煙霧病易感因素研究進(jìn)展

郭鵬宇 張豪杰 張?jiān)鲇?李怡萌 范亞杰 齊金博 盧壯壯 邱艷艷 楊靜怡 邢紅霞 李超堃

煙霧病是一種以雙側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈末端及大腦前動(dòng)脈、大腦中動(dòng)脈起始部慢性進(jìn)行性狹窄或閉塞為特征，并繼發(fā)顱底異常血管網(wǎng)形成的腦血管疾病。東亞地區(qū)是煙霧病的高發(fā)地區(qū)，韓國、日本發(fā)病率較中國高，女性患病率高于男性，且家族性病例較散發(fā)病例臨床表現(xiàn)更為嚴(yán)重[1]。煙霧病患者發(fā)病年齡呈雙峰分布，兒童發(fā)病高峰在5歲左右，以腦缺血為主，成人發(fā)病高峰在40歲左右，以腦出血為主，歐洲發(fā)病情況則與之不同[2]。

煙霧病是血管生成異常性疾病，其發(fā)生、發(fā)展與血管管壁相關(guān)基因異常、血管生成內(nèi)因子環(huán)境有著密不可分的關(guān)系。此外，血管病理顯示管壁有淋巴浸潤，提示炎性反應(yīng)參與其中[3]。筆者從遺傳、機(jī)體內(nèi)環(huán)境、免疫3種因素對(duì)煙霧病的發(fā)生發(fā)展進(jìn)行綜述如下。

1 遺傳因素

煙霧病患者存在種族易感性和家族聚集性，其發(fā)生、發(fā)展與遺傳因素有密切關(guān)系。病理學(xué)研究顯示，煙霧血管病變?cè)谘軆?nèi)皮、血管平滑肌以及細(xì)胞外基質(zhì)3個(gè)方面均有體現(xiàn)，其易感基因主要集中在內(nèi)皮細(xì)胞表型相關(guān)基因環(huán)指蛋白213(ring finger protein 213，RNF213)、血管平滑肌細(xì)胞相關(guān)基因血管平滑肌細(xì)胞特異性肌動(dòng)蛋白(vascular smooth muscle cell specific isoform of α-actin，ACTA2)、可溶性鳥苷酸環(huán)化酶α亞單位 (soluble guanylyl cyclase alpha subunit，GUCY1A3)、內(nèi)皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase，eNOSase)及細(xì)胞外基質(zhì)代謝平衡相關(guān)的基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)、金屬蛋白酶組織抑制劑(tissue inhibitor of metalloproteinases,TIMPs)基因家族。

1.1 RNF213

自2000年，人們發(fā)現(xiàn)煙霧病與神經(jīng)纖維瘤病Ⅰ型關(guān)系以來，研究目光逐漸鎖定了神經(jīng)纖維瘤?、裥突蛩诘?7號(hào)染色體。2000年至2010年的研究主要圍繞易感基因染色體定位問題展開。研究人員通過開展兩點(diǎn)、多點(diǎn)、全基因組基因連鎖分析以及微衛(wèi)星標(biāo)記分析，一步步將遺傳區(qū)間縮小，最終確定煙霧病易感基因位于17q25。2010年至2013年，人們確認(rèn)了RNF213基因?yàn)闁|亞地區(qū)煙霧病的首個(gè)易感基因，并對(duì)其變異情況以及可能的作用進(jìn)行了初步探究。2013年之后，RNF213基因編碼的蛋白質(zhì)的功能性研究已成為一個(gè)亟待解決的問題，對(duì)RNF213與其他基因以及信號(hào)通路的相互作用可能成為煙霧病研究的突破點(diǎn)。

1.1.1煙霧病易感基因的染色體定位研究(2000年至2010年)：由于神經(jīng)纖維瘤?、裥椭虏』蛞炎C實(shí)位于17q11.2，2000年人們對(duì)24個(gè)日本家系煙霧病患者的17號(hào)染色體進(jìn)行了微衛(wèi)星標(biāo)記基因連鎖分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，D17S939位點(diǎn)與煙霧病存在相關(guān)性(最大優(yōu)勢(shì)對(duì)數(shù)計(jì)分，maximum log10odds score,MLS=3.11)；多點(diǎn)連鎖分析結(jié)果提示，致病基因在D17S785～D17S836之間9 cM的區(qū)域內(nèi)(MLS=4.58)，初步證實(shí)了煙霧病相關(guān)基因位于17q25[4]。隨后，研究人員檢測(cè)到該9 cM區(qū)域內(nèi)存在65個(gè)基因，并對(duì)其中的9個(gè)基因進(jìn)行基因測(cè)序，但未發(fā)現(xiàn)與煙霧病有關(guān)的基因異常[5]。但這并不代表17q25無遺傳意義，提示后續(xù)研究需要進(jìn)一步縮小檢測(cè)范圍。2008年研究人員對(duì)15個(gè)家系患者進(jìn)行全基因組基因連鎖分析，同時(shí)對(duì)17q25-qter的12.5 Mb區(qū)間進(jìn)行微衛(wèi)星標(biāo)記，結(jié)果均提示常染色體顯性伴不完全外顯煙霧病主要致病基因位于17q25.3[6]。后續(xù)研究進(jìn)一步將候選易感基因區(qū)間縮小至D17S1806-17qter這一3.5 Mb的區(qū)間內(nèi)[7]。研究團(tuán)隊(duì)對(duì)先前研究的15個(gè)煙霧病家系并2個(gè)新煙霧病家系進(jìn)行了基因連鎖分析和精確定位，對(duì)17q25.3區(qū)域內(nèi)40個(gè)基因中的CARD14、Raptor和AAIK基因進(jìn)行了測(cè)序，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，位于Raptor基因轉(zhuǎn)錄區(qū)1480位點(diǎn)的ss161110142等位基因在亞洲煙霧病人群中的出現(xiàn)頻率顯著高于對(duì)照組，但未在高加索人群中檢測(cè)到，進(jìn)一步證實(shí)17q25為家族性煙霧病相關(guān)基因位點(diǎn)[8]。

1.1.2煙霧病易感基因RNF213基因的確定(2010年至2013年)：2010年，對(duì)東亞地區(qū)3個(gè)國家42個(gè)煙霧病家系進(jìn)行的全基因組關(guān)聯(lián)分析顯示，煙霧病與17q25.3區(qū)基因多態(tài)性存在關(guān)聯(lián)，利用對(duì)外顯子組的分析，RNF213基因存在rsl12735431(p.R4810K)突變[8]。在東亞人群中進(jìn)行的病例對(duì)照研究也顯示，p.R4810K與煙霧病密切相關(guān)，rsl12735431位點(diǎn)基因突變者煙霧病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)為未突變者的111.8倍[9]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，對(duì)斑馬魚RNF213基因進(jìn)行敲除后，主干動(dòng)脈管壁出現(xiàn)不規(guī)則病變及異常血管形成，提示了RNF213基因可能參與了顱內(nèi)血管生成相關(guān)的信號(hào)通路調(diào)控過程[9]。隨后，研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)p.R4810K變異與日本、韓國人群相關(guān)性強(qiáng)，而在中國人群中出現(xiàn)頻率較低，在東南亞人群中未發(fā)現(xiàn)此變異[10]。日本、韓國人群基因變異呈單峰分布，而中國人群可能不是一種基因變異占主導(dǎo)。有學(xué)者對(duì)72例日本煙霧病患者進(jìn)行了全基因連鎖分析研究,對(duì)17q25-ter區(qū)間重點(diǎn)篩查，發(fā)現(xiàn)95%的家族性煙霧病患者及79%的散發(fā)煙霧病患者均存在RNF213基因p.R4859K(c.14576G>A)突變，進(jìn)一步證明RNF213基因?yàn)闁|亞地區(qū)煙霧病的首個(gè)易感基因[11]。2012年，對(duì)中國煙霧病的研究顯示，除R4810K變異，還檢出P4007R、 Q4367L、A4399T等8個(gè)變異[12]，其中R4810K變異與臨床缺血癥狀相關(guān)，而A4399T變異與臨床出血癥狀相關(guān)。2017年，對(duì)日本煙霧病患兒的研究中發(fā)現(xiàn)p.Glu996Lys、p.His4058Pro等新的變異[13]。此外，中國煙霧病發(fā)病男 ∶ 女=1.3∶1,日本則為1∶1.8[12]，提示不同地區(qū)及種族，有著不同的流行病學(xué)表現(xiàn)和不同的RNF213基因變異譜[14]。

1.1.3RNF213功能與煙霧病發(fā)生發(fā)展(2013年始):RNF213基因長度為137 922 bp，由68個(gè)外顯子組成，編碼蛋白分子量為596 000 Da，研究發(fā)現(xiàn)干擾素β通過結(jié)合RNF213啟動(dòng)子區(qū)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄活化子1位點(diǎn)，啟動(dòng)RNF213的表達(dá)，RNF213環(huán)指蛋白具有AAA+腺苷三磷酸酶( adenosine triphosphatase，ATPase)和泛素連接酶活性[15-16]，其在組織細(xì)胞胞質(zhì)中廣泛存在，大小類似于核糖體，大部分以寡聚狀態(tài)存在，在ATP、底物蛋白以及協(xié)同因子的作用下轉(zhuǎn)化成聚合狀態(tài)進(jìn)而行使功能。聚合和寡聚狀態(tài)分別由第1個(gè)和第2個(gè)AAA+ATPase操控，其中每個(gè)AAA+ATPase 各有一套A序列與B序列，分別結(jié)合ATP與Mg2+。泛素化連接酶活性區(qū)域，則參與細(xì)胞生理活動(dòng)，如細(xì)胞周期、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、DNA 修復(fù)和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)等。

RNF213基因在體內(nèi)組織廣泛表達(dá)，且在免疫組織中表達(dá)活性最高[11]。RNF213基因變異多集中在編碼蛋白的環(huán)指區(qū)與羧基端之間，可能參與內(nèi)皮祖細(xì)胞(endothelial progenitor cells,EPCs)對(duì)血管內(nèi)皮的修復(fù)調(diào)節(jié)[14]。存在R4810K變異的內(nèi)皮細(xì)胞，其細(xì)胞外基質(zhì)相關(guān)基因表達(dá)下調(diào)，細(xì)胞骨架蛋白表達(dá)下調(diào)，基因轉(zhuǎn)錄剪接蛋白表達(dá)上調(diào)[17]。RNF213 p.R4810K變異會(huì)導(dǎo)致AAA+ATPase的蛋白結(jié)構(gòu)長期陷入聚合狀態(tài)，而聚合狀態(tài)所發(fā)揮的生理功能會(huì)影響血管生成能力。研究人員通過基因本體論分析，發(fā)現(xiàn)RNF213的表達(dá)與感染、炎性反應(yīng)相關(guān)基因表達(dá)有顯著相關(guān)性，而磷脂酰肌醇-3激酶-蛋白激酶B與蛋白激酶R通路與RNF213表達(dá)上調(diào)有關(guān)[18]。該研究提示了炎性反應(yīng)、感染等環(huán)境因素在煙霧病易感基因攜帶者中發(fā)病的重要作用，同時(shí)也表明了蛋白構(gòu)象與疾病存在密切聯(lián)系。

內(nèi)皮細(xì)胞受損脫落后，若得不到循環(huán)池中的EPCs的有效修復(fù)，血管平滑肌細(xì)胞將啟動(dòng)增生修復(fù)，導(dǎo)致內(nèi)膜增生。平滑肌細(xì)胞的遷移、增生、分化受內(nèi)皮細(xì)胞調(diào)控，有絲分裂功能障礙將導(dǎo)致調(diào)控過程出現(xiàn)異常，進(jìn)而導(dǎo)致血管生成異常。內(nèi)皮細(xì)胞RNF213基因敲除后，通過調(diào)節(jié)細(xì)胞周期促因子的表達(dá)，進(jìn)而降低細(xì)胞的增殖和血管生成[18]，而RNF213 p.R4810K變異會(huì)導(dǎo)致有絲分裂時(shí)間延長，抑制細(xì)胞增生[19]。另外，在內(nèi)皮細(xì)胞中RNF213通過下調(diào)MMP的表達(dá)，影響細(xì)胞外基質(zhì)的重構(gòu)[18]。煙霧病起源自血管病變，有學(xué)者從血管新生的角度，提出煙霧血管征象與微囊蛋白-1(caveolin-1,CAV-1)的表達(dá)異常有關(guān)[20]。CAV-1參與物質(zhì)囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，是細(xì)胞信號(hào)分子整合平臺(tái)，對(duì)于血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)誘導(dǎo)的血管再生、EPCs趨化募集起至關(guān)重要的作用。研究表明RNF213的表達(dá)異常會(huì)使CAV-1表達(dá)水平下降，在RNF213變異的煙霧病患者，確實(shí)發(fā)現(xiàn)CAV-1表達(dá)降低[21]，并進(jìn)一步指出煙霧病是一種CAV-1表達(dá)失常所導(dǎo)致的疾病，內(nèi)皮功能損傷和細(xì)胞因子的表達(dá)失調(diào)并非其直接致病原因[20]。研究也發(fā)現(xiàn)CAV-1表達(dá)水平下降，會(huì)使血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖能力上升，同時(shí)內(nèi)皮細(xì)胞的分化在血管管樣改建中的作用下降[22]，進(jìn)一步佐證煙霧血管病變與CAV-1的關(guān)系。

RNF213基因c.14576G>A突變純合與否，可預(yù)測(cè)煙霧病的早發(fā)風(fēng)險(xiǎn)和癥狀嚴(yán)重程度。純合突變發(fā)病早，病程急，病變可涉及到顱外血管，預(yù)后也較差，而雜合突變與疾病表型無明顯相關(guān)性[23]。近年來發(fā)現(xiàn)RNF213 p.R4810K純合變異在未患病人群中也可存在，并且在具有相同變異程度情況的孿生子之間，也可表現(xiàn)出不同的臨床表型[24]。以上結(jié)果提示，煙霧病異質(zhì)性不能簡(jiǎn)單歸結(jié)于基因變異程度問題，環(huán)境因素也有很大作用[25]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示，RNF213同源變異(RNF213,p.R4828K)在小鼠體內(nèi)并不能充分誘導(dǎo)煙霧病的形成，多種繼發(fā)環(huán)境因素參與煙霧病的發(fā)病過程[26]。小鼠實(shí)驗(yàn)中，RNF213基因敲除聯(lián)合慢性缺氧誘導(dǎo)，可觀察到血管新生能力提高，同時(shí)伴隨有不正常的血管新生現(xiàn)象[27]，證實(shí)環(huán)境因素與遺傳因素共同決定了煙霧病的發(fā)生。此外，短暫堵塞小鼠大腦中動(dòng)脈6 h后，缺血大腦半球內(nèi)的神經(jīng)元會(huì)誘導(dǎo)表達(dá)RNF213[28]，對(duì)比體內(nèi)和體外研究，血管新生與體內(nèi)環(huán)境有很大關(guān)系，對(duì)于RNF213基因敲除小鼠，施加免疫佐劑后，發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞比例下降，說明RNF213與免疫穩(wěn)態(tài)存在聯(lián)系[29]。近年來研究發(fā)現(xiàn)，RNF213基因可能通過無翅型MMTV整合位點(diǎn)家族通路、干擾素β通路，或者通過參與調(diào)節(jié)非線粒體耗氧過程來發(fā)揮相關(guān)作用[30]。結(jié)合臨床資料，我們推測(cè)，RNF213一方面通過基因過表達(dá)抑制有絲分裂關(guān)鍵蛋白垂體瘤轉(zhuǎn)化基因-1的表達(dá)，影響血管新生；另一方面變異的RNF213基因通過在細(xì)胞周期和增生層面發(fā)揮作用，影響內(nèi)皮細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，發(fā)揮致病作用。

1.2 平滑肌細(xì)胞功能相關(guān)基因

血管張力的改變會(huì)導(dǎo)致平滑肌細(xì)胞的增殖，進(jìn)而引起煙霧血管樣改變。平滑肌細(xì)胞張力的調(diào)節(jié)，一方面與編碼肌動(dòng)蛋白α2的ACTA2基因(位于10q23.3)有關(guān)，ACTA2基因突變會(huì)導(dǎo)致肌動(dòng)蛋白α2的結(jié)構(gòu)異常，影響其在細(xì)胞重塑過程中的作用；另一方面與一氧化氮-可溶性鳥苷酸環(huán)化酶-環(huán)磷鳥苷 (Nitric oxide-soluble guanylate cyclase-cyclic guanosinc monophosphate，NO-sGC-cGMP)信號(hào)通路有關(guān)，該通路中重要調(diào)節(jié)酶eNOSase和sGC變異，會(huì)引起信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)異常，導(dǎo)致發(fā)病。

1.2.1ACTA2與煙霧?。荷砬闆r下，由ACTA2基因編碼的肌動(dòng)蛋白α是構(gòu)成細(xì)肌絲的主要成分，細(xì)肌絲與粗肌絲共同行使功能參與血管的舒縮，維持血管張力。ACAT2基因突變使肌動(dòng)蛋白α含量下降，導(dǎo)致平滑肌細(xì)胞從分化成熟的收縮表型向去分化狀態(tài)的合成表型轉(zhuǎn)化，并伴隨平滑肌細(xì)胞的遷移、增生，進(jìn)而導(dǎo)致管腔狹窄[31]。

臨床研究發(fā)現(xiàn)，ACTA2基因6號(hào)外顯子R179H(雜合子)突變的患者，均表現(xiàn)雙側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈末端狹窄這一煙霧病影像學(xué)特征[32]。然而,在日本、歐洲及中國煙霧病患者中并未發(fā)現(xiàn)ACTA2基因的突變，有些學(xué)者因此提出ACTA2基因不是日本、歐洲及中國的一個(gè)易感基因[33]，這可能與樣本量小、環(huán)境因素不同、煙霧病鑒別標(biāo)準(zhǔn)不一致有關(guān)。

1.2.2GUCY1A3、eNOSase與煙霧?。簾熿F病患者病理性內(nèi)膜增生和血流的剪切力改變有密切關(guān)系[34]。動(dòng)脈分叉處血液由層流變?yōu)橥牧?，剪切力發(fā)生改變，而NO-sGC-cGMP信號(hào)通路能夠改變剪切力對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞損傷的影響。該信號(hào)通路的改變可引起平滑肌細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)異常，頸內(nèi)動(dòng)脈分叉處血管重建的異常，其中eNOSase和sGC是該通路中的靶點(diǎn)環(huán)節(jié)。

eNOSase主要作用為調(diào)節(jié)血壓，維持血管穩(wěn)態(tài)，該酶的變異會(huì)導(dǎo)致NO合成異常，引起血管病變。sGC是由α、β兩個(gè)亞基組成的異二聚體，有α1β1、α2β1、α1β2、α2β2 4種亞型，其中α1是由GUCY1A3基因(4q31.3-q33|4q31.1-q31.2)編碼，有學(xué)者提出GUCY1A3錯(cuò)義突變和單倍不足會(huì)破壞NO信號(hào)通路，從而導(dǎo)致煙霧病的發(fā)生[35]。后續(xù)有研究結(jié)果表明，缺乏α1β1型sGC的平滑肌細(xì)胞對(duì)NO反應(yīng)遲鈍，從而使血管動(dòng)力學(xué)改變的地方出現(xiàn)了異常血管的重建[36]。GUCY1A3(c.1550G>A，p.Cys517Tyr)突變導(dǎo)致sGC羧基末端的33個(gè)殘基缺失，使得sGC催化區(qū)的折疊發(fā)生改變；小鼠動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，sGC羧基末端殘基與sGC的催化活性有關(guān)，其缺失會(huì)導(dǎo)致cGMP的含量降低、NO信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路異常[35,37]。以上結(jié)果提示，NO通路的改變可能參與了煙霧病的發(fā)生發(fā)展。

1.3 細(xì)胞外基質(zhì)相關(guān)基因

內(nèi)皮細(xì)胞可合成分泌MMPs，同時(shí)也分泌TIMPs,而TIMPs在多個(gè)環(huán)節(jié)中抑制MMPs的活性，與MMPs共同維持細(xì)胞外基質(zhì)降解的平衡。正常血管內(nèi)皮中MMPs和TIMPs多以無活性的酶原形式存在。血管內(nèi)皮受損后，MMPs和TIMPs被激活,參與細(xì)胞外基質(zhì)膠原的重建過程,以便恢復(fù)血管組織結(jié)構(gòu)和功能。研究發(fā)現(xiàn)，煙霧病患者體內(nèi)MMPs與TIMPs的表達(dá)處于不平衡狀態(tài)，表現(xiàn)為細(xì)胞外基質(zhì)降解減少、合成增多，以及血管平滑肌細(xì)胞的增生，最終導(dǎo)致煙霧樣血管的形成[38]。

1.3.1MMP基因:MMP家族蛋白能降解各種細(xì)胞外基質(zhì)的蛋白成分,在血管生成方面發(fā)揮著重要作用。MMP-2基因(16q21)由13個(gè)外顯子和12個(gè)內(nèi)含子所組成，結(jié)構(gòu)基因總長度為27 kb。2014年對(duì)韓國家族性煙霧病的研究中發(fā)現(xiàn)，MMP-2 -1575GA/1306CC基因多態(tài)性是煙霧病的易感因素，而這兩者中單獨(dú)一種基因型頻率在正常人與煙霧病患者之間差異不大[39]，因此需要進(jìn)一步去證實(shí)。

MMP-3基因(11q23)主要功能是降解細(xì)胞外基質(zhì)和激活其他MMP。臨床研究顯示，煙霧病患者血清MMP-3表達(dá)水平顯著降低，推測(cè)其低表達(dá)與發(fā)病相關(guān)[40]。2014年和2015年，兩組不同的研究先后報(bào)道了中國漢族人群MMP-3基因多態(tài)性與煙霧病的關(guān)系，均發(fā)現(xiàn)MMP-3的1171位點(diǎn)多態(tài)性與煙霧病相關(guān)[41-42]。該變異在第 1171 位點(diǎn)啟動(dòng)子區(qū)插入或者刪除變異體，分別稱為5A、6A型變異。5A型變異使MMP-3啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄活性增強(qiáng)，使MMP-3高表達(dá)；6A型則降低MMP-3的表達(dá)。當(dāng)發(fā)生6A型變異時(shí)， MMP-3表達(dá)水平降低，使其與TIMPs之間不能維持平衡，導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)降解減少和細(xì)胞外基質(zhì)重建，引起血管狹窄，導(dǎo)致煙霧病的發(fā)生[38]。

MMP-9基因(20q11.1-13.1)主要功能是降解和重塑細(xì)胞外基質(zhì)的動(dòng)態(tài)平衡。研究發(fā)現(xiàn)，煙霧病患者血清MMP-9水平顯著升高，提示MMP-9表達(dá)上調(diào)可以使血-腦屏障結(jié)構(gòu)改變，加重出血進(jìn)程[38,40]。另一方面，由于血管生成需要血管基底膜的降解以及細(xì)胞外基質(zhì)的重構(gòu)，MMP-9的高表達(dá)有助于形成廣泛的煙霧狀血管。

1.3.2TIMPs基因：TIMPs家族是一個(gè)多基因家族的編碼蛋白，是MMPs活性的特異性抑制劑，調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)的代謝，參與細(xì)胞增殖等活動(dòng)。研究顯示，煙霧病患者血漿中TIMP-1和TIMP-2表達(dá)水平降低，推測(cè)TIMP-1與TIMP-2基因表達(dá)下調(diào)可能導(dǎo)致平滑肌細(xì)胞動(dòng)員、遷移和增殖，促進(jìn)血管狹窄[40]。在研究煙霧病患者血清MMP-9和TIMP-1表達(dá)變化時(shí)發(fā)現(xiàn)，患者血清TIMP-1水平和MMP-9/TIMP-1均高于對(duì)照者，且MMP-9與TIMP-1的表達(dá)變化呈正相關(guān)[43]，說明MMP-9與TIMP-1的表達(dá)處于失衡狀態(tài)，這很可能是煙霧病的發(fā)病基礎(chǔ)。

2 內(nèi)環(huán)境因素

相對(duì)于健康人，煙霧病患者血清中堿性成纖維細(xì)胞生長因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)、肝細(xì)胞生長因子(hepatocyte growth factor，HGF)、VEGF表達(dá)水平及EPCs的數(shù)量均明顯升高[44-45]。血管生長因子，如VEGF、bFGF、轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)及其受體以及黏附分子、有絲分裂原等在血管形成中發(fā)揮著重要作用[45-46]。此外，RNF213 基因表達(dá)降低可使bFGF、TGF-1、MMP-9 等基因表達(dá)升高[42]。這些結(jié)果說明煙霧病的發(fā)生、發(fā)展離不開血管生成的內(nèi)環(huán)境因素。

2.1 VEGF

VEGF蛋白家族及其受體可刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞增生，增加血管通透性，可能是血管新生過程的始發(fā)因素[8]。研究發(fā)現(xiàn)，VEGF可刺激平滑肌細(xì)胞移行,趨化募集血管EPCs，使病變血管內(nèi)膜增厚，促進(jìn)側(cè)支循環(huán)和異常血管網(wǎng)的形成[8-9、46]。以上結(jié)果表明，血清高濃度的VEGF導(dǎo)致病變動(dòng)脈內(nèi)膜進(jìn)行性增厚，引起血管狹窄閉塞，同時(shí)，VEGF有效促進(jìn)煙霧病側(cè)支循環(huán)和異常血管網(wǎng)的形成。

2.2 bFGF

bFGF參與內(nèi)皮細(xì)胞的趨化移行、增殖，促進(jìn)新血管的形成，對(duì)血管早期發(fā)育具有重要調(diào)節(jié)作用[47]。內(nèi)源性bFGF可以通過刺激性或自分泌的方式控制細(xì)胞移行與侵襲作用，導(dǎo)致內(nèi)膜增殖。煙霧病患者中，內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、硬腦膜和血管壁內(nèi)中bFGF含量增高，提示bFGF與煙霧血管內(nèi)膜增厚有關(guān)[47-48]。

2.3 TGF-β1

TGF-β1是一種多功能的細(xì)胞因子。研究發(fā)現(xiàn)，將TGF-β1基因直接轉(zhuǎn)染到正常動(dòng)脈后，細(xì)胞外基質(zhì)成分顯著增多，并伴有與煙霧病相似的病理改變[21,44]。在煙霧病患者顳淺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞中及血清中均檢測(cè)到TGF-β1的表達(dá)水平顯著升高[49]，推測(cè)TGF-β1可能參與煙霧病患者血管內(nèi)膜增生及新生血管形成過程。

2.4 HGF

HGF在組織再生中起著重要的作用，具有較強(qiáng)的促進(jìn)血管生成和血管修復(fù)的功能。研究發(fā)現(xiàn)，煙霧病的HGF水平較頸內(nèi)動(dòng)脈閉塞患者顯著性升高[50]，HGF可能通過刺激側(cè)支循環(huán)和異常血管網(wǎng)的形成，同時(shí)，可刺激病變動(dòng)脈中膜平滑肌細(xì)胞遷移、增殖,進(jìn)而促使管腔進(jìn)一步狹窄或閉塞。

2.5 血小板衍生因子 (platelet derived growth factor,PDGF)

PDGF可以促進(jìn)血管內(nèi)膜增生，調(diào)節(jié)血管平滑肌細(xì)胞的增殖。研究發(fā)現(xiàn)，煙霧病患者血漿PDGF-BB水平明顯高于健康對(duì)照組[48,50]，推測(cè)PDGF可能通過刺激平滑肌細(xì)胞的移行、增殖以及細(xì)胞外基質(zhì)大量沉積而發(fā)揮作用，進(jìn)而導(dǎo)致煙霧病動(dòng)脈的狹窄。

2.6 EPCs

EPCs是血管內(nèi)皮細(xì)胞的前體細(xì)胞,來源于單核-巨噬細(xì)胞系。缺氧或血管損傷后，EPC可募集到全身血液循環(huán)中，并分泌多種促血管生成、生長因子，在血管的再生、修復(fù)、重建等過程中發(fā)揮重要作用[51]。研究發(fā)現(xiàn)，煙霧病患者VEGF和表達(dá)水平均顯著上升，并且由VEGF和集落刺激因子介導(dǎo)的EPC的動(dòng)員不完全，煙霧病患者強(qiáng)大的血管生成能力可能與之有關(guān)[44,51]。因此，循環(huán)中EPC數(shù)量和功能的改變可作為煙霧病的診斷或預(yù)后指標(biāo)。

3 免疫及炎性反應(yīng)與煙霧病

有研究表明，免疫因素參與煙霧病的發(fā)生、發(fā)展[52]。煙霧病很可能是患者具有特殊易感基因，在一些外來致病因素作用下，出現(xiàn)的機(jī)體免疫機(jī)制異常所致。

3.1 人類白細(xì)胞抗原基因復(fù)合物

對(duì)煙霧病患者和健康人進(jìn)行人類白細(xì)胞抗原基因的DNA分型，結(jié)果顯示患者DRBI*0502基因頻率顯著增加，而DRBI*0405、 DQBI*0401基因頻率顯著降低。作者就此提出人類白細(xì)胞抗原等位基因與該病的關(guān)系：一是這些等位基因是煙霧病的易感基因；二是煙霧病易感基因與人類白細(xì)胞抗原等位基因存在連鎖不平衡[53]。

3.2 免疫相關(guān)基因

對(duì)煙霧病患者的外周血液淋巴細(xì)胞進(jìn)行自身免疫和炎性反應(yīng)的分類基因芯片進(jìn)行研究分析，發(fā)現(xiàn)有32個(gè)基因發(fā)生異常表達(dá)(19個(gè)基因表達(dá)增加，13個(gè)基因表達(dá)降低)，其中與細(xì)胞免疫相關(guān)的基因有23個(gè)，與體液免疫相關(guān)的基因有9個(gè)[54]。這些基因可能參與到免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)中，從而引起煙霧病的發(fā)生。

3.3 免疫復(fù)合物

報(bào)道顯示，煙霧病主干血管及內(nèi)彈力膜下IgG、IgM 免疫組化染色陽性[55]，提示免疫復(fù)合物可能參與煙霧病的發(fā)病過程。

4 討論

煙霧病是一種不遵循傳統(tǒng)孟德爾遺傳模式的疾病，單個(gè)基因并不能充分解釋其遺傳易感性，煙霧病可能是受到多個(gè)基因位點(diǎn)的影響產(chǎn)生復(fù)雜的交互作用導(dǎo)致的。除此之外，感染、炎性反應(yīng)等環(huán)境因素在煙霧病發(fā)病過程中也發(fā)揮著重要作用。結(jié)合文獻(xiàn)資料，我們提出以RNF213基因?yàn)楹诵牡陌l(fā)病機(jī)制猜想，即感染、免疫、缺氧等誘導(dǎo)干擾素β免疫因子的表達(dá)，可使RNF213表達(dá)活性增強(qiáng)。未突變的RNF213基因的過表達(dá)可解除機(jī)體對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞增殖的抑制作用；此外，突變的RNF213會(huì)影響細(xì)胞膜上CAV-1的分布，導(dǎo)致血管促新生因子如VEGF、HGF、bFGF等介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的異常，最終使得血管生成障礙。MMPs作為RNF213基因的作用靶點(diǎn)，其表達(dá)的正常與否，關(guān)系到細(xì)胞外基質(zhì)的代謝平衡，該基因的表達(dá)異常也與煙霧血管的形成有關(guān)。

5 展望

煙霧病的病因至今尚未闡明，這給該病的早期防治及易感人群的篩查帶來了困難。對(duì)于其病因及發(fā)病機(jī)制的探索，多集中于各種易感因素的交互研究，由于各研究均存在樣本量少這一不足之處，所以很難得出準(zhǔn)確的結(jié)論。大樣本量的研究或許更能揭示煙霧病的發(fā)病機(jī)制，從而探求利用基因檢測(cè)和早期診斷的方法，為靶向治療提供基礎(chǔ)。

目前手術(shù)重建仍存在腦血流高灌注等并發(fā)癥，鑒于此，非手術(shù)療法的積極探索，可以從以下幾個(gè)方面考慮：(1)血管新生刺激因子研發(fā)；(2)聯(lián)合抗癌藥物，抑制平滑肌細(xì)胞增生；(3)應(yīng)用視黃酸抑制平滑肌細(xì)胞的遷移；(4)提高CAV-1的含量；(5)干細(xì)胞療法的介入。隨著對(duì)致病機(jī)制的研究的深入，將來我們有望在基因?qū)用驷槍?duì)特定的致病基因進(jìn)行靶向治療，或在細(xì)胞因子層面為煙霧病的前期診斷提供多層次的證據(jù)。