嬰幼兒血管瘤發(fā)病機制研究進展

劉小燁 齊蔓莉

天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院皮膚科，天津，300000

嬰幼兒血管瘤(infantile hemangioma, IH)是一種常見的血管良性腫瘤，具有特征性的發(fā)生、發(fā)展和自行消退的過程，但嚴(yán)重病例可引起局部組織損傷、器官功能障礙甚至危及生命，需要積極進行治療。目前對于IH的發(fā)病機制，尤其是其自行消退的機制尚不十分清楚，現(xiàn)有的假說均不能很好地解釋其早期過度增生和后期自行消退的臨床特征。探討IH的發(fā)病機制有助于尋求更有效的治療方法，這也是現(xiàn)在研究的一個熱點，本文將對IH發(fā)病機制的進展進行綜述。

1 遺傳特性

1.1 遺傳方式 Castrén等[1]研究發(fā)現(xiàn)超過1/3的IH患兒有家族史，其遺傳方式為常染色體顯性遺傳以及母系遺傳，連鎖位點為5q31-33染色體，并鎖定了三個候選基因FGFR4、PDGFRβ和 FLT4，其基因編碼產(chǎn)物與家族性IH發(fā)病相關(guān)。此兩種遺傳方式都具有不完全外顯率。

1.2 DNA腺嘌呤N6甲基化修飾 嬰幼兒血管瘤組織中DNA的6-MA修飾水平高于其周圍正常皮膚組織，且DNA參與了干細(xì)胞、中胚層、間充質(zhì)細(xì)胞的增殖與分化以及細(xì)胞周期的調(diào)控，這些功能與異常內(nèi)皮細(xì)胞的起源和分化過程關(guān)系密切，從而導(dǎo)致了IH的發(fā)生[2]。

2 血管內(nèi)皮細(xì)胞異常增殖

IH典型的病理改變?yōu)檠軆?nèi)皮細(xì)胞過度增殖，其來源主要有：(1)胎盤細(xì)胞：IH的內(nèi)皮細(xì)胞表達與胎盤血管組織相同的標(biāo)記物，如葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白(glucose transporter1，GLUT 1)、Lewis Y抗原、merosin蛋白和FcγRII，目前公認(rèn)GLUT 1是IH的免疫標(biāo)志物，提示血管瘤內(nèi)皮細(xì)胞與胎盤組織具有同源性；(2)血管內(nèi)皮祖細(xì)胞(endothelial progenitor cells，EPCs)：IH患者組織和血液中存在高水平的EPCs。EPCs是血管內(nèi)皮細(xì)胞的前體細(xì)胞，能夠在裸鼠體內(nèi)誘導(dǎo)血管瘤樣病變；而EPCs在胎盤組織中高表達，且胎盤組織和IH的EPCs具有同源性。因此，目前認(rèn)為不完全分化的、失調(diào)的胎盤源性內(nèi)皮祖細(xì)胞導(dǎo)致了IH的發(fā)生[3]?？赡苡捎谌焉锲陂gEPCs暴露于化學(xué)物質(zhì)、重金屬、病原體和電離輻射等致畸劑而導(dǎo)致其發(fā)育不良，不良的子宮環(huán)境具有潛在的免疫反應(yīng)作用，可以誘發(fā)IH[4]。缺氧、胎盤組織栓塞、梗死或者行絨毛膜穿刺術(shù)等原因?qū)е绿ケP源性內(nèi)皮祖細(xì)胞隨血液進入胎兒體內(nèi)并在某部位定植。具體機制還不完全清楚，需進一步研究。

3 與IH發(fā)生有關(guān)的分子途徑和基因

研究發(fā)現(xiàn)在IH增殖期多種細(xì)胞因子、信號通路以及基因表達異常，而這些生物學(xué)標(biāo)志物及基因有可能成為未來的潛在的治療靶點。

3.1 雌激素和雌激素受體 IH患者中女性發(fā)病率是男性的3倍，提示雌激素可能與血管瘤的發(fā)生有關(guān)。可能的作用機制為：(1)促進缺氧誘導(dǎo)因子表達，刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生更多雌激素受體，進而促進血管生成因子的產(chǎn)生；(2)提高血管內(nèi)皮細(xì)胞的有絲分裂率，促進DNA合成；(3)抑制內(nèi)皮細(xì)胞凋亡；(4)上調(diào)血管生長因子如FGF2、VEGF-A、IGF以及TGF-β的表達，促進內(nèi)皮細(xì)胞增殖；(5)調(diào)控IH中巨噬細(xì)胞的遷移，巨噬細(xì)胞在IH的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用[5]。

3.2 與IH相關(guān)的細(xì)胞因子和蛋白質(zhì)

3.2.1 血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)及其受體(VEGFR) VEGF是最重要的促血管生成因子，其主要和VEGFR-2結(jié)合發(fā)揮作用。IH患者VEGF水平增高；同時發(fā)現(xiàn)VEGFR-2在小鼠和人血管瘤組織中過表達。部分IH患者存在VEGFR-2和腫瘤內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物-8的基因突變型[6]。該基因突變可影響VEGFR-1的基因轉(zhuǎn)錄使其表達降低，從而促進VEGFR-2的形成并與VEGF結(jié)合導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖。缺氧誘導(dǎo)因子HIF-1α可與VEGF啟動子的缺氧反應(yīng)元件結(jié)合并使其轉(zhuǎn)錄，增加VEGF信使RNA(mRNA)水平，同時VEGF和HIF-1α都可誘導(dǎo)DLL4配體激活，來增加機體組織對缺氧的反應(yīng)并引起血管增殖[7]。

3.2.2 血管生成素-2及其受體(angiopoietin2, Ang2/Tie-2) 體外實驗表明IH內(nèi)皮細(xì)胞Ang2和Tie2的表達增加。Ang2激活Tie受體，導(dǎo)致NADPH氧化酶的增加從而產(chǎn)生更多的活性氧。VEGF與Ang2存在協(xié)同作用導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞增殖和血管生成[8]。

3.2.3 3-磷酸肌醇依賴性激酶1(phosphoinositide-dependent protein kinase-1, PDK1) 體外實驗顯示PDK1缺失顯著降低了IH內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和侵襲能力，并通過降低Akt信號通路的活性，抑制體內(nèi)血管瘤的生長。靶向PDK1有可能為治療IH提供方向。

3.2.4 NOGOB受體 多種生長因子通過各自的受體激活RAS，進而通過AKT和ERK1/2信號通路介導(dǎo)血管瘤內(nèi)皮細(xì)胞增殖。而NOGOB受體是RAS激活所必須的。在血管瘤干細(xì)胞中敲除其受體減少RAS激活，并減少了干細(xì)胞的遷移和增殖。證明該受體在血管瘤干細(xì)胞的生長和分化中發(fā)揮RAS調(diào)控作用[9]。

3.2.5 腎素原受體(prorenin receptor, PRR) PRR在增殖的血管瘤組織和其原代細(xì)胞系的各細(xì)胞群中均有轉(zhuǎn)錄和翻譯表達，腎素原在促進內(nèi)皮細(xì)胞增殖方面的作用可通過阻斷典型的wnt信號通路而被抑制，提示其與腎素、PRR和wnt信號通路相連，從而導(dǎo)致IH的增殖和分化[10]。

3.2.6 水通道蛋白1(aquaporin1, AQP1) AQP1參與了腫瘤增殖和血管生成的相關(guān)過程，AQP1在IH增殖期時水平增加，受腎上腺素能通路的調(diào)控，同時AQP1又是普萘洛爾的下游靶點，普萘洛爾可下調(diào)AQP1使其表達減少從而抑制血管生成，這表明AQP1是β受體阻滯劑抗腫瘤反應(yīng)的重要驅(qū)動因素[11]。

3.3 與IH形成有關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子

3.3.1 缺氧誘導(dǎo)因子(hypoxia inducible factor，HIF) 在IH中HIF-1α穩(wěn)定表達，導(dǎo)致下游與血管生成相關(guān)的靶基因如GLUT-1、VEGF-A、基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1α、基質(zhì)金屬蛋白酶-9和IGF-2轉(zhuǎn)錄增加[12]；此外，雷帕霉素靶蛋白也與HIF-1α相關(guān)，其在血管生成和腫瘤生長中出現(xiàn)上調(diào)。

3.3.2 含SAM尖端結(jié)構(gòu)域的E26轉(zhuǎn)化特異性因子(SPDEF)、性別決定區(qū)Y框4(SOX4)、叉頭框C2(FOXC2) SPDEF和SOX4均有促血管生成作用，并由VEGF和雷帕霉素靶蛋白調(diào)節(jié)[13]。FOXC2是一種參與病理性血管形成和血管生成的潛在的轉(zhuǎn)錄介質(zhì)，可以增強內(nèi)皮細(xì)胞的遷移及促進微血管形成[14]。IH患者中SPDEF、SOX4、FOXC2表達增高，被認(rèn)為可能與血管瘤形成密切相關(guān)。

3.4 與IH形成有關(guān)的RNA

3.4.1 長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNAs) 在IH的發(fā)展過程中，lncRNAs被認(rèn)為與細(xì)胞增殖、凋亡和轉(zhuǎn)移有關(guān)。lncRNA-MEG3通過調(diào)控miR-494和進一步控制PTEN/PI3K/AKT通路來抑制IH的發(fā)生；lncRNA-MALAT1通過抑制miR-424激活MEKK3介導(dǎo)的IKK/NF-κB通路，促進血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖而促進IH進展，敲除MALAT1基因?qū)е翴H生長受到抑制；lnc00342通過miR-3619-5p-HDGF信號通路可調(diào)控HemECs細(xì)胞的增殖和凋亡；lnc00152在IH中上調(diào)，敲除后通過抑制AKT/mTOR和Notch1信號通路抑制IH內(nèi)皮細(xì)胞增殖和凋亡；lncRNAMEG3通過海綿化miR-494和調(diào)節(jié)PTEN/PI3K/AKT通路來抑制IH的發(fā)生；HNF1A-AS1靶向miR-363-3p抑制IL-6誘導(dǎo)的IH內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移和侵襲[15]。

3.4.2 微小RNA(miRs) 不同的miRs通過介導(dǎo)血管生成或關(guān)鍵基因影響Hem的生成。人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞來源的細(xì)胞外囊泡中miR-210在缺氧條件下出現(xiàn)高表達，從而促進了血管內(nèi)皮細(xì)胞的生長，減少了細(xì)胞凋亡，同時miR-210通過靶向HOXA9調(diào)控細(xì)胞增殖，并影響血管重塑和細(xì)胞遷移。這可能為IH治療提供新的靶點；19號染色體miRNA簇(The chromosome 19 microRNA cluster，C19MC)在IH組織和血液樣本中均過表達，確定C19MC為IH的候選生物標(biāo)志物；miR-382和miR-130a均在IH內(nèi)皮細(xì)胞中過表達，組織因子通路抑制劑2(TFPI2)是一種新的miR-130a靶點，而miR-130a抑制劑增強了TFPI2的表達。miR-130a抑制劑通過阻斷FAK/PI3K/Rac1/mdm2信號通路來降低IH的生長和血管生成[16]。

3.4.3 環(huán)狀RNA(circRNA) circRNA和mRNA可以競爭相同的miRNA結(jié)合位點，RNA-miRNA-mRNA網(wǎng)絡(luò)在IH中可能發(fā)揮著重要作用。circRNA cZNF292在缺氧條件下上調(diào)，并控制內(nèi)皮細(xì)胞塊莖和球狀芽的形成；有研究發(fā)現(xiàn)IH中2個上調(diào)環(huán)狀RNA:hsa_circRNA_100933和hsa_circRNA_100709以及一個下調(diào)環(huán)狀RNA:hsa_circRNA_104310表達，并構(gòu)建了兩個環(huán)狀RNA -miRNA- mRNA網(wǎng)絡(luò)，這兩個網(wǎng)絡(luò)都參與了血管生成和血管發(fā)育相關(guān)的生物學(xué)過程[17]。

3.5 與IH形成有關(guān)的基因

3.5.1 凋亡抑制基因survivin 增殖性IH組織基質(zhì)細(xì)胞中survivin表達強烈，使用特異性survivin抑制劑YM155，可抑制細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、干擾血管瘤干細(xì)胞分化潛能，抑制IH的發(fā)展[18]。

3.5.2 致癌基因 一些促進腫瘤血管生成的致癌基因在IH中發(fā)生改變。①B細(xì)胞淋巴瘤-2 (Bcelllymphoma2，Bcl-2): Bcl-2在增殖期IH中過表達，而在消退完成期表達與正常組織相似。其可能通過一種涉及VEGF的機制在血管生成中發(fā)揮作用；②轉(zhuǎn)錄信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和激活因子-3(Signal Transducer And Activator Of Transcription 3，STAT-3)：STAT3在IH內(nèi)皮細(xì)胞中過表達，此外，meta分析顯示STAT3是通過基因定位確定的IH調(diào)節(jié)因子之一；③克爾斯滕大鼠肉瘤病毒致癌基因同源物(Kirstenratsarcomaviraloncogenehomolog，KRAS)：KRAS基因發(fā)生突變時，細(xì)胞可發(fā)生不受控制的異常增殖，同時其突變也與血管穩(wěn)態(tài)的改變有關(guān)。IH增殖期KRAS可使VEGF表達的增加，同時對血小板反應(yīng)蛋白負(fù)調(diào)控從而促進血管生成。2019年針對KRAS突變的小分子抑制劑AMG510和MRTX849研發(fā)成功，為IH提供新的治療靶點[19]；④NOTCH：幾乎參與IH的所有細(xì)胞都存在NOTCH信號通路活化，并可被NOTCH信號通路相關(guān)制劑激活或抑制?；钴S的VEGF受體使NOTCH信號通路受體NOTCHR和配體Dl14表達下調(diào)，NOTCH3表達上調(diào)，從而促進血管增殖[20]。NOTCH3在IH干細(xì)胞-壁細(xì)胞分化和病理性血管穩(wěn)定中起作用。在IH的小鼠模型中，敲除NOTCH3或全身應(yīng)用NOTCH3抑制劑可顯著降低IH血流量、血管口徑和血管周圍細(xì)胞的覆蓋率。NOTCH3可能是一個有效的IH治療靶點。

3.5.3 腫瘤抑制基因 一些腫瘤抑制基因在IH中發(fā)生突變或失活。①10號染色體缺失的磷酸酶張力蛋白同源物(phosphatase and tensin homolog，PTEN)：PTEN使磷脂酰肌醇三磷酸去磷酸化，從而抑制磷酸肌醇-3-激酶(PI3K)/Akt通路的促進細(xì)胞增殖的作用。此外，PTEN通過調(diào)節(jié)HIF1-α的表達來調(diào)控血管生成；②p53：P53可在多個層面上影響IH生成過程：包括抑制HIF-1α的轉(zhuǎn)錄、抑制VEGF和纖維細(xì)胞生長因子(fibroblast growth factor,Bfgf)表達、上調(diào)或激活內(nèi)源性血管生成抑制劑、通過p53-BAX通路調(diào)控血管瘤內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡等；③轉(zhuǎn)移抑制因子Kiss1基因：該基因可抑制血管生成。在人IH內(nèi)皮細(xì)胞中Kiss1呈低表達；④周期蛋白依賴性激酶抑制劑2A：該基因在IH細(xì)胞中表達減低[19]；⑤腫瘤抑制蛋白(forkheadboxprotein O1，foxo1)和缺氧誘導(dǎo)基因(N-Myc downstream-regulated gene1，ndrg1):在血管瘤增生過程中，foxo1通路上游分子ndrg1的表達增加。Ndrg1基因敲除降低血管瘤內(nèi)皮細(xì)胞增殖和c-myc癌蛋白水平[21]。

4 小結(jié)

綜上所述，IH發(fā)病機制的進展涉及多種假說，多種分子途徑和基因，隨著研究的深入，尤其是多個關(guān)鍵靶點的確立，不僅能更清晰地了解IH的發(fā)病機制，還有可能為IH的治療提供新的思路。