對血管內(nèi)皮生長因子在腎臟疾病治療中的再認(rèn)識

[摘要] 慢性腎臟病是一個(gè)纖維化過程不斷進(jìn)展的疾病，最終到達(dá)終末期腎病。各種臟器纖維化性疾病治療的理想結(jié)果是纖維化的瘢痕組織有新的正常功能的組織和血管產(chǎn)生，從而全部或部分地恢復(fù)這個(gè)臟器的功能。治療性血管再生成為醫(yī)學(xué)界十分關(guān)注的課題，并在各個(gè)領(lǐng)域有較快進(jìn)展。終末期腎臟病的治療性血管再生由于再生血管加重蛋白漏出而未得到深入研究，但隨著其他相關(guān)領(lǐng)域取得成果，如果終末期腎病血管再生采取基因轉(zhuǎn)導(dǎo)手段，把握以VEGF為主要作用相關(guān)因子局部濃度變化，參考前人工作成果，有可能獲得功能性再生血管，也有可能使損傷血管獲得功能修復(fù)。因此，在目前相關(guān)領(lǐng)域工作基礎(chǔ)上，對終末期腎病血管再生有必要給予再認(rèn)識。

[關(guān)鍵詞] 治療性血管再生; 終末期腎病; VEGF

[中圖分類號] R692 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673-9701(2010)03-14-02

各種臟器的衰竭很多情況是臟器的纖維化和瘢痕形成所致，治療的理想結(jié)果是纖維化的瘢痕組織有新的正常功能的組織和血管產(chǎn)生，從而全部或部分地恢復(fù)這個(gè)臟器的功能。慢性腎臟病就是一個(gè)纖維化過程不斷進(jìn)展的疾病。血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)在治療心肌梗死、腦梗死以及在皮膚病的治療中取得了良好成績[1]，給患者和醫(yī)生帶來了驚喜和光明的前景。而在腎臟病領(lǐng)域，由于血管的再生使蛋白溢出增加，階段性促進(jìn)了疾病癥狀的加重，因而治療性血管再生的研究沒有大的進(jìn)展。但深入考慮，任何事物均具有其兩重性，關(guān)鍵是如何把握和運(yùn)用，所以重新認(rèn)識VEGF及治療性血管再生在慢性腎臟病治療中的作用，有可能為晚期腎臟病的治療帶來一線光明。

1 VEGF及其受體

VEGF是一種特異作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞的有絲分裂原[2]，人的VEGF基因由8個(gè)外顯子和7個(gè)內(nèi)含子構(gòu)成，其mRNA通過不同的剪切方式，編碼為不同的VEGF亞型，包括VEGF121、VEGF165、VEGF189和VEGF206，其中VEGF121缺失外顯子6，而VEGF165缺失外顯子6和7[3，4]。該基因的表達(dá)受葡萄糖、各種細(xì)胞因子(TGF、PDGF、IGF-I、Ang-2、IL-1和IL-6)和外界因素的影響[5，6]。在VEGF眾多異構(gòu)體中，除VEGF121不能與肝素結(jié)合外，其余的VEGF都為肝素結(jié)合的糖蛋白，但它們與肝素結(jié)合能力有差異，分別為VEGF189>VEGF165>VEGF121。其中大多數(shù)VEGF189和VEGF206與細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞表面相接觸，VEGF121完全以游離狀態(tài)存在，而VEGF165既能與細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)合又可以以游離形式存在[7，8]。VEGF家族成員執(zhí)行著不同生物學(xué)功能，VEGF121在生理和病理?xiàng)l件下誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞增殖，促進(jìn)血管生成;VEGF165表達(dá)于心臟和腎臟等器官，對其血管維持和生成發(fā)揮作用;VEGF189和VEGF206主要促進(jìn)淋巴血管的發(fā)育。研究發(fā)現(xiàn)人體組織和腫瘤中主要以VEGF121和VEGF165為主[9]。

VEGF受體為酪氨酸激酶受體，分為VEGFR-1、VEGFR-2和VEGFR-3，除此外，VEGF還有兩個(gè)輔助受體，分別為Neuropilin -1(NRP1)和 Neuropilin-2(NRP2)[3]。不同的VEGF可以與其不同受體相互作用，如 VEGF121既能與VEGFR-1和VEGFR-2結(jié)合，也可以與NRP1結(jié)合，但是VEGF165僅僅能與VEGFR-1結(jié)合發(fā)揮信號傳遞作用。而VEGF189和VEGF206的前體與VEGFR-3相作用，成熟后，卻僅與VEGFR-2作用[10]。與此同時(shí)，VEGF與不同的受體結(jié)合表現(xiàn)出不同的生物學(xué)作用，如VEGF與其受體VEGFR-2結(jié)合可促進(jìn)血管生長和通透性，但是與VEGFR-1作用卻相反，現(xiàn)認(rèn)為VEGFR-1可能作為誘騙受體，來抑制VEGFR-2的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。VEGFR-3在淋巴血管發(fā)生過程中發(fā)揮作用[11]。

2 VEGF在臨床中的研究與應(yīng)用

VEGF已被廣泛地應(yīng)用于心臟和肌肉組織缺血、骨組織治療性血管再生等領(lǐng)域[10，12，13]，現(xiàn)也被應(yīng)用于腎臟血管恢復(fù)方面的研究。Yukinari Masuda等[14]用GBM抗體誘導(dǎo)產(chǎn)生小鼠Ant-GBM腎炎模型，一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)腎小球開始硬化，其毛細(xì)血管減少，單核巨噬細(xì)胞增多，炎癥反應(yīng)明顯，同時(shí)內(nèi)源性VEGF及其受體明顯下降，細(xì)胞間黏附分子上調(diào)等癥狀。但是注射外源性的VEGF后，以上癥狀明顯改善，硬化組織減小，毛細(xì)血管生成增加等。Yukinari Masuda等[15]以Ant-Thy -1.1抗體誘導(dǎo)產(chǎn)生小鼠腎炎模型，其也通過注射外源VEGF165，在注射后第9天，伴隨著腎小球內(nèi)皮細(xì)胞增加，毛細(xì)血管開始修復(fù)，腎功能也明顯好轉(zhuǎn)。

加拿大西奈山醫(yī)院samuel Lunenfeld研究所Eremina等[16]在《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上發(fā)表文章，他們發(fā)現(xiàn)在貝伐單抗治療者中出現(xiàn)的腎小球損傷，是由于抗血管生成治療所致腎小球生理性VEGF減少引起的。他們通過6個(gè)真實(shí)詳盡的臨床病例和一項(xiàng)直接驗(yàn)證的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)了腎臟“局部VEGF在微血管發(fā)病過程中起關(guān)鍵性保護(hù)作用”的觀點(diǎn)，并由此建立起一個(gè)假說模型以解釋上述腎病現(xiàn)象:足細(xì)胞分泌的VEGF是維持腎小球內(nèi)皮細(xì)胞完整性所必需的，無論是通過藥物還是遺傳學(xué)方法，只要破壞了VEGF的功能，就可導(dǎo)致腎小球血栓性微血管病。Eremina等這一發(fā)現(xiàn)除進(jìn)一步證實(shí)了VEGF在維持腎臟微血管正常功能的中心作用外，也為腎病治療性血管再生的可行性研究提供了有力依據(jù)。

3 VEGF用于腎臟疾病治療性血管再生的思考與再認(rèn)識

3.1 腎臟疾病血管新生的生理病理復(fù)雜性

慢性腎臟疾病的治療性血管新生主要是指腎小球毛細(xì)血管團(tuán)的功能恢復(fù)，應(yīng)該包括血管以出芽生長方式生出毛細(xì)血管(即Angiogenesis)、內(nèi)皮祖細(xì)胞形成的血管(即vasculogenesis)和已存在的不完整毛細(xì)血管的結(jié)構(gòu)和功能的再恢復(fù)。治療性血管再生是一個(gè)生理病理現(xiàn)象復(fù)雜的過程，VEGF誘導(dǎo)血管發(fā)生受到諸多生長因子及其受體、細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞粘連分子的調(diào)節(jié)，除VEGF外，目前已知的調(diào)節(jié)血管生成的內(nèi)源性因子有堿性成纖維細(xì)胞生長因子、轉(zhuǎn)化生長因子、肝細(xì)胞生長因子、前列腺素E2、血小板源性內(nèi)皮細(xì)胞生長因子、血管生成素白介素-8等十余種。僅就已知的生理性毛細(xì)血管生成首先是VEGF誘導(dǎo)胚外中胚層來源的血島外層的前體內(nèi)皮細(xì)胞(成血管細(xì)胞)分化為內(nèi)皮細(xì)胞，并使其在起初無血管組織增殖，形成原始的管狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);接著，原始的管狀結(jié)構(gòu)通過血管擴(kuò)張發(fā)生重構(gòu)，使內(nèi)皮細(xì)胞與血管平滑肌細(xì)胞、周圍的基質(zhì)互相連接形成分枝狀的成熟血管，此過程參與的細(xì)胞因子為VEGF和ang-1;當(dāng)血管處于不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，其開始退化或出芽，是否出芽或退化，由VEGF決定，當(dāng)有VEGF存在時(shí)，血管會(huì)出芽;反之則會(huì)退化。在腎臟的病理狀態(tài)下，大量的細(xì)胞外基質(zhì)的存在與利用、炎癥狀態(tài)、各種與血管生成有關(guān)的因子水平的控制，都將是治療性血管生成過程中研究的問題。

3.2 腎臟疾病新生微血管的結(jié)構(gòu)、功能

治療性血管再生目的是獲得有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和正常功能的微血管，腎臟毛細(xì)血管是內(nèi)皮有孔的毛細(xì)血管，其不同于機(jī)體大多數(shù)組織的毛細(xì)血管，使用目前毛細(xì)血管新生方法能否生成具有這種特殊結(jié)構(gòu)和長期穩(wěn)定功能的毛細(xì)血管，是一個(gè)需要深入探討的問題，了解腎臟血管生成的特殊環(huán)境也是一個(gè)不可回避的課題。

3.3 腎臟疾病治療性血管再生的方法學(xué)認(rèn)識

盡管腎臟的血管再生有幾個(gè)途徑，目前主要方法以VEGF誘導(dǎo)血管再生為主。外源性注射VEGF Yukinari Masuda等[15]已經(jīng)做了較好的嘗試，但是注射外源性VEGF蛋白具有一定的缺陷:①半衰期短，進(jìn)入體內(nèi)容易被降解，要達(dá)到應(yīng)有的效果必須不斷地注射。 ②外源性蛋白易引起機(jī)體免疫反應(yīng)，二次注射可能被抗體中和。③靶向性差，蛋白隨血液遍及全身，可能到達(dá)靶組織的量極少。④副作用較大，VEGF在癌癥組織中表達(dá)較高，為癌癥血管形成所必需，其有可能誘導(dǎo)正常組織向癌組織轉(zhuǎn)化。因此，以質(zhì)粒或病毒載體攜帶外源VEGF基因在病變組織中的表達(dá)解決了蛋白所具有的缺陷。Wang等[17]以質(zhì)粒為載體攜帶外源基因VEGF，在大鼠心肌缺血模型中表達(dá)VEGF蛋白，促進(jìn)了心肌缺血部位的毛細(xì)血管的生成。Nikola Arsic等[13]以腺病毒為載體介導(dǎo)VEGF在肌肉和心臟中表達(dá)蛋白，促進(jìn)了該組織血管的修復(fù)，效果明顯，表達(dá)的蛋白在其他組織中沒有發(fā)現(xiàn)，在很大程度上解決了蛋白治療的缺陷，其也為VEGF在腎臟中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

慢性腎臟病是一大類不斷以腎臟纖維化進(jìn)展、最終到達(dá)終末期腎臟病的疾病，嚴(yán)重影響著人類的健康和生活質(zhì)量，目前的諸多治療方法還不能達(dá)到滿意的效果。治療性血管再生已在其他相關(guān)領(lǐng)域取得令人振奮的成果，盡管在腎臟病過程中血管再生存在著諸多未知數(shù)或已知的副作用，相信隨著研究的深入將會(huì)出現(xiàn)光明的前景。

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(收稿日期:2009-11-02)