葡萄酒色斑增厚機制的研究進展

趙晨薇 馬剛 林曉曦

【提要】 葡萄酒色斑（Port-wine stain，PWS）是一種常見的先天性毛細血管畸形疾病，病程發(fā)展到中晚期時常出現(xiàn)病灶的增生肥厚和結(jié)節(jié)化改變，PWS 增厚和結(jié)節(jié)化改變后的治療方法不同于平坦型PWS。因此，對PWS 增生機制的研究顯得尤為重要，將有助于提出這類患者的針對性治療方案。本文對增厚PWS 的組織學(xué)與細胞學(xué)表型、組織內(nèi)皮細胞的常見分子表現(xiàn)，以及近期研究發(fā)現(xiàn)的可能導(dǎo)致生殖細胞系與體細胞系PWS 發(fā)生發(fā)展的突變基因等方面進行綜述。

葡萄酒色斑（PWS）是一種先天性毛細血管畸形疾病，是由于內(nèi)皮細胞分化受損、不成熟的靜脈樣血管進行性擴張導(dǎo)致，隨著年齡的增長常由平坦的淡紅色斑逐漸加深，伴隨增生病變組織的肥厚化，甚至形成結(jié)節(jié)隆起，出現(xiàn)自發(fā)性出血[1]。PWS 增厚和結(jié)節(jié)化改變后，其臨床治療的要求不同于平坦型PWS。因此，對其增厚機制的研究尤為重要。一項對增厚葡萄球色斑的流行病學(xué)特征分析的研究表明，PWS 增生的患者大多數(shù)（68%）年齡>40 歲，很少（7%）<20 歲；當(dāng)年齡>50 歲時，患者中71%的PWS 有增生；PWS 增生開始發(fā)作的中位年齡為31 歲（增生為12 歲，結(jié)節(jié)為39 歲）[2]。增生是PWS 發(fā)展中的重要特征，會影響大多數(shù)50 歲以上的患者。PWS 的顏色深度與肥大有關(guān)，而和位置、大小似無關(guān)聯(lián)；出現(xiàn)軟組織肥大的平均年齡為9 歲（1～29 歲），出現(xiàn)骨質(zhì)肥大的平均年齡為15歲，出現(xiàn)結(jié)節(jié)的平均年齡為22 歲（14～53 歲）[3]。葡萄酒色斑患者中出現(xiàn)此類癥狀具有普遍性，更凸顯其機制研究的重要性，而對增厚機制深刻理解是制訂針對性療法的重要基礎(chǔ)。

1 增厚的表現(xiàn)

1.1 組織學(xué)細胞學(xué)表現(xiàn)

1984 年，F(xiàn)inley 等[4]首先提出PWS 出現(xiàn)鵝卵石樣結(jié)節(jié)是由于局部真皮血管的高度擴張。2000 年，林曉曦等[5]提出PWS 增生無細胞增殖依據(jù)，是畸形血管的進行性擴張導(dǎo)致，而非類似血管瘤的細胞增殖；2004，Sanchez-Carpintero 等[6]首次提出PWS 增生是上皮和細胞間質(zhì)的錯構(gòu)現(xiàn)象；王維等[7]通過對HE 染色切片的觀察，發(fā)現(xiàn)PWS 增生期已出現(xiàn)皮膚錯構(gòu)樣改變，支持了Sanchez-Carpintero 等的結(jié)論，并提出結(jié)節(jié)增生是PWS 增厚的進一步表現(xiàn)；朱佳芳等[8]通過對增厚型PWS和平坦型PWS 患者的面部MRI 比較分析，證實軟組織厚度隨畸形血管的分布增多而增加，增厚型面部脂肪層和肌肉層的血管口徑更大，并且管壁更厚，為PWS 的增厚是血管的進行性擴張?zhí)峁┝艘罁?jù)；此外，胡曉潔等[9]通過對PWS 病灶增厚、皮脂腺增生患者和病灶平坦皮脂腺無增生患者的血液雄激素水平進行測定，發(fā)現(xiàn)同性別情況下PWS 的病灶增厚、皮脂腺增生與血液雄激素睪酮水平增高存在相關(guān)性，提示雄激素的水平與PWS 增厚的發(fā)生關(guān)系緊密。

在細胞學(xué)方面，增厚和結(jié)節(jié)性PWS 病灶的組織中可以觀察到呈高代謝狀態(tài)的血管內(nèi)皮細胞[10]。其亞顯微結(jié)構(gòu)顯示這些分化受損的內(nèi)皮細胞內(nèi)存在大量糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、堆積的高爾基體、環(huán)繞的運輸小體，以及游離核糖體和線粒體，象征著高水平的生物合成和代謝狀態(tài)。此外，透射電鏡的研究表明PWS 血管內(nèi)皮細胞胞吐產(chǎn)生的胞外囊泡相較對照組明顯增加，可能意味這種更加活躍的細胞間信號傳導(dǎo)與PWS 的發(fā)病機制存在一定相關(guān)性[11]。

1.2 分子生物學(xué)表現(xiàn)

1.2.1 EphB1/EfnB2

Tan 等[12]的研究表明，PWS 的血管類型并非動脈或靜脈血管，其血管內(nèi)皮細胞既表達干細胞標(biāo)志物CD133 和CD166，又表達靜脈標(biāo)志物EphB1、動脈標(biāo)志物EfnB2（EphrinB2），動脈與靜脈均分化于原發(fā)毛細血管叢（Primary capillary plexus，PCP），當(dāng)EphB1 表達關(guān)閉轉(zhuǎn)而表達EfnB2 時PCP 向動脈分化，而當(dāng)PCP 持續(xù)表達EphB1 時PCP 向靜脈分化[13]。因此，若PCP 的內(nèi)皮細胞同時表達EphB1 和EfnB2時將阻礙正常的血管分化，最終形成靜脈樣血管。此外，Ephs和Efns 在細胞接觸和細胞間信息傳遞中起重要作用。體外實驗表明，當(dāng)使正常血管內(nèi)皮細胞同時表達EphB1 和EfnB2時，將導(dǎo)致細胞信號接觸傳導(dǎo)失調(diào)，形成PWS 樣的脈管結(jié)構(gòu)（大直徑、薄壁的毛細血管）。該結(jié)果也從側(cè)面證實了同時表達兩種標(biāo)志物，是PWS 病理改變相關(guān)的特征性表型[12]。

1.2.2 MAPKs

在PWS 病變演化的不同階段，會先后表達MAPKs 家族不同的激酶[14]，不同于JNKs 和ERKs 在所有PWS 發(fā)病中首先激活，AKT 和PI3K 在PWS 發(fā)病進程中隨后激活，提示其可能參與PWS 血管的增厚和肥大化改變。磷酸肌醇磷脂酶Cγ 亞基（PLC-γ），PI3K 和蛋白激酶C（PKC）激活時，PWS 通常已進入晚期，提示該激酶或參與晚期PWS 結(jié)節(jié)的形成。在從正常平坦皮膚到增生產(chǎn)生結(jié)節(jié)的過程中，PKCα、PI3K、3-磷酸肌醇依賴性蛋白激酶-1（PDPK1）和PLC-γ 的激活水平逐漸提升，并伴隨蛋白磷酸酶2 和甘油二酸酯的表達增多[15]。

2 增厚的分子機制

2.1 神經(jīng)營養(yǎng)缺失

Rydh 等[16]首次提出，存在缺陷的神經(jīng)支配僅在真皮中部和深部存在病理性血管擴張的PWS 病變部位存在，而不會存在于其他正常皮膚結(jié)構(gòu)中。Frigerio 等[17]發(fā)現(xiàn)，所有PWS 部位的神經(jīng)密度均明顯低于正常皮膚。此外，體外實驗中PWS的直腸血管對腎上腺素沒有反應(yīng)，提示神經(jīng)對PWS 血管的交感調(diào)節(jié)存在缺陷[18]。PWS 血管神經(jīng)支配的缺失可能會導(dǎo)致血管基底突觸的減少，進而導(dǎo)致神經(jīng)營養(yǎng)因子的缺如，促進PWS 的發(fā)展。但這種缺陷導(dǎo)致PWS 發(fā)生發(fā)展的結(jié)果可能也只是某種分子機制變化帶來的下游改變。

2.2 基因突變

基因突變分為體細胞系突變和生殖細胞系突變。目前主要的研究對象有RASA1、GNAQ、PIK3CA 等。

Eerola 等[19]第一次在伴AVM 的家族性PWS 患者中發(fā)現(xiàn)RASA1 突變，該突變已證實存在于許多血管畸形家系中，包括AVM、SWS、KTS、Parker-Weber syndrome 等[1]，證明這種生殖系突變會帶來遺傳性的先天性血管畸形的易感性。RASA-1 編碼p120-RasGAP，該蛋白通過其C 端結(jié)構(gòu)域促進GTP 水解轉(zhuǎn)變?yōu)镚DP，使Ras 轉(zhuǎn)化為GDP 結(jié)合態(tài)，參與Ras 激活的負調(diào)控；此外，p120-RasGAP 的結(jié)構(gòu)域還參與了和Akt、Aurora或RhoGAP 的蛋白質(zhì)相互作用，涉及多種信號通路的調(diào)節(jié)，包括多種細胞類型（包括血管內(nèi)皮細胞）的增殖、遷移和存活[20]。RASA1 基因?qū)ε咛テ谘艿男纬删哂兄匾绊?，它的突變極可能會導(dǎo)致先天性的血管發(fā)育異常。

GNAQ 基因編碼了Gαq 異三聚體的α 亞基，該蛋白屬于膜結(jié)合的鳥苷三磷酸酶（GTPase）家族的成員，其與G 蛋白偶聯(lián)受體（GCPR）一起參與下游MAPK 信號通路的激活。Shirley 等[21]首先證實了Sturge-Weber 綜合征和PWS 患者中的病變組織中存在體細胞突變GNAQ p.Arg183Gln（R183Q），該點突變所參與的信號通路與腫瘤中常見的GNAQ 突變p.Gln209Leu 存在差異，可能是導(dǎo)致PWS 增生呈良性的血管進行性擴張而非惡性增殖的原因之一。Cai 等[22]對1 例東亞女性的PWS 增生結(jié)節(jié)樣本進行基因檢測也發(fā)現(xiàn)了新的GNAQ 突變位點p.R183G，在大結(jié)節(jié)、小結(jié)節(jié)和平坦紅斑中的突變概率分別為38.41%、7.57%、3.51%，提示該突變或許與PWS 增生存在一定相關(guān)性。但大量研究表明，GNAQ（R183Q）主要作用是維持Gαq 的連續(xù)激活狀態(tài)，不太可能單獨激活異三聚體，然而其與MAPK 通路的緊密聯(lián)系是確定的，所以在PWS 的發(fā)病和進展中應(yīng)是多基因（包括但不限于PIK3、RASA1 等）共同作用的結(jié)果[1]。在PWS 的結(jié)節(jié)性病變組織中還發(fā)現(xiàn)了另一個體細胞突變基因：磷脂酰肌醇-4、5-雙磷酸3-激酶的α亞基基因（PIK3CA）的體細胞突變（G1049N）[23]。在EC 球狀體檢測中，表達PIK3CA（G1049N）的人臍靜脈內(nèi)皮細胞（hUVEC）形成了無VEGF-A 的毛細血管狀結(jié)構(gòu)，且在體外實驗中含突變基因的hUVEC 具有相對于正常hUVEC 更高的增殖速率[24]。據(jù)此可推斷PIK3CA（G1049N）基因能通過引起EC過度增殖，導(dǎo)致PWS 肥大增生和結(jié)節(jié)的形成。

3 小結(jié)

PWS 發(fā)生發(fā)展的致病機制是由于原本攜帶生殖系基因造成遺傳易感性，如RASA1 在血管生成過程中導(dǎo)致MAPK和/或PI3K 信號通路失調(diào)，加之發(fā)育過程中體細胞基因突變，如GNAQ、PI3KCA 共同作用影響，形成了PWS 的不同表型，其增厚與結(jié)節(jié)化在病理上主要體現(xiàn)為靜脈樣結(jié)構(gòu)的進行性擴張，同時伴隨皮脂腺、上皮與間質(zhì)的錯構(gòu)樣改變，性別和雄激素水平對增厚的發(fā)生發(fā)展有一定相關(guān)性。在PWS 病灶增厚與結(jié)節(jié)化的過程中具體出現(xiàn)了何種信號通路失調(diào)和表觀遺傳上的改變，尚有待進一步研究。