煙霧病的發(fā)病及演變機(jī)制與現(xiàn)代治療探索

陳 靚，郭莉麗，王振宇，何永生，△

(1.遵義醫(yī)科大學(xué)研究生院，貴州 遵義 563006；2.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院神經(jīng)外科，四川 成都 610072)

煙霧病(MMD)是一種以大腦中動(dòng)脈或頸內(nèi)動(dòng)脈遠(yuǎn)端非自然進(jìn)行性狹窄或閉塞障礙為基礎(chǔ)，由于慢性腦缺血而在顱底形成由豐富的側(cè)支血管組成的異常血管網(wǎng)絡(luò)為特征的疾病。煙霧病具有腦供血由頸內(nèi)血管轉(zhuǎn)化為頸外血管的內(nèi)在特點(diǎn)，該轉(zhuǎn)化的不足導(dǎo)致腦缺血和側(cè)支吻合(煙霧樣血管)相關(guān)的腦出血。隨著多模態(tài)三維血管成像技術(shù)的成熟，對(duì)MMD認(rèn)識(shí)的提高與診斷標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范，煙霧病在全世界的檢出率均呈現(xiàn)逐年上升。然而煙霧病發(fā)病與演變機(jī)制仍未有明確結(jié)論，血運(yùn)重建手術(shù)仍是迄今公認(rèn)的有效治療手段，目前尚缺乏有效的生物與分子靶向治療措施?，F(xiàn)將煙霧病的發(fā)病與演變機(jī)制、現(xiàn)代治療研究與探索綜述如下。

1 煙霧病發(fā)病及演變機(jī)制進(jìn)展

1.1 煙霧病相關(guān)的先天因素

1.1.1遺傳相關(guān)性 MMD的發(fā)病率有顯著的種族差異，更傾向于亞洲種族，尤其是日本、韓國(guó)和中國(guó)[1]。大概10%的MMD患者出現(xiàn)家族性遺傳現(xiàn)象[2，3]。家族性發(fā)病的煙霧病患者中，70%出現(xiàn)在同代人中，家族有人患MMD的情況下，同代人患病概率是正常人的42倍，患者后代的患病率比正常人高出34倍。在具有強(qiáng)遺傳性的MMD家系中，常呈現(xiàn)常染色體顯性遺傳模式[3]。然而，有報(bào)道一阿爾及利亞9人的MMD家系基因分析呈現(xiàn)X基因隱性遺傳模式[4]。

1.1.2人類(lèi)白細(xì)胞抗原(HLA) MMD與HLA的I類(lèi)、II類(lèi)基因有關(guān)聯(lián)，但相關(guān)遺傳基因在不同種族間具有明顯的差異。井上等[5]在對(duì)HLA II型的基因型分析發(fā)現(xiàn)：其等位基因均與煙霧病密切相關(guān)，其中DQB 1*0502呈正相關(guān)，DRB1*0405與DQB1*0401呈負(fù)相關(guān)。有報(bào)道MMD發(fā)病可能與Xq28缺失F8和BRCC3基因有關(guān)[6]。此外，還發(fā)現(xiàn)散發(fā)性(非家族性)MMD患者普遍存在HLA-DRB1變異，楊永波等證實(shí)了HLA-DRB1主要通過(guò)表達(dá)來(lái)自細(xì)胞外蛋白的肽PHACTR1來(lái)干涉MMD的疾病進(jìn)展，由于缺乏MMD的動(dòng)物模型，實(shí)驗(yàn)只在細(xì)胞層面完成，用siRNA轉(zhuǎn)染降低PHACTR1的表達(dá)后測(cè)定人冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞(HCAEC)的存活。發(fā)現(xiàn)在血清饑餓培養(yǎng)條件下，PHACTR1沉默降低了HCAEC細(xì)胞的存活。初步提供了HPACTR1對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞存活影響的合理證據(jù)，并有理由考慮這種方式正是PHACTR1參與MMD血管生成的病理生理過(guò)程[7]。

1.1.3易感基因 環(huán)指蛋白213(RNF213)是近年來(lái)煙霧病首次發(fā)現(xiàn)的易感基因[8]。據(jù)研究證實(shí)，RNF213基因的凋亡誘導(dǎo)功能可能受到其泛素連接酶的負(fù)調(diào)控，而這種負(fù)調(diào)控與煙霧病的發(fā)生高度相關(guān)[9]，RNF213 的c.14576 g>A變異體在95%的家族性MMD病例和79%的散發(fā)性患者中被檢測(cè)出[10]。RNF213變異體存在明顯的種族多樣性，具體來(lái)說(shuō)，c.14576 g>A變異體主要在韓國(guó)、中國(guó)和日本人群中檢測(cè)到，特別是后者。RNF213的基因型與MMD的表型相關(guān)；例如，純合子c.14576 g>A變異體與早發(fā)、嚴(yán)重癥狀和不良預(yù)后有關(guān)[11]。Lee等[12]發(fā)現(xiàn)臺(tái)灣MMD患者出現(xiàn)RNF213突變，半數(shù)無(wú)癥狀的攜帶者存在頸內(nèi)動(dòng)脈狹窄。中國(guó)科學(xué)家證實(shí)RNF213的突變與漢族MMD易感性有關(guān)，其R4810K與A4399 T突變分別與缺血型MMD與出血型MMD相關(guān)[13]。Zhao等[14]發(fā)現(xiàn)部分個(gè)體表達(dá)與動(dòng)脈粥樣硬化性血管疾病相關(guān)的特異circRNA，其參與MMD狹窄血管的內(nèi)膜增厚，內(nèi)膜彈性層變化及外徑減少等一系列病理反應(yīng)，最終形成MMD。

1.2 煙霧病相關(guān)的后天因素

1.2.1炎癥性疾病 在MMD中，平滑肌增生時(shí)，巨噬細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)內(nèi)膜表面，導(dǎo)致內(nèi)膜增生，管腔狹窄，這可能是導(dǎo)致MMD的主要炎癥機(jī)制。研究表明，MMD的發(fā)生與外周血基因的異常調(diào)控相關(guān)，這種調(diào)控異?；蛟诩?xì)胞外基質(zhì)的生成、炎癥和免疫反應(yīng)中均起重要作用。一組對(duì)中國(guó)兒童煙霧病患者的實(shí)驗(yàn)證明多態(tài)性rs4813003主要等位基因CC和rs1535045次要等位基因TT顯著升高，這兩種CD40相關(guān)的單核酸多態(tài)性(SNP)可能是煙霧病患者的遺傳易感因素。CD40不僅與川崎病和炎癥性腸病等自身免疫性疾病有關(guān)，現(xiàn)在也被認(rèn)為在感染免疫反應(yīng)中起作用。最近的成果表明CD40調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激，并影響免疫系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)的各種信號(hào)通路以及內(nèi)皮細(xì)胞在從循環(huán)血液向血管壁組織傳遞信號(hào)方面起作用。內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和巨噬細(xì)胞是通過(guò)CD40配體介導(dǎo)的靶效應(yīng)細(xì)胞，在MMD的爆發(fā)和發(fā)展中能刺激增殖和炎癥反應(yīng)。CD40與MMD的發(fā)展之間的作用仍有待明確界定和進(jìn)一步研究[15]。此外，MMD患者外周血中的幼稚B細(xì)胞、幼稚CD4細(xì)胞和靜止自然殺傷細(xì)胞被異常破壞[16]。Huang等[17]發(fā)現(xiàn)101例(81.4%)鉤端螺旋體病合并煙霧病患者腦脊液免疫反應(yīng)陽(yáng)性，推測(cè)其MMD是一種免疫反應(yīng)性血管炎。

1.2.2免疫性疾病 MMD與HLA II型中的某些基因有所關(guān)聯(lián)，而這些基因往往與免疫性疾病的發(fā)生相關(guān)[6]。Mejia等[18]的研究表明動(dòng)脈粥樣硬化與青少年的自身免疫性疾病可能與MMD的發(fā)病有關(guān)。日本一項(xiàng)煙霧病的病例對(duì)照研究證實(shí)，屬于HLA II型的HLA-DRB1 04：10被認(rèn)為是MMD的危險(xiǎn)等位基因，HLA-DRB1 04：10陽(yáng)性的MMD患者患甲狀腺相關(guān)自身免疫性疾病的風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于HLA-DRB1 04：10陰性的MMD患者，此外，甲狀腺功能障礙與MMD之間的關(guān)聯(lián)在亞洲人和白種人之間是不同的：Grace病(甲亢伴發(fā)肌肉病)在日本MMD患者中更為普遍，而橋本氏甲狀腺炎在白種人MMD患者中更為普遍[19]。臨床上單、雙側(cè)的MMD均與自身免疫性疾病相關(guān)，且單側(cè)的MMD自身免疫性疾病的發(fā)病率更高。在美國(guó)，自身免疫性甲狀腺疾病和I型糖尿病也與MMD有關(guān)[20]。

1.2.3動(dòng)脈粥樣硬化 尸檢證實(shí)在MMD患者的血管壁存在平滑肌增殖、巨噬細(xì)胞及T細(xì)胞浸潤(rùn)，提示MMD的發(fā)生可能與動(dòng)脈粥樣硬化有某種聯(lián)系[18，21]。

1.2.4其他 美國(guó)近幾年MMD的發(fā)病率逐年上升，而家族性的MMD發(fā)病率相對(duì)較低，提示環(huán)境因素也可能是MMD發(fā)病的重要原因。

1.3 異常新生血管形成與煙霧病的演變機(jī)制新生血管的重建程度與速度是影響疾病進(jìn)展的重要因素，新生血管的生成在體內(nèi)受到多種因子的影響。①最為公認(rèn)的是血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)。然而既往研究顯示：兩種疾病患者的血漿VEGF濃度相似[22]，但同樣作為血管狹窄相關(guān)疾病，煙霧病的側(cè)支形成明顯優(yōu)于動(dòng)脈粥樣硬化性疾病。新近研究發(fā)現(xiàn)VEGF-A165具有VEGF-A165a和VEGFA165b兩種不同的結(jié)構(gòu)體，其中VEGF-A165a起誘導(dǎo)血管生成的作用，VEGF-A165b起抑制血管生成的作用，與動(dòng)脈粥樣硬化相比，MMD的VEGF-A165a/VEGF-A165b明顯更高，這可能是MMD患者側(cè)支形成好的重要原因[23]。VEGF-634CC基因型的患者術(shù)后有較好的側(cè)支循環(huán)的生成，而VEGF-634g等位基因卻與小兒煙霧病及術(shù)后吻合血管愈合不良相關(guān)。②MMD患者體內(nèi)血管生成素-2在MCA的M3段局部濃度明顯增高，初步研究提示MMD患者血清中含有某種未知物質(zhì)誘導(dǎo)血管生成素-2的大量合成分泌，促使腦內(nèi)皮細(xì)胞屏障功能損害，導(dǎo)致新生血管異常[24]。③HMGB1是一種大多數(shù)真核細(xì)胞都會(huì)具有的核蛋白，研究發(fā)現(xiàn)HMGB1對(duì)糖尿病小鼠外周缺血肢端與慢性腦低灌注大鼠模型的新生血管誘導(dǎo)生成都有明顯效果，其原理可能與HMGB1促使VEGF的生成與釋放有關(guān)[25]。④MMD患者腦脊液堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF)高于正常人，可能與MMD異常血管生成有關(guān)[26]。

2 展望

2.1 疾病篩查與早診斷早治療實(shí)現(xiàn)MMD的早期診斷，及時(shí)病情評(píng)估和早期干預(yù)治療，是改善預(yù)后的重要手段。①高發(fā)地區(qū)或高危人群篩查技術(shù)研究：現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)在疾病發(fā)病和進(jìn)展機(jī)制中具有代表性異?；?分子生物標(biāo)志物，如與MMD患者發(fā)病相關(guān)的RNF213、HLA II類(lèi)等易感基因[5～8]，兩種CD40相關(guān)的SNP等易感因素[15]，經(jīng)深入研究制造篩查試劑盒，有望進(jìn)行較大規(guī)模的高危地區(qū)人群篩查，特別是針對(duì)有家族性MMD史的無(wú)癥狀患者的檢出有巨大幫助。②早期影像確診：針對(duì)高危人群和疑診患者推薦早期腦血管成像及腦灌注顯像等影像學(xué)檢查，提高M(jìn)MD尤其是無(wú)癥狀MMD的早期檢出與確診率。③動(dòng)態(tài)影像監(jiān)測(cè)與早期治療：強(qiáng)調(diào)確診患者的動(dòng)態(tài)影像隨訪監(jiān)測(cè)，及時(shí)啟動(dòng)疾病早期合理化治療干預(yù)。

2.2 血運(yùn)重建手術(shù)的新進(jìn)展①深部大腦中動(dòng)脈顯露技術(shù)根據(jù)目前的國(guó)際共識(shí)，直接血運(yùn)重建手術(shù)最為有效，但是針對(duì)部分大腦中動(dòng)脈M4段極細(xì)難以達(dá)到吻合標(biāo)準(zhǔn)的患者，直接血運(yùn)重建手術(shù)最大的難點(diǎn)是難以在腦表面發(fā)現(xiàn)口徑合適的大腦中動(dòng)脈分支，而腦溝深處的受體血管盡管口徑合適，卻因?yàn)槟X組織及靜脈的遮擋難以充分暴露。我國(guó)的神經(jīng)外科醫(yī)生嘗試將10-0縫合線在顯微鏡下穿過(guò)腦溝兩側(cè)的蛛網(wǎng)膜后，將蛛網(wǎng)膜及其覆蓋的腦組織和靜脈向腦溝兩邊拉開(kāi)，充分顯露腦溝深處口徑較粗的大腦中動(dòng)脈，該方法為因煙霧病導(dǎo)致大腦中動(dòng)脈過(guò)于纖細(xì)而無(wú)法進(jìn)行直接血運(yùn)重建術(shù)的患者提供新的機(jī)會(huì)[27]。②提倡早期手術(shù)干預(yù)和個(gè)體化綜合治療：結(jié)合患者的不同病因、發(fā)病演變機(jī)制特點(diǎn)，制定個(gè)體化治療方案，提倡聯(lián)合血運(yùn)重建術(shù)。

2.3 生物靶向治療研究深入研究煙霧病的發(fā)病機(jī)制，根據(jù)相關(guān)的基因?qū)W證據(jù)進(jìn)行生物靶向治療研究，早期干預(yù)，以期實(shí)現(xiàn)MMD發(fā)病機(jī)制的逆轉(zhuǎn)或者阻滯，治愈/阻滯或者延緩MMD的進(jìn)展，促進(jìn)新生血管的形成，從而有效改善煙霧病的預(yù)后將是未來(lái)MMD研究的重要方向。文獻(xiàn)報(bào)道主要是臨床基礎(chǔ)研究中搜集的重要線索與探索性研究，目前尚未進(jìn)入臨床應(yīng)用實(shí)驗(yàn)研究階段，包括以下方面：①VEGF相關(guān)靶向治療研究：VEGF作為MMD血管形成最重要的影響因子頗具研究前景，進(jìn)一步深入探討VEGF在煙霧病發(fā)病過(guò)程中起到的作用，未來(lái)VEGF可能會(huì)成為煙霧病生物靶向治療的重要靶點(diǎn)。VEGF促進(jìn)新生血管形成：VEGF-A165a與VEGF-634CC均被證明與煙霧病患者側(cè)支循環(huán)生成有關(guān)。在慢性腦灌注小鼠模型中VEGF + apelin聯(lián)合治療對(duì)于皮層血管形成具有顯著的促進(jìn)效果；如果能成功運(yùn)用于MMD患者，將會(huì)成為MMD非手術(shù)治療的巨大突破[28]。相關(guān)基因敲除或替換：對(duì)通過(guò)VEGF-634g等位基因、突變的RNF213等煙霧病病理發(fā)病過(guò)程相關(guān)的基因敲除或基因替換等新型手段可能會(huì)成為MMD的全新治療手段[29]。②炎癥促進(jìn)間接血運(yùn)重建：炎癥可通過(guò)RNF213誘導(dǎo)血管生成，深入研究相關(guān)機(jī)制，加快側(cè)支新生血管生成可能是未來(lái)間接血運(yùn)重建的研究方向[30]。③血管生成素-2相關(guān)因子研究：通過(guò)進(jìn)一步研究血清中的未知物質(zhì)及其對(duì)血管生成素-2的作用機(jī)制，抑制血管生成素-2在煙霧病患者病變血管局部聚集導(dǎo)致的內(nèi)皮細(xì)胞損傷，從而阻止或延緩煙霧病患者異常血管生成，未來(lái)可能為預(yù)防及治療煙霧病提供理論依據(jù)[23]。④HMGB1、PHACTR1等靶基因研究探索：HMGB1[25]、PHACTR1[7]等方面的分子靶向治療也頗具研究前景。⑤建立MMD動(dòng)物模型：探索建立MMD動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，進(jìn)一步研究煙霧病病理機(jī)制，為完成分子靶向治療的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究創(chuàng)造條件[28]。