阿托伐他汀調(diào)控EPCs延緩顱內(nèi)動脈瘤進(jìn)展的相關(guān)機(jī)制*

尉輝杰 王 東 田 野 俞 凱 江榮才 張建寧

1 天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院神經(jīng)外科，天津市 300052; 2 天津市神經(jīng)病學(xué)研究所

近年來顱內(nèi)動脈瘤(Cerebral aneurysm, CAs)的臨床診斷與治療手段均得到了迅猛發(fā)展。但CAs形成、進(jìn)展以及破裂出血的病理生理機(jī)制尚不十分明確。因此，本文將重點(diǎn)綜述阿托伐他汀延緩顱內(nèi)動脈瘤進(jìn)展機(jī)制的相關(guān)文獻(xiàn)及研究，并提出預(yù)防策略，以期尋找一種能有效降低CAs發(fā)展和破裂的治療措施，綜述如下。

1 顱內(nèi)動脈瘤的流行病學(xué)特點(diǎn)

顱內(nèi)動脈瘤是造成自發(fā)性蛛網(wǎng)膜下腔出血(Subarachnoid hemorrhage, SAH)的首要病因，致死率、致殘率極高[1]。美國的一項大樣本尸檢顯示，有1%～5%的人存在顱內(nèi)動脈瘤。研究顯示，在SAH出現(xiàn)后的第1個月，約有50%的患者因顱內(nèi)動脈瘤破裂而死[1]。并且，在所有死者中，60%死于SAH發(fā)生后的前2d。生存患者中，約有一半在SAH后1年內(nèi)仍存在生理和心理障礙。

2 內(nèi)皮祖細(xì)胞的生理特性

循環(huán)血內(nèi)皮祖細(xì)胞(Endothelial progenitor cells,EPCs)是近年來發(fā)現(xiàn)的一類具有一定增殖能力并可被誘導(dǎo)分化為成熟內(nèi)皮細(xì)胞的前體細(xì)胞。其可通過修復(fù)受損的內(nèi)皮細(xì)胞[2]而保持血管完整性，具有啟動新血管形成和“靶向”修復(fù)受損血管的潛能。以往研究證實，循環(huán)血EPCs在動脈粥樣硬化、冠心病[3]、腦血管疾病[4]等發(fā)病機(jī)制中扮演著重要角色，在血管相關(guān)性疾病治療方面具有廣闊的應(yīng)用前景[5]。

3 內(nèi)皮祖細(xì)胞與顱內(nèi)動脈瘤的關(guān)系

筆者課題組的研究[6-7]顯示：顱內(nèi)動脈瘤患者循環(huán)血EPCs數(shù)量較正常健康人群明顯減少；顱內(nèi)動脈瘤患者循環(huán)EPCs的遷移能力降低、衰老比率增加(β-半乳糖苷酶活性)。隨后，筆者構(gòu)建了Hashimoto大鼠顱內(nèi)動脈瘤模型[8]，通過結(jié)扎雙側(cè)腎動脈后支+左側(cè)頸總動脈+8%高鹽飲食等因素促使高血流沖擊誘發(fā)顱內(nèi)動脈瘤形成與進(jìn)展。在上述過程中，顱內(nèi)動脈瘤大鼠外周血EPCs呈下降的趨勢[8]，這一有趣的現(xiàn)象提示：內(nèi)皮祖細(xì)胞缺陷所致的內(nèi)皮修復(fù)能力下降在顱內(nèi)動脈瘤的形成過程中起著十分重要的作用[6-8]。以上研究表明，內(nèi)皮祖細(xì)胞缺陷在顱內(nèi)動脈瘤形成過程中有著十分重要的作用，這種循環(huán)血EPCs缺陷介導(dǎo)的血管內(nèi)皮自我修復(fù)能力下降是參與顱內(nèi)動脈瘤形成的直接危險因素之一，是顱內(nèi)動脈瘤預(yù)防與治療的一個潛在靶點(diǎn)。

4 血管內(nèi)皮損傷與修復(fù)失衡在顱內(nèi)動脈瘤形成中的作用

以往研究認(rèn)為顱內(nèi)動脈壁中間層的變薄以及內(nèi)彈力層的退變是顱內(nèi)動脈瘤形成的主要原因[9]。并且，在顱內(nèi)動脈瘤形成部位常常出現(xiàn)內(nèi)皮細(xì)胞(Endothelial cells, ECs)數(shù)量的減少及功能的紊亂[10]。近年來大部分學(xué)者開始重視血管損傷因素在顱內(nèi)動脈瘤形成與發(fā)展中的作用。研究認(rèn)為[10]，血管內(nèi)皮受損是顱內(nèi)動脈瘤形成的促發(fā)因素，血管內(nèi)源性保護(hù)機(jī)制及其微環(huán)境的紊亂可以引起一系列瀑布鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，并使血管損傷進(jìn)一步惡化，最終引起動脈壁結(jié)構(gòu)的破壞，從而誘發(fā)顱內(nèi)動脈瘤的形成。

5 他汀類藥物減少顱內(nèi)動脈瘤發(fā)生并延緩其進(jìn)展的機(jī)制

他汀類藥物是羥甲基戊二酰輔酶A還原酶抑制因子，其藥理學(xué)作用具有汀的多效性的特點(diǎn)。主要包括：改善內(nèi)皮功能、抑制炎癥反應(yīng)、抑制平滑肌細(xì)胞增殖和遷移、調(diào)控凝血功能等。他汀的抗炎作用包括抑制細(xì)胞黏附分子-1(Vascular cell adhesion molecule-1,VCAM-1)、E-selectin、P-selectin等的表達(dá)，下調(diào)血栓調(diào)節(jié)蛋白和內(nèi)皮素-1，抑制炎性反應(yīng)因子(IL-1、IL-6、TNF-α)和基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP-2、9)的激活，調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞功能等。目前國外已有應(yīng)用他汀的抗炎作用來抑制動脈瘤形成與生長的研究。研究發(fā)現(xiàn)他汀類藥物[11]可以抑制動脈瘤生長，增加中膜厚度，抑制MCP-1、VCAM-1、MMP-9、IL-1β等表達(dá)，這些是通過抑制以NF-κB為核心的炎癥反應(yīng)通路來發(fā)揮作用的[12]。

這些研究以CAs發(fā)病過程中的炎癥反應(yīng)為主要切入點(diǎn)和干預(yù)環(huán)節(jié)，主要有以下不足之處：(1) 動脈瘤發(fā)病過程中的炎癥反應(yīng)是繼發(fā)于內(nèi)皮損傷，并不是始動環(huán)節(jié)，炎癥反應(yīng)僅是可加重這一過程。對炎癥反應(yīng)在CAs中的作用有不同的觀點(diǎn)。有學(xué)者使用人顱內(nèi)破裂和未破裂動脈瘤標(biāo)本，最近研究發(fā)現(xiàn)與正常動脈相比，炎癥反應(yīng)基因在動脈瘤上表達(dá)增強(qiáng)，但是與破裂動脈瘤相比，未破裂動脈瘤上炎癥反應(yīng)基因表達(dá)更高[13]。(2) 動脈瘤病理生理機(jī)制中的炎癥反應(yīng)是多通路的網(wǎng)絡(luò)過程，有學(xué)者提出了以TNF-α[13]和巨噬細(xì)胞[14]為核心的炎癥通路。抑制以NF-κB為關(guān)鍵環(huán)節(jié)的炎癥反應(yīng)可部分阻斷動脈瘤生長過程，而且這是動脈瘤發(fā)病級聯(lián)反應(yīng)的下游，因此并不能從根本上阻斷動脈瘤生長。(3)上述研究大多是在動脈瘤誘導(dǎo)時即給予他汀，少數(shù)是誘導(dǎo)后1個月給予。前者主要是觀察對動脈瘤形成的影響，后者是早期未成熟動脈瘤，在這兩個階段炎癥反應(yīng)發(fā)揮重要作用，但是缺乏對晚期成熟動脈瘤作用的研究。因此，有必要探索新的途徑，能更加有效地修復(fù)動脈瘤，尤其是晚期成熟動脈瘤，為臨床未破裂動脈瘤的藥物干預(yù)提供新的策略。

6 循環(huán)血EPCs缺陷介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)源性保護(hù)調(diào)控機(jī)制紊亂是加速血管損傷，誘導(dǎo)顱內(nèi)動脈瘤進(jìn)一步進(jìn)展甚至破裂出血的重要促發(fā)因素

近年來，未破裂顱內(nèi)動脈瘤的治療策略選擇以及破裂顱內(nèi)動脈瘤治療后復(fù)發(fā)與再發(fā)問題越來越受到國內(nèi)外專家的高度重視。在動脈瘤形成早期，內(nèi)皮細(xì)胞可出現(xiàn)表面粗糙、形狀不規(guī)則、細(xì)胞腫脹等形態(tài)改變[14]。在顱內(nèi)動脈瘤由未破裂向破裂進(jìn)展過程中，血管內(nèi)皮細(xì)胞逐漸減少甚至消失[15]，并伴有血管平滑肌細(xì)胞紊亂性增殖。研究表明，顱內(nèi)動脈瘤形成后，動脈的持續(xù)性損傷可促使動脈瘤的生長及進(jìn)展，并出現(xiàn)瘤體擴(kuò)大，最終誘發(fā)其破裂出血。年齡、高血壓、吸煙、性別等均是加速動脈瘤生長、增加未破裂顱內(nèi)動脈瘤破裂出血風(fēng)險的危險因素。年齡越大，出血概率越高。吸煙可加速動脈瘤的成長并誘發(fā)其破裂出血。高血壓可增加動脈瘤患者發(fā)生SAH的概率。女性動脈瘤較男性易破裂。而且，上述因素均可引起循環(huán)血EPCs的降低和功能的衰退，繼而造成其參與血管損傷后修復(fù)的能力下降。

筆者的課題組前期初步探討了循環(huán)血EPCs與顱內(nèi)動脈瘤形成與進(jìn)展的關(guān)系。前期研究顯示，利用EPO提高EPCs可以有效地降低顱內(nèi)動脈瘤的形成率并延緩其進(jìn)展。通過蛋氨酸飲食降低血中EPCs后，正常大鼠動脈瘤的形成率明顯增加，而且還可以提高已形成動脈瘤的病理分級并加速其進(jìn)展[16]。國內(nèi)的研究[17]也證實了，EPCs動脈瘤形成早期內(nèi)膜的愈合過程。上述研究表明：循環(huán)血EPCs可參與顱內(nèi)動脈瘤形成與進(jìn)展，將成為藥物干預(yù)的一個重要靶點(diǎn)。但循環(huán)血EPCs的變化是顱內(nèi)動脈瘤形成的原因還是結(jié)果目前尚不十分明確。有研究[16-17]借助同種大鼠EPCs移植及示蹤實驗，利用FISH法觀測循環(huán)血EPCs可以歸巢定位至動脈瘤形成部位，從而獲得了EPCs介導(dǎo)的血管新生參與顱內(nèi)動脈瘤形成與進(jìn)展的直接證據(jù)。

7 藥物干預(yù)EPCs的調(diào)控為顱內(nèi)動脈瘤的預(yù)防與治療帶來新的曙光

目前，如何對EPCs介導(dǎo)的內(nèi)皮損傷修復(fù)進(jìn)行調(diào)控是EPC應(yīng)用領(lǐng)域一個值得關(guān)注的問題。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，調(diào)控措施主要是在內(nèi)皮損傷部位增加EPCs數(shù)量和/或強(qiáng)化EPCs功能。相關(guān)研究已在以動脈硬化、內(nèi)膜增生為主要病理生理基礎(chǔ)的缺血性心、腦血管病、外周血管病中開展。以內(nèi)皮祖細(xì)胞調(diào)控為核心的干預(yù)措施，無疑是未來血管內(nèi)皮損傷修復(fù)、再內(nèi)皮化的最具有應(yīng)用前景的治療策略。筆者的課題組在EPC與顱腦外傷后血管—神經(jīng)修復(fù)關(guān)系的研究中，針對如何應(yīng)用促紅細(xì)胞生成素[18](EPO)、他汀類藥物有效地提高循環(huán)血EPCs做了大量的基礎(chǔ)與臨床研究，積累了成熟的經(jīng)驗。

他汀類藥物是第一個被證實可以影響循環(huán)中EPCs水平的藥物。研究顯示，他汀類藥物能增加冠心病患者EPCs數(shù)量并伴隨著EPCs功能的改善。他汀類藥物還可以改變EPCs上與血管新生相關(guān)micro-RNA的表達(dá)起到治療血管性疾病的作用并且我們的研究顯示，顱內(nèi)動脈瘤患者的EPCs數(shù)量明顯降低并出現(xiàn)功能障礙。因此，我們有理由推斷，EPCs介導(dǎo)的血管新生是阿托伐他汀延緩CAs發(fā)展的作用靶點(diǎn)之一。但他汀類藥物是否能增加動脈瘤形成后的EPCs動員，并改善EPCs的功能，用于未破裂顱內(nèi)動脈瘤的預(yù)防與治療尚缺乏有效的研究證據(jù)。另外，筆者所在的課題組[19]，在破裂顱內(nèi)動脈瘤患者中對Ang-1/Ang-2的表達(dá)做了初步的研究，提示Ang-1/Ang-2介導(dǎo)的血管新生在顱內(nèi)動脈瘤的形成與進(jìn)展過程中起著十分重要的作用。

8 展望

今后需要更多從臨床和動物實驗兩個方面研究，探討他汀類藥物對顱內(nèi)動脈瘤潛在治療意義，有助于完善顱內(nèi)動脈瘤形成與進(jìn)展的病理生理學(xué)機(jī)制，為臨床顱內(nèi)動脈瘤的預(yù)防與治療提供新思路。