肺動(dòng)脈高壓關(guān)鍵的發(fā)病機(jī)制：肺血管內(nèi)皮損傷的研究進(jìn)展

王清華(綜述)，竇常勝(審校)

(皖南醫(yī)學(xué)院弋磯山醫(yī)院兒科，安徽 蕪湖 241000)

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肺動(dòng)脈高壓關(guān)鍵的發(fā)病機(jī)制：肺血管內(nèi)皮損傷的研究進(jìn)展

王清華△(綜述)，竇常勝※(審校)

(皖南醫(yī)學(xué)院弋磯山醫(yī)院兒科，安徽 蕪湖 241000)

摘要：肺動(dòng)脈高壓(PAH)可以是獨(dú)立存在的一種疾病,又可以是多種疾病進(jìn)展過程中的一個(gè)階段；是一種以血管重構(gòu)為主要病理變化的疾病,表現(xiàn)為肺小血管增殖、重構(gòu)及原位血栓形成等。其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，至今尚未明了。近年來研究表明，血管內(nèi)皮損傷在PAH形成過程中扮演了重要的角色?，F(xiàn)就近年來國內(nèi)外有關(guān)PAH血管內(nèi)皮損傷方面的研究予以綜述。

關(guān)鍵詞：肺動(dòng)脈高壓；內(nèi)皮損傷；發(fā)病機(jī)制

肺動(dòng)脈高壓(pulmonary hypertention，PAH)是指由不同病因?qū)е碌囊苑蝿?dòng)脈壓力升高為特點(diǎn)的一組病理生理綜合征。目前PAH的定義仍然采用1987年美國國立衛(wèi)生研究院的標(biāo)準(zhǔn),即右心導(dǎo)管測(cè)得的平均肺動(dòng)脈壓力在靜息狀態(tài)下>25 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下>30 mmHg。至今PAH發(fā)病機(jī)制尚不清楚。近年來越來越多的研究表明，肺血管內(nèi)皮損傷后可合成和分泌多種細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子，使維持血管正常發(fā)育和生長(zhǎng)的平衡被打亂；另一方面內(nèi)皮功能破壞使一些生長(zhǎng)因子進(jìn)入內(nèi)皮下，激活內(nèi)源性血管彈力酶和細(xì)胞外基質(zhì)中生長(zhǎng)因子等，導(dǎo)致內(nèi)膜增厚和外膜纖維化,引起肺血管結(jié)構(gòu)重構(gòu)[1]，最終發(fā)生PAH?，F(xiàn)就近年來PAH血管內(nèi)及損傷方面的研究進(jìn)展予以綜述。

1內(nèi)皮生長(zhǎng)因子異常

1.1血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)VEGF具有促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)血管生成等功能，其功能失調(diào)可以影響內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和凋亡,在對(duì)40例系統(tǒng)性硬化癥引起的PAH患者和13例健康受試者的血清VEGF水平測(cè)試結(jié)果顯示，前者的血清VEGF水平大于后者(352 U/L比240 U/L)[2]。另外，Yoshida等[3]將野百合堿注入大鼠體內(nèi)作為模型組，4周后檢測(cè)肺動(dòng)脈壓力及VEGF水平；收獲同源供體大鼠的骨髓單個(gè)核細(xì)胞靜脈注射到4周后模型組大鼠，再次測(cè)定肺動(dòng)脈壓力和其內(nèi)側(cè)厚度,觀察VEGF及其受體在大鼠中的表達(dá)，結(jié)果顯示模型組肺動(dòng)脈壓增加，VEGF表達(dá)顯著提高；實(shí)驗(yàn)組肺動(dòng)脈壓下降，血管厚度也明顯變薄，同時(shí)VEGF表達(dá)開始減少。由此推論，同源骨髓單核細(xì)胞移植可改善經(jīng)野百合堿誘導(dǎo)產(chǎn)生PAH大鼠的VEGF水平表達(dá)的下降,內(nèi)皮細(xì)胞增殖受限，肺動(dòng)脈壓下降，有利于肺血管重構(gòu)。提示，VEGF及其受體可能是治療PAH潛在的靶點(diǎn)。

1.2成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(fibroblast growth factor，F(xiàn)GF)Izikki等[4]發(fā)現(xiàn)，PAH患者的肺血管內(nèi)皮細(xì)胞中的FGF2水平明顯高于正常人；用干擾小RNA的方法減低PAH患者肺血管內(nèi)皮細(xì)胞的FGF2水平，可使肺動(dòng)脈平滑肌增殖效應(yīng)降低60%，而正常對(duì)照組只降低10%。另一項(xiàng)研究表明，在特發(fā)性PAH患者的肺血管內(nèi)皮細(xì)胞中，F(xiàn)GF2過度表達(dá)改變了內(nèi)皮細(xì)胞的表型，并通過激活一系列信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，促進(jìn)細(xì)胞增殖，抑制內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡[5]，進(jìn)而促進(jìn)肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞的增殖,最終引起肺動(dòng)脈狹窄。

1.3生長(zhǎng)分化因子15(growth differentiation factor 15，GDF-15)GDF-15是一種炎性應(yīng)激因子，具體機(jī)制尚不清楚。有研究對(duì)特發(fā)性肺動(dòng)脈高血壓患者的肺組織標(biāo)本的GDF-15表達(dá)水平進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果顯示患者的肺組織中GDF-15表達(dá)較正常人明顯增加[6]，推測(cè)GDF-15大量表達(dá)引起肺血管發(fā)生叢狀病變，進(jìn)而導(dǎo)致其狹窄。Meadows等[7]為了研究GDF-15水平與系統(tǒng)性硬化癥患者的肺動(dòng)脈壓之間的關(guān)系,將患者分為系統(tǒng)性硬化癥PAH組(n=30)、無PAH組(n=24)、正常健康人組(n=13)，測(cè)定GDF-15水平，結(jié)果顯示PAH組患者血漿中GDF-15水平較無PAH組顯著提高；與正常健康組比較，GDF-15水平也顯著提高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。由此推論，GDF-15可能是一種與系統(tǒng)性硬化癥相關(guān)的，對(duì)PAH患者有意義的生物標(biāo)志物。

2凝血相關(guān)因子異常

2.1血小板活化因子(platelet-activating factor，PAF)Ibe等[8]模擬在低氧環(huán)境子宮中生長(zhǎng)的胎兒，將牛肺動(dòng)脈和靜脈平滑肌細(xì)胞分別暴露在常氧和缺氧狀態(tài)下，然后放入胎牛血清中培養(yǎng)24 h，經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，缺氧組的PAF水平顯著增加，且其表達(dá)的蛋白也明顯增多，并引起內(nèi)皮細(xì)胞大量增殖。另有Bixby等[9]通過研究慢性高原缺氧狀態(tài)下與海拔為海平面的胎羊，培養(yǎng)兩者的肺部平滑肌細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)缺氧狀態(tài)下胎羊的肺血管內(nèi)壁顯著增厚，與對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且PAF也明顯增加。這些研究表明，綿羊胎兒暴露于缺氧狀態(tài)下將導(dǎo)致PAF合成，進(jìn)而PAF受體介導(dǎo)的肺動(dòng)脈壓顯著升高。推測(cè)，PAF受體蛋白表達(dá)增高和PAH及肺血管重構(gòu)密切相關(guān)。

2.2馮·維勒布蘭德因子(von Willebrand factor，vWF)vWF是一種糖蛋白，參與凝血和血小板黏附過程，是血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷的標(biāo)志物之一。在缺氧等因素存在下，肺血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，合成分泌vWF增加，導(dǎo)致血小板黏附，使其釋放5-羥色胺等縮血管物質(zhì)，利于原位血栓形成。Kawut等[10]研究發(fā)現(xiàn)，PAH患者的vWF水平較正常人明顯升高，且特發(fā)性PAH患者中還要高于其他病因?qū)е碌腜AH(如先天性心臟病)，兩組vWF水平的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。另有Barnes等[11]通過觀察多例不同vWF水平的PAH患者，發(fā)現(xiàn)vWF水平越高，肺動(dòng)脈壓力越高，利用某些藥物控制vWF水平，促進(jìn)內(nèi)皮穩(wěn)定，改善預(yù)后可能是PAH潛在的治療方法。

3某些炎性反應(yīng)因子

3.15-羥色胺5-羥色胺是一種生物胺。目前比較明確的是其通過與5-羥色胺受體或轉(zhuǎn)運(yùn)體結(jié)合誘發(fā)平滑肌細(xì)胞收縮增殖。Kirillova等[12]檢測(cè)12例PAH患者與7例健康人的5-羥色胺水平，發(fā)現(xiàn)前者的血漿5-羥色胺水平比后者高4倍以上，統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)前者血漿中5-羥色胺水平和PAH嚴(yán)重程度之間的相關(guān)性較高(r=0.4)，血漿中5-羥色胺水平越高，肺動(dòng)脈壓越高，同時(shí)疾病程度就越嚴(yán)重。由此提出,可以應(yīng)用5-羥色胺受體拮抗劑來防止PAH的發(fā)展。Shah等[13]的研究也證實(shí),選擇性5-羥色胺再攝取抑制劑可延緩PAH的發(fā)展,甚至可以逆轉(zhuǎn)。

3.2白細(xì)胞介素6(interleukin-6，IL-6)IL-6是一種炎性反應(yīng)調(diào)節(jié)因子，在血管疾病(如急性冠狀動(dòng)脈綜合征、PAH)中起著重要的病理生理學(xué)作用[14]。Savale等[15]將IL-6缺陷型和野生型小鼠低氧暴露2周，發(fā)現(xiàn)野生型小鼠2周后右心室收縮壓升高，右心肥大，IL-6轉(zhuǎn)錄基因增加，其表達(dá)的蛋白水平也增加；而缺陷型小鼠表現(xiàn)出相對(duì)較少的IL-6炎性細(xì)胞聚集在肺部，這些數(shù)據(jù)表明，IL-6可能參與缺氧誘導(dǎo)的肺部炎性反應(yīng)和肺血管重構(gòu)過程。又有研究顯示，無需低氧誘導(dǎo)，僅IL-6的過度表達(dá)即可導(dǎo)致小鼠PAH的形成[16]。剔除IL-6基因?qū)L-6缺失的野生型小鼠暴露于低氧環(huán)境中，炎性反應(yīng)明顯減少，血管重構(gòu)現(xiàn)象減輕，肺動(dòng)脈壓力升高不明顯，右心室壓力基本正常[15]。

3.3IL-13IL-13是一種組織調(diào)節(jié)因子,具體作用尚不明確。有研究將來自特發(fā)性PAH患者的肺組織、平滑肌細(xì)胞以及野百合堿誘導(dǎo)下的肺高血壓嚙齒動(dòng)物的肺組織,采用一系列技術(shù)檢測(cè)IL-13及其受體的表達(dá)和定位，結(jié)果在特發(fā)性PAH患者和兩只特發(fā)性PAH動(dòng)物模型中觀察到,IL-13通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3和6的信號(hào)，抑制肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞增殖，并抑制其進(jìn)一步生產(chǎn)，這表明IL-13通過控制平滑肌細(xì)胞的生長(zhǎng)，調(diào)節(jié)內(nèi)皮素的生成。異位表達(dá)IL-13受體α2基因?qū)е翴L-13的部分損失，進(jìn)而使平滑肌細(xì)胞增長(zhǎng)減弱，抑制內(nèi)皮素1產(chǎn)生。推論:特發(fā)性PAH時(shí),IL-13受體表達(dá)調(diào)節(jié)異?？赡苁菍?dǎo)致病理性血管重構(gòu)相關(guān)的平滑肌肥厚的發(fā)病機(jī)制之一[17]。

4目前機(jī)制尚未明確的因子

4.1低氧誘導(dǎo)因子(hypoxia-inducible factor,HIF)有報(bào)道稱[18]，人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus，HIV)相關(guān)蛋白誘導(dǎo)活性氧類，進(jìn)而導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙及相關(guān)血管損傷。在這項(xiàng)研究中，Mermis等[18]具體探討了HIV蛋白誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激過程是否會(huì)產(chǎn)生HIF-α和血小板衍生生長(zhǎng)因子(platelet-derived growth factor，PDGF)及引起PAH。他們選取4～5個(gè)月的由HIV轉(zhuǎn)基因的大鼠(肺部被評(píng)定為PAH)，采用特定方法測(cè)定HIF-α/PDGF-BB的表達(dá)。結(jié)果表明，HIV感染的大鼠，其肺血管內(nèi)皮細(xì)胞增多，右心室增大，且HIF-α和PDGF的表達(dá)增加。提示病毒蛋白誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激導(dǎo)致HIF-α上調(diào)，可能是導(dǎo)致HIV-PAH發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制之一。

4.2轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1(connective tissue growth factor，TGF-β1)TGF-β1由多肽生長(zhǎng)因子亞家族組成，在細(xì)胞的增殖、分化等方面起著重要作用，可以調(diào)節(jié)VEGF、結(jié)締組織生長(zhǎng)因子(connective tissue growth factor，CTGF)等。有研究發(fā)現(xiàn)[19]，TGF-β1可以促使細(xì)胞增生、肥大，同時(shí)刺激其他生長(zhǎng)因子產(chǎn)生，從而促進(jìn)肺血管重構(gòu)過程。為了評(píng)估TGF-β1和CTGF在PAH發(fā)病機(jī)制中的作用，朱蓉等[20]將20只雄性大鼠隨機(jī)平均分為兩組：一個(gè)假手術(shù)組(對(duì)照組)和右全肺切除組(手術(shù)組)，采用免疫組織化學(xué)等方法測(cè)得平均肺動(dòng)脈壓，血管形態(tài)學(xué)、右心室肥厚指數(shù)及肺組織中TGF-β1和CTGF蛋白表達(dá)。結(jié)果，與對(duì)照組相比，手術(shù)組大鼠平均肺動(dòng)脈壓和右心室肥厚指數(shù)顯著增加。免疫組織化學(xué)結(jié)果顯示，手術(shù)組的TGF-β1和CTGF與對(duì)照組相比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。單項(xiàng)電泳蛋白質(zhì)印跡分析表明，手術(shù)組TGF-β1蛋白水平較對(duì)照組顯著增加。推論TGF-β1和CTGF水平的增加會(huì)最終引起肺動(dòng)脈壓力增加。

4.3CTGFCTGF是一種多功能蛋白質(zhì)，在組織發(fā)育和重構(gòu)中起著重要作用。Alapati等[21]將新生大鼠分為支氣管、肺部發(fā)育不良組和對(duì)照組，暴露于90%氧14 d后，測(cè)定肺尸檢標(biāo)本中肺組織的CTGF水平。結(jié)果表明，發(fā)育不良組肺組織的CTGF表達(dá)增加，推測(cè)可能是CTGF激活了β聯(lián)蛋白信號(hào)系統(tǒng)，進(jìn)而干擾了肺泡和血管發(fā)育。CTGF過度表達(dá)是否會(huì)引起支氣管、肺部發(fā)育不良？通過用CTGF抗體對(duì)發(fā)育不良組進(jìn)行預(yù)處理，觀察到β聯(lián)蛋白信號(hào)通路被抑制，病理顯示肺組織重塑減輕，內(nèi)皮細(xì)胞增殖減少。這些數(shù)據(jù)表明，CTGF-β聯(lián)蛋白信號(hào)在發(fā)育不良組的形成中起著重要作用。CTGF抗體治療可能會(huì)提供一個(gè)新的治療策略。為進(jìn)一步探討CTGF的作用，Chen等[22]建立了經(jīng)過強(qiáng)力霉素誘導(dǎo)后，CTGF在肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞、表面活性蛋白C啟動(dòng)子控制下的過度表達(dá)的基因小鼠模型。發(fā)現(xiàn)新生小鼠的CTGF過度表達(dá)造成中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，干擾肺泡和血管發(fā)育，引起PAH；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，這些病理變化與整合素連接激酶/合成葡萄糖激酶3β/β聯(lián)蛋白信號(hào)通路的激活有關(guān)。

5小結(jié)

PAH是由不同原因引起的具有相似的臨床和病理生理特征的疾病，發(fā)病機(jī)制尚未明確，但肺血管內(nèi)皮損傷在PAH的發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用。隨著對(duì)肺血管內(nèi)皮及其功能障礙的更深研究，期望獲得更簡(jiǎn)便、更有效地改善血管內(nèi)皮功能的方法，從而更有效地指導(dǎo)PAH的防治，降低PAH的病死率，提高患者的生活質(zhì)量，改善其預(yù)后。

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Critical Pathogenesis of Pulmonary Hypertension:Research Progress on Pulmonary Vascular Endothelial InjuryWANGQing-hua，DOUChang-sheng.(DepartmentofPaediatrics,YijishanHospitalAffiliatedtoWannanMedicalCollege,Wuhu241000,China)

Abstract:Pulmonary hypertension (PAH) is a disease that can exist independently,and it can also be a stage in the progression of various diseases.The main pathological change of PAH is vascular remodeling,manifested as pulmonary vascular proliferation,remodeling and in situ thrombosis,etc.Its pathogenesis is complex and has not yet understood.In recent years,studies have shown that endothelial injury plays an important role in the process of pulmonary hypertension.Here is to make a review of the recent progress in the study of pulmonary hypertension vascular endothelial injury worldwide.

Key words：Pulmonary hypertension； Endothelial injury； Pathogenesis

收稿日期：2014-01-13修回日期：2014-05-23編輯：鄭雪

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.02.004

中圖分類號(hào)：R562

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-2084(2015)02-0202-03