肺動脈高壓關鍵的發病機制：肺血管內皮損傷的研究進展

王清華(綜述)，竇常勝(審校)

(皖南醫學院弋磯山醫院兒科，安徽 蕪湖 241000)

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肺動脈高壓關鍵的發病機制：肺血管內皮損傷的研究進展

王清華△(綜述)，竇常勝※(審校)

(皖南醫學院弋磯山醫院兒科，安徽 蕪湖 241000)

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

關鍵詞：肺動脈高壓；內皮損傷；發病機制

肺動脈高壓(pulmonary hypertention，PAH)是指由不同病因導致的以肺動脈壓力升高為特點的一組病理生理綜合征。目前PAH的定義仍然采用1987年美國國立衛生研究院的標準,即右心導管測得的平均肺動脈壓力在靜息狀態下>25 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),運動狀態下>30 mmHg。至今PAH發病機制尚不清楚。近年來越來越多的研究表明，肺血管內皮損傷后可合成和分泌多種細胞因子、生長因子，使維持血管正常發育和生長的平衡被打亂；另一方面內皮功能破壞使一些生長因子進入內皮下，激活內源性血管彈力酶和細胞外基質中生長因子等，導致內膜增厚和外膜纖維化,引起肺血管結構重構[1]，最終發生PAH?，F就近年來PAH血管內及損傷方面的研究進展予以綜述。

1內皮生長因子異常

1.1血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)VEGF具有促進內皮細胞增殖、誘導血管生成等功能，其功能失調可以影響內皮細胞的增殖和凋亡,在對40例系統性硬化癥引起的PAH患者和13例健康受試者的血清VEGF水平測試結果顯示，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作為模型組，4周后檢測肺動脈壓力及VEGF水平；收獲同源供體大鼠的骨髓單個核細胞靜脈注射到4周后模型組大鼠，再次測定肺動脈壓力和其內側厚度,觀察VEGF及其受體在大鼠中的表達，結果顯示模型組肺動脈壓增加，VEGF表達顯著提高；實驗組肺動脈壓下降，血管厚度也明顯變薄，同時VEGF表達開始減少。由此推論，同源骨髓單核細胞移植可改善經野百合堿誘導產生PAH大鼠的VEGF水平表達的下降,內皮細胞增殖受限，肺動脈壓下降，有利于肺血管重構。提示，VEGF及其受體可能是治療PAH潛在的靶點。

1.2成纖維細胞生長因子(fibroblast growth factor，FGF)Izikki等[4]發現，PAH患者的肺血管內皮細胞中的FGF2水平明顯高于正常人；用干擾小RNA的方法減低PAH患者肺血管內皮細胞的FGF2水平，可使肺動脈平滑肌增殖效應降低60%，而正常對照組只降低10%。另一項研究表明，在特發性PAH患者的肺血管內皮細胞中，FGF2過度表達改變了內皮細胞的表型，并通過激活一系列信號轉導途徑，促進細胞增殖，抑制內皮細胞的凋亡[5]，進而促進肺動脈平滑肌細胞的增殖,最終引起肺動脈狹窄。

1.3生長分化因子15(growth differentiation factor 15，GDF-15)GDF-15是一種炎性應激因子，具體機制尚不清楚。有研究對特發性肺動脈高血壓患者的肺組織標本的GDF-15表達水平進行了檢測，結果顯示患者的肺組織中GDF-15表達較正常人明顯增加[6]，推測GDF-15大量表達引起肺血管發生叢狀病變，進而導致其狹窄。Meadows等[7]為了研究GDF-15水平與系統性硬化癥患者的肺動脈壓之間的關系,將患者分為系統性硬化癥PAH組(n=30)、無PAH組(n=24)、正常健康人組(n=13)，測定GDF-15水平，結果顯示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，差異均有統計學意義。由此推論，GDF-15可能是一種與系統性硬化癥相關的，對PAH患者有意義的生物標志物。

2凝血相關因子異常

2.1血小板活化因子(platelet-activating factor，PAF)Ibe等[8]模擬在低氧環境子宮中生長的胎兒，將牛肺動脈和靜脈平滑肌細胞分別暴露在常氧和缺氧狀態下，然后放入胎牛血清中培養24 h，經觀察發現，缺氧組的PAF水平顯著增加，且其表達的蛋白也明顯增多，并引起內皮細胞大量增殖。另有Bixby等[9]通過研究慢性高原缺氧狀態下與海拔為海平面的胎羊，培養兩者的肺部平滑肌細胞，發現缺氧狀態下胎羊的肺血管內壁顯著增厚，與對照組比較差異有統計學意義，且PAF也明顯增加。這些研究表明，綿羊胎兒暴露于缺氧狀態下將導致PAF合成，進而PAF受體介導的肺動脈壓顯著升高。推測，PAF受體蛋白表達增高和PAH及肺血管重構密切相關。

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，是血管內皮細胞損傷的標志物之一。在缺氧等因素存在下，肺血管內皮細胞損傷，合成分泌vWF增加，導致血小板黏附，使其釋放5-羥色胺等縮血管物質，利于原位血栓形成。Kawut等[10]研究發現，PAH患者的vWF水平較正常人明顯升高，且特發性PAH患者中還要高于其他病因導致的PAH(如先天性心臟病)，兩組vWF水平的差異有統計學意義。另有Barnes等[11]通過觀察多例不同vWF水平的PAH患者，發現vWF水平越高，肺動脈壓力越高，利用某些藥物控制vWF水平，促進內皮穩定，改善預后可能是PAH潛在的治療方法。

3某些炎性反應因子

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-羥色胺受體或轉運體結合誘發平滑肌細胞收縮增殖。Kirillova等[12]檢測12例PAH患者與7例健康人的5-羥色胺水平，發現前者的血漿5-羥色胺水平比后者高4倍以上，統計分析發現前者血漿中5-羥色胺水平和PAH嚴重程度之間的相關性較高(r=0.4)，血漿中5-羥色胺水平越高，肺動脈壓越高，同時疾病程度就越嚴重。由此提出,可以應用5-羥色胺受體拮抗劑來防止PAH的發展。Shah等[13]的研究也證實,選擇性5-羥色胺再攝取抑制劑可延緩PAH的發展,甚至可以逆轉。

3.2白細胞介素6(interleukin-6，IL-6)IL-6是一種炎性反應調節因子，在血管疾病(如急性冠狀動脈綜合征、PAH)中起著重要的病理生理學作用[14]。Savale等[15]將IL-6缺陷型和野生型小鼠低氧暴露2周，發現野生型小鼠2周后右心室收縮壓升高，右心肥大，IL-6轉錄基因增加，其表達的蛋白水平也增加；而缺陷型小鼠表現出相對較少的IL-6炎性細胞聚集在肺部，這些數據表明，IL-6可能參與缺氧誘導的肺部炎性反應和肺血管重構過程。又有研究顯示，無需低氧誘導，僅IL-6的過度表達即可導致小鼠PAH的形成[16]。剔除IL-6基因將IL-6缺失的野生型小鼠暴露于低氧環境中，炎性反應明顯減少，血管重構現象減輕，肺動脈壓力升高不明顯，右心室壓力基本正常[15]。

3.3IL-13IL-13是一種組織調節因子,具體作用尚不明確。有研究將來自特發性PAH患者的肺組織、平滑肌細胞以及野百合堿誘導下的肺高血壓嚙齒動物的肺組織,采用一系列技術檢測IL-13及其受體的表達和定位，結果在特發性PAH患者和兩只特發性PAH動物模型中觀察到,IL-13通過信號轉導及轉錄激活因子3和6的信號，抑制肺動脈平滑肌細胞增殖，并抑制其進一步生產，這表明IL-13通過控制平滑肌細胞的生長，調節內皮素的生成。異位表達IL-13受體α2基因導致IL-13的部分損失，進而使平滑肌細胞增長減弱，抑制內皮素1產生。推論:特發性PAH時,IL-13受體表達調節異常可能是導致病理性血管重構相關的平滑肌肥厚的發病機制之一[17]。

4目前機制尚未明確的因子

4.1低氧誘導因子(hypoxia-inducible factor,HIF)有報道稱[18]，人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus，HIV)相關蛋白誘導活性氧類，進而導致內皮細胞功能障礙及相關血管損傷。在這項研究中，Mermis等[18]具體探討了HIV蛋白誘導的氧化應激過程是否會產生HIF-α和血小板衍生生長因子(platelet-derived growth factor，PDGF)及引起PAH。他們選取4～5個月的由HIV轉基因的大鼠(肺部被評定為PAH)，采用特定方法測定HIF-α/PDGF-BB的表達。結果表明，HIV感染的大鼠，其肺血管內皮細胞增多，右心室增大，且HIF-α和PDGF的表達增加。提示病毒蛋白誘導的氧化應激導致HIF-α上調，可能是導致HIV-PAH發生、發展的機制之一。

4.2轉化生長因子β1(connective tissue growth factor，TGF-β1)TGF-β1由多肽生長因子亞家族組成，在細胞的增殖、分化等方面起著重要作用，可以調節VEGF、結締組織生長因子(connective tissue growth factor，CTGF)等。有研究發現[19]，TGF-β1可以促使細胞增生、肥大，同時刺激其他生長因子產生，從而促進肺血管重構過程。為了評估TGF-β1和CTGF在PAH發病機制中的作用，朱蓉等[20]將20只雄性大鼠隨機平均分為兩組：一個假手術組(對照組)和右全肺切除組(手術組)，采用免疫組織化學等方法測得平均肺動脈壓，血管形態學、右心室肥厚指數及肺組織中TGF-β1和CTGF蛋白表達。結果，與對照組相比，手術組大鼠平均肺動脈壓和右心室肥厚指數顯著增加。免疫組織化學結果顯示，手術組的TGF-β1和CTGF與對照組相比，差異有統計學意義。單項電泳蛋白質印跡分析表明，手術組TGF-β1蛋白水平較對照組顯著增加。推論TGF-β1和CTGF水平的增加會最終引起肺動脈壓力增加。

4.3CTGFCTGF是一種多功能蛋白質，在組織發育和重構中起著重要作用。Alapati等[21]將新生大鼠分為支氣管、肺部發育不良組和對照組，暴露于90%氧14 d后，測定肺尸檢標本中肺組織的CTGF水平。結果表明，發育不良組肺組織的CTGF表達增加，推測可能是CTGF激活了β聯蛋白信號系統，進而干擾了肺泡和血管發育。CTGF過度表達是否會引起支氣管、肺部發育不良？通過用CTGF抗體對發育不良組進行預處理，觀察到β聯蛋白信號通路被抑制，病理顯示肺組織重塑減輕，內皮細胞增殖減少。這些數據表明，CTGF-β聯蛋白信號在發育不良組的形成中起著重要作用。CTGF抗體治療可能會提供一個新的治療策略。為進一步探討CTGF的作用，Chen等[22]建立了經過強力霉素誘導后，CTGF在肺泡Ⅱ型上皮細胞、表面活性蛋白C啟動子控制下的過度表達的基因小鼠模型。發現新生小鼠的CTGF過度表達造成中性粒細胞浸潤，干擾肺泡和血管發育，引起PAH；同時還發現，這些病理變化與整合素連接激酶/合成葡萄糖激酶3β/β聯蛋白信號通路的激活有關。

5小結

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，發病機制尚未明確，但肺血管內皮損傷在PAH的發生、發展中起著重要作用。隨著對肺血管內皮及其功能障礙的更深研究，期望獲得更簡便、更有效地改善血管內皮功能的方法，從而更有效地指導PAH的防治，降低PAH的病死率，提高患者的生活質量，改善其預后。

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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：R562

文獻標識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)02-0202-03