曾 勇，謝明峰，方 濤，劉海金，徐仙赟，劉 潛

(贛南醫(yī)學(xué)院 1.2017級碩士研究生；2.第一附屬醫(yī)院；3.江西省脈管異常性疾病研究中心；4.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院；5.心腦血管疾病防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 贛州 341000)

嬰幼兒血管瘤(Infantile hemangiomas，IH)是新生兒常見的血管源性腫瘤，多呈散發(fā)，其患病率較高，約為3%～10%，男女比例為1∶2.9，白人發(fā)病率更高[1]。 早產(chǎn)、低體重兒、子癇和胎盤異常也是重要的危險(xiǎn)因素[2-4]。嬰幼兒血管瘤為良性腫瘤，可發(fā)生在全身任何部位，尤其好發(fā)于頭面部及四肢等淺表部位，嚴(yán)重影響患者容貌。發(fā)生于特殊部位可導(dǎo)致呼吸阻塞、顱內(nèi)出血等，嚴(yán)重危及患者生命[5]。近些年IH的治療已取得喜人的進(jìn)步，然而嬰幼兒血管瘤的發(fā)病機(jī)制一直未明確，因此，不同學(xué)者對IH的起源與發(fā)病機(jī)制提出了不同的學(xué)說。

1 胎盤來源學(xué)說

NORTH等提出IH可能來自異位胎盤組織，因?yàn)镮H和胎盤表達(dá)相同的表面標(biāo)志物GLUT1、Lewis Y抗原、FcγR11和merosin，而這些蛋白質(zhì)通常不在神經(jīng)或胎盤來源以外的組織上表達(dá)[6]。BARNES等對胎盤和血管瘤進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組聚類分析，發(fā)現(xiàn)胎盤組織和IH內(nèi)皮高度相似[7]。這些研究為血管瘤內(nèi)皮細(xì)胞獲得胎盤表型提供了理論支持。基于胎盤來源學(xué)說及IH內(nèi)皮細(xì)胞克隆性質(zhì)，IH內(nèi)皮細(xì)胞可能起源于胎盤血管的栓塞前體內(nèi)皮細(xì)胞，栓塞的胎盤前體內(nèi)皮細(xì)胞可通過胎兒循環(huán)中的右向左分流到達(dá)胎兒組織，它們像是顆“種子”在發(fā)育的胎兒中尋找到適合的“土壤”后開始生長。SEIDMANN等認(rèn)為IH源自于早期妊娠中胎盤血管生成區(qū)域的CD15+祖細(xì)胞，因?yàn)樗鼈儽憩F(xiàn)出CD15、CD31和CD34的共表達(dá)，而大多數(shù)胚胎血管為CD31+/CD34+/CD15-的免疫表型[8]。但兩項(xiàng)研究均發(fā)現(xiàn)IH內(nèi)皮細(xì)胞為胎兒來源而非母體來源[9-10]，眾所周知，胎盤內(nèi)皮細(xì)胞既有母體來源又有胎兒來源，針對這一點(diǎn)，胎盤來源學(xué)說很難解釋為何在IH組織中僅發(fā)現(xiàn)胎兒來源內(nèi)皮細(xì)胞。因此，胎盤來源學(xué)說仍存在很大的爭議。

2 缺氧應(yīng)激學(xué)說

研究發(fā)現(xiàn)胎盤缺氧與IH之間存在相關(guān)性，臨床觀察發(fā)現(xiàn)IH前體通常由扁平的缺血斑塊組成，這意味著IH早期病變可能是缺氧[11]。同樣，IH的危險(xiǎn)因素(例如先兆子癇和前置胎盤、已知極低出生體重與胎盤功能不全等)也表明IH發(fā)生時(shí)處于缺氧狀態(tài)[12]。有證據(jù)表明，在胎兒血管生成自我調(diào)控功能未完全發(fā)育之前中斷妊娠，可以產(chǎn)生與嬰兒血管瘤相似的未成熟內(nèi)皮細(xì)胞[3,6]。它們共同的機(jī)制可能是將低氧應(yīng)激作為觸發(fā)信號，通過HIF-α途徑誘導(dǎo)血管生成因子(如VEGF)的過度表達(dá)，導(dǎo)致胎兒皮膚中天然存在的或募集的干細(xì)胞(表達(dá)CD133)增殖并分化為未成熟的內(nèi)皮細(xì)胞(表達(dá)CD31)，還有周細(xì)胞(表達(dá)SMA)、樹突細(xì)胞(表達(dá)FX IIIa)和具有脂肪形成潛能的間充質(zhì)細(xì)胞[13]。此外，研究發(fā)現(xiàn)CD14+單核細(xì)胞用血管生成生長因子處理可衍生出表達(dá)GLUT-1及FcγR11的IH樣內(nèi)皮細(xì)胞，低氧強(qiáng)烈誘導(dǎo)GLUT-1 mRNA，蛋白質(zhì)和活性水平增加，并在恢復(fù)常氧后仍保持升高狀態(tài)[14]。以上證據(jù)說明缺氧作為始動因素在促進(jìn)IH發(fā)生發(fā)展中的重要性，并且很好的解釋了IH在解除缺氧后仍處于異常增殖的狀態(tài)。然而BOYE等發(fā)現(xiàn)從IH組織中分離的內(nèi)皮細(xì)胞是呈克隆性生長，這表明血管瘤內(nèi)皮細(xì)胞可能源于同一內(nèi)皮前體細(xì)胞[15]。缺氧應(yīng)激學(xué)說無法解釋IH內(nèi)皮細(xì)胞克隆性生長的這一事實(shí)。

3 血管生成與血管發(fā)生學(xué)說

血管生成(Angiogenesis)是指通過發(fā)芽或套疊方式從先前存在的血管中生長出新的毛細(xì)血管。IH一直被認(rèn)為是血管生成疾病，因?yàn)镮H的定義特征是早期的急劇生長和發(fā)展為混亂的血管團(tuán)，細(xì)胞因子調(diào)節(jié)途徑的突變和缺陷是血管瘤血管生成異常的原因[16]。如bFGF和VEGF-A等促血管生成信號通路的異常都支持這一概念[17-18]，促血管生成和抗血管生成平衡紊亂導(dǎo)致IH的發(fā)病機(jī)理[19]。但I(xiàn)H的生長和退化與其他血管瘤和血管畸形完全不同，后者不會消退，可在兒童或成人時(shí)期的任何時(shí)間發(fā)生，而IH是血管瘤內(nèi)皮異常增殖為特征，可自發(fā)性消退。

血管發(fā)生(Vasculogenesis)定義為內(nèi)皮前體細(xì)胞或成血管細(xì)胞分化為內(nèi)皮細(xì)胞并從頭形成原始血管網(wǎng)絡(luò)。從IH中已經(jīng)分離出了能夠使新生血管形成的多能祖細(xì)胞，IH的發(fā)生更類似于血管發(fā)生的過程，即從祖細(xì)胞重新形成血管[20]。這個(gè)概念與IH中長期存在的未成熟細(xì)胞和幼稚血管一致[21]，未成熟的細(xì)胞可能來自病變內(nèi)的干/祖細(xì)胞[22]。研究發(fā)現(xiàn)血管瘤干細(xì)胞中VEGF-A高水平表達(dá)，血管瘤干細(xì)胞以自分泌方式產(chǎn)生VEGF-A通過ERK1/2通路介導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞的分化與增殖[23]，而皮質(zhì)類固醇可能通過大幅下調(diào)血管瘤干細(xì)胞分泌的VEGF-A來治療IH[24]。此外血管瘤干細(xì)胞可以分化成血管周細(xì)胞，研究發(fā)現(xiàn)NOTCH3是血管瘤干細(xì)胞向周細(xì)胞分化和成熟的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑，但血管瘤干細(xì)胞衍生的周細(xì)胞功能異常，表現(xiàn)為收縮能力和PDGFRβ活性的降低[25]，而普萘洛爾可能通過靶向于嬰兒血管瘤來源的周細(xì)胞的收縮來治療IH[26]?？傊?，血管瘤干細(xì)胞衍生的內(nèi)皮細(xì)胞和周細(xì)胞的異常，將允許血管生成但阻礙了血管成熟。這一系列證據(jù)表明IH長期以來被認(rèn)為是病理性血管生成模型，也可能代表了病理性血管發(fā)生。但血管發(fā)生學(xué)說仍然存在一些未解之謎，如血管瘤干細(xì)胞的性質(zhì)和來源是什么？

4 干細(xì)胞失調(diào)學(xué)說與干細(xì)胞致畸學(xué)說

血管瘤干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)對IH發(fā)病起源學(xué)說產(chǎn)生了重大影響。KHAN等首次從增殖期IH中分離出具有原始間充質(zhì)細(xì)胞特性的CD133+血管瘤內(nèi)皮細(xì)胞，它具有自我更新和多譜系分化的能力，在小鼠成瘤模型中，CD133+血管瘤內(nèi)皮細(xì)胞可在在7～14天內(nèi)形成GLUT1+(IH的特異性標(biāo)記物)血管，熒光標(biāo)記追蹤到CD133+陽性血管瘤內(nèi)皮細(xì)胞可分化為內(nèi)皮細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和周細(xì)胞[27]，因此CD133+血管瘤內(nèi)皮細(xì)胞被公認(rèn)為血管瘤干細(xì)胞，是IH形成的初始細(xì)胞。然而CD133+血管瘤干細(xì)胞是非常罕見的，在增殖期IH中僅有0.1%～1%，如此稀少的細(xì)胞僅靠其自身增殖分化而實(shí)現(xiàn)IH的迅速生長顯然是不科學(xué)的。研究發(fā)現(xiàn)血管瘤干細(xì)胞為多能干細(xì)胞，其表達(dá)Nanog、Myc、Oct-4和AML1等多能轉(zhuǎn)錄因子[28]。此外，HUANG等發(fā)現(xiàn)IH中GLUT-1陽性內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)兼性干細(xì)胞的特性，GLUT-1陽性內(nèi)皮細(xì)胞雖然表現(xiàn)出內(nèi)皮細(xì)胞的表型和功能特征，但當(dāng)將其從腫瘤環(huán)境中移除并作為純化群體置于培養(yǎng)物中時(shí)，它們表現(xiàn)出克隆細(xì)胞樣特性和多譜系分化能力[28]，因此GLUT-1陽性內(nèi)皮細(xì)胞被認(rèn)為是血管瘤迅速發(fā)展的重要細(xì)胞群。這一理論在病理學(xué)方面同樣得到了驗(yàn)證：在增殖早期階段，許多內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)GLUT-1；在增殖中期，大多數(shù)血管內(nèi)皮細(xì)胞和分散的內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)GLUT-1；在增殖后期，GLUT-1的表達(dá)迅速下降；而在消退期，所有血管瘤樣本均未表達(dá)GLUT-1[29]。CD133+血管瘤干細(xì)胞可分化GLUT-1陽性兼性干細(xì)胞，這說明血管瘤由各種不同分化等級的細(xì)胞組成，而血管瘤干細(xì)胞具有較強(qiáng)的細(xì)胞干性。

針對血管瘤干細(xì)胞的性質(zhì)與起源，不同學(xué)者也提出了一些獨(dú)特的見解。HARBI等認(rèn)為小兒血管瘤起源于一個(gè)失調(diào)但尚未完全轉(zhuǎn)化的多能干細(xì)胞，而血管瘤干細(xì)胞失調(diào)可能是在胚胎發(fā)育的早期階段由于某些因素形成分化停滯的多能干細(xì)胞[30]。在胚胎發(fā)育過程中，發(fā)育環(huán)境的異常經(jīng)常導(dǎo)致疾病的發(fā)生，具體而言，暴露于環(huán)境因子可能通過多種機(jī)制干擾正常生理狀態(tài)并導(dǎo)致IH多能干細(xì)胞的發(fā)育停滯[31]。結(jié)果引起內(nèi)皮細(xì)胞分化的延遲，并導(dǎo)致不適時(shí)和無序的血管增生。HARBI等認(rèn)為血管瘤干細(xì)胞可能是由致畸機(jī)制引起的[32]。未成熟的多能干細(xì)胞由于暴露于致畸因素(包括化學(xué)藥品、重金屬、病原體和電離輻射)中通過改變早期基因編程影響正常的胎兒發(fā)育、引起畸形和誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生。但是沒有任何研究表明各致畸因素與IH的發(fā)生相關(guān)，因此該學(xué)說缺乏有力的證據(jù)。

MONG等發(fā)現(xiàn)在血管瘤干細(xì)胞中Lin28b/let-7途徑的失調(diào)，表現(xiàn)為Lin28b的表達(dá)升高[33]，有趣的是，Lin28b作為胚胎干細(xì)胞系的標(biāo)志物，僅在胚胎干細(xì)胞及早期胚胎發(fā)育過程中高表達(dá)，在分化過程中胚胎干細(xì)胞的表達(dá)不斷下降，而在成體祖細(xì)胞中不表達(dá)[34-36]，目前對哺乳動物發(fā)育過程中調(diào)節(jié)Lin28b表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子知之甚少。值得注意的是，O2的瞬態(tài)濃度變化可調(diào)節(jié)MYc的活性，而MYc是LIN28/let-7的調(diào)節(jié)因子，并且有證據(jù)表明低O2張力會損害多能干細(xì)胞的靶向分化[37]。這表明血管瘤干細(xì)胞很大可能起源于胚胎發(fā)育時(shí)期不完全分化的內(nèi)皮祖細(xì)胞，而缺氧可能是干細(xì)胞失調(diào)的始動因素[32,38]?？傊?，目前認(rèn)為失調(diào)干細(xì)胞學(xué)說可解釋IH的發(fā)生，但缺乏有力的證據(jù)，最終導(dǎo)致和維持這種異常內(nèi)皮細(xì)胞增殖缺陷的病因和異常內(nèi)皮祖細(xì)胞的來源仍然未知。

腫瘤干細(xì)胞理論在腫瘤研究領(lǐng)域中得到廣泛認(rèn)可。近年來在乳腺癌、肺癌、腸癌等多種惡性腫瘤中均分離出了腫瘤干細(xì)胞[39-41]，然而在良性腫瘤中發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞卻是罕見的。腫瘤干細(xì)胞理論認(rèn)為，腫瘤干細(xì)胞是正常組織干細(xì)胞發(fā)生突變而產(chǎn)生的具有干細(xì)胞特征的細(xì)胞群，其具有自我更新、無限增殖、多潛能分化和體內(nèi)成瘤等特征[42]，然而在以往的研究中并未發(fā)現(xiàn)血管瘤的潛在突變基因。最新研究認(rèn)為兒童腫瘤的一個(gè)突出特征是表觀遺傳失調(diào)，而在多種成人癌癥的特征為多基因組事件，表現(xiàn)為基因表達(dá)的廣泛失調(diào)[43]。許多兒童腫瘤均起源于特定發(fā)育時(shí)間窗的干細(xì)胞或祖細(xì)胞[44-46]。但目前的理論研究仍無法證明血管瘤干細(xì)胞的失調(diào)是否源于干細(xì)胞本身的變異，還是由于外部因素的表觀調(diào)控。

5 問題與展望

盡管近些年來，IH的診治方面取得了喜人的突出，但其發(fā)病機(jī)制的研究仍無較大的突破，IH的各種起源學(xué)說均有其各自的局限性，僅能說明部分問題，IH的發(fā)病機(jī)制仍有很多尚待解決的問題。目前IH發(fā)病機(jī)制的研究似乎進(jìn)入了一個(gè)瓶頸期，其原因是多方面的，合適的動物研究模型的缺乏就是一個(gè)重要的限制因素。IH發(fā)生可能是胚胎發(fā)育時(shí)期血管發(fā)育異常所致，因此有必要加深在胚胎血管發(fā)育方面的研究與模型構(gòu)建。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)各種因素會增加患IH的風(fēng)險(xiǎn)，包括性別、早產(chǎn)和其他產(chǎn)前并發(fā)癥等因素，并且它們與IH的相關(guān)性不斷加深，因此有必要進(jìn)行更多的研究來評估各種環(huán)境因素對IH發(fā)病機(jī)制的影響。

此外，血管瘤干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)為嬰兒血管瘤的細(xì)胞和分子基礎(chǔ)研究提供了更多的機(jī)會，從嬰兒血管瘤中已經(jīng)分離出的多能祖細(xì)胞能夠形成新生血管，這表明嬰兒血管瘤可能代表病理性血管發(fā)生，可作為病理性血管發(fā)生研究的模型，為解讀人類血管發(fā)育的機(jī)制提供獨(dú)特的機(jī)會。