陳曉東 林曉曦

嬰幼兒血管瘤（Infantile Hemangiomas）是兒童期最常見的良性腫瘤，在白人兒童中發(fā)病率約為5%～10%[1]。該病好發(fā)于女嬰、早產兒，在多胎妊娠的高齡產婦、前置胎盤及先兆子癇者的后代中發(fā)病率明顯增加[2]。嬰幼兒血管瘤具有特殊的自然病程：大多數于出生后不久出現并快速增生，增生期長達5個月[3]，隨后進入消退期，消退期可長達數年。有資料表明，在6歲之后消退的患兒更易導致瘢痕、多余皮膚及毛細血管擴張等[4]。目前，嬰幼兒血管瘤的發(fā)病機制尚不明確，本文就該領域的研究進展綜述如下。

1 血管瘤內皮細胞（hemECs）的起源

在血管瘤形成過程中，hemECs起源的研究主要集中在兩個方面：第一，hemEcs來源于發(fā)生突變的內皮祖細胞，依據主要包括①hemECs具有單克隆性而瘤體內其他細胞成分無此特性[5]；②Berg等[6]發(fā)現一些血管瘤患者中的5q染色體的一些區(qū)域有明顯雜合性缺失。第二，胎盤栓塞學說，依據主要包括①胎盤絨毛微血管內皮細胞與hemECs具有相似的免疫表型，如 GLUT1、FcgammaRⅡ、LeY、merosin 等；②hemECs高表達3型碘酪氨酸脫碘酶并同時表達吲哚胺2，3雙加氧酶（IDO）[7]和胰島素樣生長因子 2（IFG-2）[8]，這些因子正常情況下僅在胎盤中表達，提示兩種細胞具有同源性；③Barnes等[9]用DNA芯片技術證明血管瘤組織和胎盤基因轉錄啟動子表達水平相似；④臨床觀察發(fā)現，進行絨毛膜穿刺（CVS）孕婦產下的后代更易患嬰幼兒血管瘤，絨毛微血管內皮細胞脫落并種植、胎盤的損傷等解釋了早產兒血管瘤發(fā)生率增高的現象。然而，并沒有更多的證據能夠證明CVS與發(fā)生血管瘤存在相關性[2]。分子遺傳學研究發(fā)現，血管瘤細胞成分來源于患兒自身，而非母體[10-11]。

2 嬰幼兒血管瘤發(fā)生的機制

2.1 VEGF及其受體的作用

嬰幼兒血管瘤的發(fā)生被認為是由于血管生成因子與抑制因子失衡造成的[12]。血管生成因子有很多，目前已發(fā)現的，與增生期嬰幼兒血管瘤關系最密切的，是血管內皮細胞生長因子（VEGF）。TaKahashi等[13]用免疫組化技術檢測了38例增生期血管瘤標本中的VEGF，發(fā)現與消退期、消退后期患者標本相比，增生期血管瘤標本中VEGF水平升高。但是，VEGF的升高水平可能并不足以引起血管瘤的快速增生，更可能是由于VEGFR2受體的異常激活。進一步的研究表明，VEGFR2受體的激活是由于VEGFR1/Flt1的低表達引起的[14]。增生期，由于活化T細胞核因子（Nuclear factor of activated T cells，NFAT）的活性受抑制，VEGFR1受體表達減少，多余的VEGF激活VEGFR2受體通路，從而促進了內皮細胞的增生、遷移。

2.2 祖細胞或干細胞的作用

組織學觀察發(fā)現，嬰幼兒血管瘤具有胚胎干細胞或原始細胞的一些特性。這些細胞在胚胎時期處于靜止狀態(tài)且不參與脈管的形成，直到被某種物質激活分化為異常的血管，從而產生血管瘤[15]。

2.2.1 內皮祖細胞（EPCs）

內皮祖細胞（Endothelial progenitor cells，EPCs）存在于成體的骨髓、外周血和臍靜脈血中，具有分化為血管內皮細胞的能力，是血管內皮細胞的前體。Yu等[16]在增生期血管瘤中檢測到內皮祖細胞的特異標記 CD133及VEGFR2、CD31、VE-cadherin，而在消退期血管瘤中未能檢測到，說明內皮祖細胞可能參與了血管瘤形成。內皮祖細胞可能來源于：①胚胎時期的滯留。Dadras等[17]在增生期hemECs檢測到LYVE1（淋巴管內皮細胞特異標記）及CD34/CD31。說明 hemECs可能由滯留在胚胎血管發(fā)育早期的內皮祖細胞演化而來，并且與胎兒內皮細胞有許多相似性。即在VEGF存在的情況下，hemECs對內皮抑素的反應介于臍血內皮祖細胞與成熟的血管內皮細胞之間[18]。②外周血中EPCs的動員。在嬰幼兒血管瘤快速增生期，hemECs大量增殖形成的血管并不能運輸血液，因此會造成局部缺氧。我們在臨床上也發(fā)現血管瘤增生之前會出現局部皮膚變白，提示局部形成缺血缺氧環(huán)境。Kleinman等[19]發(fā)現在血管瘤患者外周血及瘤體組織中EPCs的量都明顯增高，HIF-α、SDF-1α、VEGF 及 MMP-9 等引起外周EPCs動員的關鍵因子也是增高的，進一步支持了hemECs來源于外周血中動員的EPCs。此外，在血管瘤患者的血液中檢測到17β-雌激素升高，提示雌激素可能也參與了動員EPCs引起新生血管的快速增殖[20]。這一環(huán)境與子宮內的低氧高激素的環(huán)境相似，血管瘤與胎盤對相同環(huán)境的反應性提示或許二者有相似的起源。

2.2.2 間充質干細胞（MSCs）

間充質干細胞（Mesenchymal stem cells，MSCs）來源于發(fā)育早期的中胚層和外胚層，主要存在于結締組織和器官間質中，以骨髓組織中含量最為豐富，具有多向分化潛能、造血支持和促進干細胞植入、免疫調控和自我復制等特點。在成人骨髓或皮膚中提取的間充質干細胞具有定向分化為其他組織的能力[21]，并且在VEGF存在的情況下，骨髓來源的MSCs能夠重新動員并募集至新生血管區(qū)。Ball等[22]在增生期及消退期血管瘤組織中都分離出了MSCs，形態(tài)學與免疫學檢測與骨髓MSCs并無差異，都具有分化為包括脂肪細胞在內的多種間葉細胞的能力。故推測MSCs可能來源于外周血液循環(huán)或臨近的皮膚或脂肪組織。在增生期瘤體組織內，MSCs分化為脂肪細胞的比例要高于消退期組織或正常的皮膚組織。因此，我們推測，在消退期病理切片中所觀察到的脂肪細胞可能來源于MSCs。

2.2.3 血管瘤干細胞（hemSCs）

近年來，干細胞生物學研究發(fā)現，在某些腫瘤中確實存在多能干細胞。在血管瘤組織中，檢測到能夠同時表達CD90、VEGFR1、VEGFR2及NRP1，并極易分化為血管內皮細胞的血管瘤干細胞。此外，還能同時表達Oct-4及AML1，說明hemSCs具有全能性。Khan等[23]最先從血管瘤組織中篩選CD133陽性細胞（干細胞特異性標記），并證實其具有單克隆性及多向分化的潛能。將其移植于裸鼠皮下，可以建立類似嬰幼兒血管瘤的動物模型，為研究活體內血管的生成機制及相應的藥物治療提供了平臺。體外實驗中，hemSCs表現出了多向分化潛能，提示hemSCs可能是導致嬰幼兒血管瘤的真正原因。

2.2.4 成血管細胞

成血管細胞是比內皮祖細胞更上游的多向分化潛能的細胞。有學者推測，胚胎期遺留的具有分化為內皮細胞或血管周細胞的成血管細胞參與了血管瘤的發(fā)生，這些原始細胞在胚胎時期處于靜止狀態(tài)且不參與脈管的形成，直到被某種物質激活分化為異常的血管，從而產生血管瘤[15]。然而要驗證這一假說，還需要在血管瘤內皮細胞及血管周細胞中同時檢測到成血管細胞標記物，而目前尚無證據可以證實。

2.2.5 髓系細胞

廣義的髓系細胞包括粒細胞系、紅細胞系、巨核細胞系及單核細胞系。單核細胞具有分化為內皮樣細胞的潛能，而在 hemECs中檢測到髓系細胞特異性標記 CD14、CD45、CD32、CD15、CD83[26]，提示 hemECs可能來源于骨髓單核細胞系。此外，部分hemECs可聯合表達CD68及AIF-1[27]。AIF-1是一種激素樣細胞因子，主要由激活的巨噬細胞和T淋巴細胞表達、分泌，基因定位于人類白細胞抗原Ⅲ區(qū)域，與器官移植排斥反應、自身免疫性疾病及腫瘤的發(fā)生發(fā)展等密切相關。AIF-1因子的選擇性表達提示其可能在血管瘤的增生過程中發(fā)揮一定作用。進一步研究發(fā)現，AIF-1能夠激活MAPKp44/42信號通路，導致bFGF表達增加[28]。bFGF可以通過促進血管內皮細胞的增生、遷移，而引起血管瘤的增生。但是，導致血管瘤高表達AIF-1的原因目前尚不明了。

2.3 Notch信號通路

Notch基因家族在胚胎血管發(fā)生及出生后的腫瘤血管生成中發(fā)揮著重要作用。腫瘤學研究發(fā)現，位于VEGF信號下游，與Notch受體相對應的配體蛋白DLL4（Delta-like ligand 4）參與了血管發(fā)生的調控，阻斷DLL4信號通路能夠抑制腫瘤血管的生成。以人臍靜脈內皮細胞（HUVEC）為研究對象的體外實驗發(fā)現，DLL4與Notch受體結合后通過調低VEGFR-2的表達，抑制了VEGF對內皮細胞的效應，顯示出抑制血管發(fā)生的特性[24]。用RT-PCR技術在血管瘤中可以檢測到Notch基因的表達，并且在hemSCs分化為hemECs時，Notch3基因表達下調，而Notch1、Notch4及 Jagged-1表達增高，此外還檢測到一些同時表達Notch3及CD31的中間態(tài)細胞[25]，說明Notch基因在血管瘤發(fā)生發(fā)展過程中起著重要的調節(jié)作用，但是其作用機理有待于進一步的研究。對于Notch通路中各個關鍵分子的研究，可能會提供控制腫瘤或血管瘤的新靶點。

2.4 G-蛋白信號通路

β腎上腺素受體是一種G蛋白偶聯受體（GPCR），其中G蛋白部分由α、β、γ三個亞基組成，與受體結合后，引起Gα-GTP與Gβγ的分離，并激活腺苷酸環(huán)化酶。Leaute-Labreze等[29]發(fā)現，普奈洛爾對于嬰幼兒血管瘤具有較好地治療效果，其作用機制可能包括血管收縮、通過RAF調節(jié)促分裂原活化蛋白激酶通路來減少VEGF及bFGF的基因表達，引起血管內皮細胞的凋亡等。過去的研究都未涉及G蛋白信號通路的作用。近期研究表明，體外培養(yǎng)的人大腦微血管內皮細胞中，發(fā)現高表達β2腎上腺素受體，當加入普奈洛爾后，排列成管狀的內皮細胞生成明顯減少，并在減少MMP-9分泌的同時而不影響MMP-2的作用[30]，但是該實驗并非在血管瘤的血管中進行，因此缺乏足夠的說服力。Takahata等[31]研究腎上腺素及β受體阻滯劑普奈洛爾對間充質干細胞的分化能力的影響，認為在氧化應激時，腎上腺素通過作用于β2受體合成谷胱甘肽，選擇性地保護間充質干細胞的分化能力。因此，β受體阻滯劑對嬰幼兒血管瘤的作用可能就是阻滯了這一保護作用。最近，Liggett等[32]發(fā)現G蛋白偶聯受體激酶（GRKs）具有遺傳多態(tài)性，尤其是編碼GRK5-Leu41的等位基因，能夠產生內生性的β受體阻滯作用。這種表型存在于約40%的非裔兒童中，這也解釋了β受體阻滯劑在治療非裔兒童心衰時效果不佳的原因。普奈洛爾不僅是治療嬰幼兒血管瘤的新方法，在對疾病的發(fā)生原因上也給予了很多啟發(fā)。

3 展望

嬰幼兒血管瘤的發(fā)生絕非單一機制引起，遺傳變異、胎盤起源、干細胞、缺氧、激素可能都參與了疾病的過程。目前，關于嬰幼兒血管瘤與干細胞的研究越來越多，對出生后多能干細胞的血管再生能力的研究，以及動物模型的出現，為臨床研究提供了新的思路。Notch基因對血管生成的調節(jié)及普奈洛爾對血管瘤的特殊療效，從另一個方面為研究提供了新線索。

[1]Mulliken JB,Fishman SJ,Burrows PE,et al.Vascular anomalies[J].Curr Probl Surg,2000,37:517-584.

[2]Haggstrom AN,Drolet BA,Baselga E,et a1.Prospective study of infantile hemangiomas:demographic,prenatal,and perinatal characteristics[J].J Pediatr,2007,150(3):291-294.

[3]Chang LC,Haggstrom AN,Drolet BA,et al.Growth characteristics of infantile hemangiomas:implications for management[J].Pediatrics,2008,122:360-367.

[4]Bruckner AL,Frieden IJ.Hemangiomas of infancy[J].J Am Acad Dermatol,2003,48:477-493.

[5]Walter JW,North PE,Waner M,et al.Somatic mutation of vascular endothelial growth factor receptors in juvenile hemangioma[J].Genes Chromosomes Cancer,2002,33:295-303.

[6]Berg JN,Walter JW,Thisanagayam U,et al.Evidence for loss of heterozygosity of 5q in sporadic haemangiomas:are somatic mutations involved in haemangioma formation[J]?J Clin Pathol,2001,54:249-252.

[7]Ritter MR,Moreno SK,Dorrell MI,et al.Identifying potential regulators of infantile hemangioma progression through large-scale expression analysis:a possible role for the immune system and indoleamine 2,3 dioxygenase(IDO)during involution[J].Lymphat Res Biol,2003,1:291-299.

[8]Ritter MR,Dorrell MI,Edmonds J,et al.Insulin-like growth factor 2 and potential regulators of hemangioma growth and involution identified by large-scale expression analysis[J].Proc Natl Acad Sci USA,2002,99:7455-7460.

[9]Barnes CM,Huang S,Kaipainen A,et al.Evidence by molecular profiling for a placental origin of infantile hemangioma[J].Proc Natl Acad Sci USA,2005,102:19097-19102.

[10]Pittman KM,Losken HW,Kleinman ME,et al.No evidence for maternal-fetal microchimerism in infantile hemangioma:a molecular genetic investigation[J].J Invest Dermatol,2006,126:2533-2538.

[11]Regnier S,Dupin N,Le Danff C,et al.Endothelial cells in infantile haemangiomas originate from the child and not from the mother(a fluorescence in situ hybridization-based study)[J].Br J Dermatol,2007,157:158-160.

[12]Folkman J.Clinical applications of research on angiogenesis[J].N Engl J Med,1995,333:1757-1763.

[13]TaKahashi K,Mulliken JB,Kozakewich HPW,et al.Cellular markers that distinguish the phases of hemangioma during infancy and childhood[J].J Chin Invest,1994,93(6):2357-2364.

[14]Jennin M,Medici D,Park L,et al.Suppressed NFAT-dependent VEGFR1 expression and constitutive VEGFR2 signaling in infatile hemangioma[J].Nat Med,2008,14:1236-1246.

[15]Smoller BR,Apfelberg DB.Infantile(juvenile)capillary hemangioma:a tumor of heterogenous cellular elements[J].J Cutan Pathol,1993,20:330-336.

[16]Yu Y,Flint AF,Mulliken JB,et al.Endothelial progenitor cells in infantile hemangioma[J].Blood,2004,103:1373-1375.

[17]Dadras SS,North PE,Bertoncini J,et al.Infantile hemangiomas are arrested in an early developmental vascular differentiation state[J].Mod Pathol,2004,17:1068-1079.

[18]Khan ZA,Melero-Martin JM,Wu X,et al.Endothelial progenitor cells from infantile hemangioma and umbilical cord blood display unique cellular responses to endostatin[J].Blood,2006,108:915-921.

[19]Kleinman ME,Greives MR,Churgin SS,et al.Hypoxia-induced mediators of stem/progenitor cell trafficking are increased in children with hemangioma[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2007,27:2664-2670.

[20]Chang EI,Chang EI,Thangarajah H,et al.Hypoxia,hormones,and endothelial progenitor cells in hemangioma[J].Lymphat Res Biol,2007,5(4):237-243.

[21]Chapel A,Bertho JM,Bensidhoum M,et al.Mesenchymal stem cells home to injured tissues when co-infused with hematopoietic cells to treat a radiation-induced multi-organ failure syndrome[J].J Gene Med,2003,5:1028-1038.

[22]Ball SG,Shuttleworth CA,Kielty CM.Mesenchymal stem cells and neovascularization:role of platelet-derived growth factor receptors[J].J Cell Mol Med,2007,11:1012-1030.

[23]Khan ZA,Boscolo E,Picard A,et al.Multipotential stem cells recapitulate human infantile hemangioma in immunodeficient mice[J].J Clin Invest,2008,118(7):2592-2599.

[24]Williams CK,Li JL,Murga M,et al.Upregulation of the Notch ligand delta-like 4 inhabits VEGF-induced endothelial cell function[J].Blood,2006,107:931-939.

[25]Wu JK,Kitajewski JK.A potential role for Notch signaling in the pathogenesis and regulation of hemangiomas[J].J Craniofac Surg,2009,20(1):698-702.

[26]Ritter MR,Reinisch J,Friedlander SF,et al.Myeloid cells in infantile hemangioma[J].Am J Pathol,2006,168:621-628.

[27]Jia J,Bai Y,Fu K,et al.Expression of allograft inflammatory factor-1 and CD68 in haemangioma:implication in the progression of haemangioma[J].Br J Dermatol,2008,159:811-819.

[28]Jia J,Cai Y,Wang R,et al.Overexpression of allograft Inflammatory factor-1 promotes the proliferation and migration of human endothelial cells(HUV-EC-C)probably by up-regulation of basic fibroblast growth factor[J].Pediatr Res,2010,67:29-34.

[29]Léauté-Labrèze C,Dumas de la Roque E,Hubiche T,et al.Propranolol for severe hemangiomas of infancy[J].N Engl J Med,2008,358:2649-2651.

[30]Annabi B,Lachambre MP,Plouffe K,et al.Propranolol adrenergic blockage inihibits human brain endothelial cells tubulogenesis and matrix metalloproteinase-9 secretion[J].Pharmacol Res,2009,60:438-445.

[31]Takahata Y,Takarada T,Iemata M,et al.Functional expression of beta2 adrenergic receptors responsible for protection against oxidative stress through promotion of glutathione synthesis after Nrf2 upregulation in undifferentiated mesenchymal C3H10T1/2 stem cells[J].J Cell Physiol,2009,218:268-275.

[32]Liggett SB,Cresci S,Kelly RJ,et al.A GRK5 polymorphism that inhibits beta-adrenergic receptor signaling is protective in heart failure[J].Nat Med,2008,14:510-517.