅為血管的畸形，而是皮膚全層的異常改變[20]。

Gao等[21]采用透射電鏡觀察了PWS增厚型、結(jié)節(jié)型以及正常皮膚的超微結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)在增厚型和結(jié)節(jié)型PWS中血管內(nèi)皮細(xì)胞、血管周圍細(xì)胞、成纖維細(xì)胞均含有大量的細(xì)胞器，如線粒體、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和囊泡、高爾基復(fù)合體等，同時在多例皮損中發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)皮細(xì)胞及成纖維細(xì)胞均為雙核，處于高度活躍狀態(tài)。正常皮膚中，膠原纖維的寬度是1 μm～5 μm，而PWS中，膠原纖維寬度為5 μm～150 μm，這可能為成纖維細(xì)胞高度活躍所致，這與Tan等[20]的研究結(jié)果一致。部分成纖維細(xì)胞處于退化狀態(tài)，膠原纖維的排列方向各異。同時出現(xiàn)張力纖維增粗，半橋粒減少、基膜變薄，表、真皮的連接結(jié)構(gòu)崩解。因此PWS不僅累及真皮層的血管及膠原，表皮亦可受累。

3 血管生長相關(guān)因子異常

血管的形成過程極為復(fù)雜，其中血管生長相關(guān)因子如血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)、堿性成纖維細(xì)胞生長因子、雌激素受體等均可促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖、血管形成。

曾有研究顯示VEGF在增殖型血管瘤中大量表達(dá)，其可促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移，與血管瘤的形成密切相關(guān)[22]。而Vural[23]等對12例PWS患者的組織進(jìn)行了免疫組織化學(xué)的分析，發(fā)現(xiàn)PWS患者皮損中VEGF和VEGF-R2的表達(dá)量明顯高于正常對照組，說明VEGF及其受體可能與PWS的發(fā)病及疾病進(jìn)展密切相關(guān)。脈沖染料激光治療PWS的清除率約20%，療效差與血管的新生密切關(guān)系，VEGF和VEGF-R2可能在PWS復(fù)發(fā)中亦占有重要地位，因此VEGF和VEGF-R2可能成為PWS治療的靶點。

4 組織中蛋白激酶異?；罨?/h2>

蛋白激酶(kinase)是一類可催化蛋白質(zhì)磷酸化反應(yīng)的酶，從而改變相應(yīng)蛋白質(zhì)的活性。研究表明MAPK、ERK、JNK等蛋白激酶的活化與血管的新生密切相關(guān)。Shirley[10]等已發(fā)現(xiàn)PWS受累組織樣本中存在GNAQ基因的突變，同時在體外研究中發(fā)現(xiàn)，ERK、JNK活性在突變體中有適度增加。那么是否在PWS皮損中也存在同樣的變化呢？

Tan等[13]發(fā)現(xiàn)ERK/C-JNK/PI3K/P70S6K在成人和兒童皮損中高表達(dá)，AKT /PI3K在成人增厚型PWS中高表達(dá)，而PLC-γ僅在結(jié)節(jié)型中表達(dá)，上述結(jié)果表明在PWS不同的階段，各激酶的活化情況各有不同，ERK/C-JNK在PWS組織中首先被激活，這可能對PWS的發(fā)病機(jī)制和進(jìn)展有重要關(guān)系，AKT、PI3K隨后被激活，參與PWS血管壁增厚，PLC-γ在PWS初期被激活，可參與結(jié)節(jié)形成。JNK/ERK、AKT/PI3K、PLC-γ順序激活，因此在不同的階段激活不同的酶，從而出現(xiàn)不同的臨床表現(xiàn)。

另有研究對增厚型和結(jié)節(jié)型PWS進(jìn)行了分析，與鄰近正常皮膚中的血管內(nèi)皮細(xì)胞相比，PI3K通路在其中發(fā)揮著重要作用，PKC-α, PI3K, PDPK1, PLC-γ以及PP2A、DAG 等蛋白表達(dá)上升，在結(jié)節(jié)型PWS中，成纖維細(xì)胞也表現(xiàn)出PKC-α, PI3K, PDPK1, PLC-γ，DAG 高表達(dá)[24]。以上說明PKC-α, PI3K信號通路對PWS增厚和結(jié)節(jié)形成具有重要作用。

5 血管神經(jīng)比例異常

PWS的實質(zhì)是血管的擴(kuò)張畸形。曾有假設(shè)認(rèn)為血管擴(kuò)張畸形是由于調(diào)控血管舒縮的神經(jīng)減少所致。Smoller等[25]采用S100標(biāo)記神經(jīng)發(fā)現(xiàn)在正常皮膚中，約75%±11%的血管與神經(jīng)相關(guān)，而PWS中，僅有17%±3%的血管與神經(jīng)相關(guān)，因此PWS中圍繞血管的神經(jīng)明顯減少，血管的舒縮功能減弱。皮膚的神經(jīng)在胚胎形成第二個月發(fā)生，初期在真皮深層形成神經(jīng)網(wǎng)，隨后向真皮淺層及基底層生長，因此，神經(jīng)纖維的減少可能在胚胎時期就已經(jīng)發(fā)生，并且主要發(fā)生于皮損局部[26]。Rydh等[27]采用間接免疫組化法對蛋白基因產(chǎn)品9.5、神經(jīng)元特異性烯醇化酶、降鈣素基因相關(guān)肽、神經(jīng)絲等在皮膚中的分布情況進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)真皮中深層擴(kuò)張的血管神經(jīng)支配減少，其周圍神經(jīng)纖維僅為單一或無神經(jīng)纖維支配，而皮膚的其他結(jié)構(gòu)周圍神經(jīng)纖維密度正常。

Lanigan等[28]采用激光多普勒和反射分光光度計檢測在皮膚上使用血管舒張劑(1.0%煙酸甲酯、10.0%水楊酸乙二醇、0.1%辣椒素BPC)和血管收縮劑(氟氫縮松)后，皮膚血流量和氧合血紅蛋白的變化，發(fā)現(xiàn)無論是采用血管舒張劑或者收縮劑，與對側(cè)正常皮膚相比，PWS患者皮損中血流量和氧合血紅蛋白含量的變化均較小，說明血管對外界刺激的反應(yīng)較弱，支配血管的神經(jīng)數(shù)量可能較少。Selim等[29]采用共聚焦顯微鏡免疫熒光的方式分別標(biāo)記血管內(nèi)皮細(xì)胞(CD31)和神經(jīng)纖維(PGP9.5)以驗證血管和神經(jīng)纖維的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)正常皮膚中血管的直徑一般在6.2μm～28.9μm，血管密度6.2×10-3μm3/μm3，神經(jīng)纖維密度10.7×10-3μm3/μm3，而PWS皮損中血管直徑28.2μm～227.8μm，血管密度24.7×10-3μm3/μm3，神經(jīng)纖維密度0.6×10-3μm3/μm3，可知PWS皮損中神經(jīng)纖維的密度明顯低于正常皮膚的密度，因此PWS擴(kuò)張畸形極有可能與胚胎發(fā)育期皮膚中神經(jīng)發(fā)育異常相關(guān)。

結(jié)語綜上所述，PWS的發(fā)病與多種因素密切相關(guān)，GNAQ突變、血管組成成分異常、血管生長相關(guān)因子異常、組織中蛋白激酶異?；罨?、血管神經(jīng)比例異常均在PWS的發(fā)病中占有重要地位，其中合子后GNAQ基因突變?yōu)橹饕蛩?，其可激活?xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶，從而導(dǎo)致PWS進(jìn)一步進(jìn)展，而血管神經(jīng)比例失調(diào)以及血管成分的異常，均可導(dǎo)致血管異常的擴(kuò)張，而組成血管的內(nèi)皮細(xì)胞、周細(xì)胞活躍可加速疾病進(jìn)展，血管相關(guān)生長因子上調(diào)亦可促進(jìn)血管形成。多種因素相互作用，導(dǎo)致疾病進(jìn)展。已有研究表明PWS皮損中VEGF、VEGFR表達(dá)上調(diào)，因此曾有學(xué)者采用噻嗎洛爾聯(lián)合PDL治療PWS，然而與單用PDL相比，并無明顯差異[30]。PWS的治療仍是目前全世界的難題，因此針對其發(fā)病機(jī)制所制定的治療方案仍需進(jìn)一步研究。