血管新生—治療心血管疾病的新方式

摘要：血管新生是于原來存在的血管結構上生長出新的血管的生物學過程，血管內皮生長因子及成纖維細胞生長因子等都會對新生血管形成造成刺激。近年來，對于血管新生的基礎研究已經取得了深入的進展，并取得理想的效果。但是，目前臨床上對于心血管新生的治療仍然存在一定問題。本文就血管新生的概念、基礎研究進展及存在的問題等進行綜述，旨在為臨床研究提供指導。

關鍵詞：血管新生；心血管病；治療策略

血管新生（angiogenesis）為當前世界醫學領域的新課題，對血管新生內在機制與血管新生的有效藥物進行開發，對于心血管疾病的預防及治療具有十分重要的價值。

1 概述

近年來，關于心血管疾病的基礎及臨床研究取得重大進步，并廣泛開展了經冠狀動脈旁路移植術及經皮冠狀動脈腔內形成術等相關介入研究，但是僅適用于直徑為2mm以上的動脈，對于直徑為2mm以下的動脈及部分冠狀動脈彌漫性疾病、多次手術者等無法進行再血管化治療。缺血區血管新生為新型的治療策略，該方法是通過對心肌缺血區的小血管生長及側枝循環的形成進行刺激，來達到心肌缺血區自我搭橋的治療目的。

2 血管新生的概念

血管新生為近年來的研究新趨勢，指的是在原有的缺血心肌血管床上，通過刺激內皮細胞發芽、長出新支，從而形成新的血管網[1]。血管新生包括Angiogenesis、Arteriogenesis及Vasculogenesis。

Angiogenesis：指的是缺血床毛細血管的增殖，步驟如下：開始：血管的通透性提高；進展：產生蛋白水解酶，降解細胞外基質，加強內皮細胞的有絲分裂，開始細胞循環或者細胞凋亡，內皮細胞自基底膜分離，并遷移至血管周圍的間隙，進行黏附、增殖、重建，并形成三維管腔；分化成新的血管；中介分子誘導間質細胞進血管壁促進血管的穩定及成熟。該過程的關鍵致病因素為組織缺氧。核轉錄缺氧誘導因子-1α（HIF-1α）蛋白的表達上調，是對血管生成造成刺激的重要分子事件。HIF-1α表達上調會使得血管生成有關基因轉錄增加。

Arteriogenesis：指的是三層血管壁形成的大動脈的生長過程，在arteriogenesis的過程中，新血管一般于近端動脈的主干組織部位分周圍生長。研究指出，動脈的生長區域沒有缺血的可能，并且排斥缺氧，原因可能是在脈管的形成過程中存在的大量血源性巨噬細胞[2]。

Vasculogenesis：為胚胎發育期的心血管形成的重要方式，是內皮肝細胞分化形成為初期血管，其余類型成血管之后逐漸完成血管的生成。

正常的生理狀態下，血管一旦生成就保持高度穩定性，并且受到很多具備正向調節作用的關鍵分子調控，而血管新生啟動會隨著刺激信號出現而開啟短暫的時間，隨后關閉，使得血管生長及退縮保持動態平衡。

3 基礎研究

對側枝循環的建立進行刺激，給心肌提供新血流供應的研究開展比較久。Beck于1935年把氰化亞鐵水懸劑注進狗心包，對側枝循環的建立進行刺激，對心肌提供新血流供應。在完全阻塞冠狀動脈之后，實驗狗仍然能夠健康生存。Hockel于1993年首先提出血管新生的概念，血管新生利于改善腦、心臟、皮瓣、下肢、骨移植等很多缺血狀況，是促進傷口愈合的新策略。國內外學者關于血管新生的基礎研究主要有：①雞胚絨毛尿囊膜（CAM， chorioallantoic membrane）實驗：目前對于血管新生藥物的研究一般采用CAM模型，該方法具有操作簡便、實驗材料容易得到、實驗周期短、結果容易觀察等優點，適于大量血管效應藥物的篩選；②血管內皮細胞培養：血管內皮細胞培養為人體血管內皮功能體外研究的重要方法，入臍靜脈為該方法的常用來源。由于人臍靜脈在某些方面同動脈生物學特征相似，比動物血管內皮細胞的試驗條件及結果等與人體狀況更符合；③外源性輸注生長因子：研究最為廣泛的血管生長因子為FGF（成纖維細胞生長因子）及VEGF（血管內皮生長因子），研究者通過對急性心肌梗死豬、狗等冠狀動脈內注射bFGF（間形成纖維生長因子）之后，心肌梗死面積明顯縮小，且梗塞或缺血心肌內新動脈及毛細血管數目增加[3]。而VEGF是內皮細胞特異性有絲分裂原及活體血管新生的誘導者。VEGF由于其對于內皮細胞的特異性作用在實驗性心肌及肢體缺血的研究中得到廣泛應用；④基因治療：病毒介導的基因轉染是作用在慢性缺血動物模型上血管形成生長因子的釋放手段。包括VEGF基因及胸苷磷酸酶（血小板源血管內皮生長因子，TP）基因的phVEGF165-TP.MB質粒轉染COS-7細胞培養可以促進內皮細胞的增殖。重組蛋白血管生成分析顯示，TP可以加強由VEGF誘導的管腔的形成。以多聚賴氨酸包被球囊導管把含有VEGFcDNA真核的表達載體pVS121吸附于球囊上，再轉移到梗塞冠狀脈的近心端，發現轉染VEGF基因之后心肌血管的密度明顯升高，促進血管的新生；⑤細胞移植：骨髓干-祖細胞的移植能夠刺激血管新生、改善新功能，是缺血性心臟病的新的治療方法。造血干細胞及EPC（血管內皮祖細胞）源于共同肝細胞，所以，成人的EPC源自唯一的造血器官-骨髓。有人在對犬胸部的降主動脈進行人工血管置換模型，通過靜脈異體骨髓移植之后，以聚合鏈酶反應法分析人工血管內側的再內皮化細胞基因之后發現移植的骨髓的細胞也參與到了內皮形成的過程中；⑥胞外基質研究：血管的新生過程中，內皮細胞增殖、遷移及管腔形成不僅同促和抗血管生成因子相關，也會受到細胞間基質及機制降解蛋白酶等因素的調節作用。胞外基質重建具有促進或拮抗血管生成的作用。蛋白酶類的胞外重塑機制能夠促進細胞的遷移，是心血管生成的重大事件。凝血蛋白酶1、2等胞外機制分子能夠通過對內皮細胞的增殖進行抑制而引發抗血管生成效應。與之相比，其他的基質分子能夠通過促進內皮細胞的生長、改變形態并穩定新血管。所以，胞外機制分子及胞外基質重塑對于血管新生的調節具有重要作用。

4 臨床試驗

十幾年的臨床前研究給臨床實驗提供了新思路。首個臨床試驗是于冠脈內及靜脈內灌注蛋白化合物，然而并未在60d運動耐量、心絞痛癥狀及功能分級、心肌灌注等方面取得顯著療效，但是在120d VEGF高劑量取得一定的療效。FGF血管重建的臨床試驗通過在冠脈內灌注FGF-2，患者的癥狀分級及功能情況得到顯著改善，但是在90d運動耐量及心肌灌注方面沒有顯著性差異。

關于基因轉移的臨床試驗也有了一定的發展，但是尚沒有確切結果。在FGF-4腺病毒冠脈內灌注提示能夠提高患者運動性能的可能性，以低滴度抗腺病毒抗體患者的作用更為明顯。通過在心肌內注射VEGF2表明可以有效改善心絞痛的癥狀等級，并且能夠提高心肌灌注及運動性能。無論質粒還是腺病毒攜帶可以轉為冠狀動脈壁VEGF165基因，均在血管形成術中具有引發再狹窄作用。但是核素掃描表明注射腺病毒-VDGF165患者會出現輕微灌注損傷[4]。

由此可見，關于促血管生長因子FGF、VEGF的隨機、雙盲臨床研究并未提供清晰有效的療效證據。雖然有療效線索，但是整體效果同新藥批準規定及臨床認可還存在很大差距。但是，我們相信上述的有限成功也可以支持這一觀點：血管生成治療可以讓心血管病患者受益。

5 血管新生研究的重要問題

雖然血管新生是心血管疾病治療的重要方法，但是，臨床上目前尚沒有成熟的肯定的促血管新生的藥物，這不但同血管的新生是一個十分復雜的過程相關，也同藥物相適性有著十分密切的關系[5]。在血管新生的研究過程中，應注意下列問題：促血管生成因子能夠促進粥樣斑塊內血管生成從而引發斑塊破裂、擴張；促血管新生過程中存在腫瘤形成及轉移、糖尿病患者的視網膜病變加重等潛在風險；其顯著的血管活性會引起體循環低血壓；在基因治療過程中，裸DNA與非病毒載體的轉染的效率低下，持續時間較短。

6 小結

目前，治療性血管生成已經成為醫學研究的熱點和重點。因為缺乏成功事例，目前對于這類新藥物的可能機理仍然為試驗性的。但是，血管新生療法為冠心病的治療提供一條新途徑，通過生成心血管建立側枝循環系統，改善患者的心肌缺血癥狀，是治療的新方法。而血管新生藥物的研發必將成為藥物發展史的里程碑。而隨著研究手段及方法的不斷發展，中醫藥辨證論治及良好的療效也將會在血管新生領域做出重要貢獻。

參考文獻：

[1]祝慧鳳，萬東，周佳麗，等.梓醇促局灶性腦缺血大鼠血管新生觀察[J].中國中藥雜志，2010，13（2）：481-482.

[2]趙芹，薛長湖，張珣，等.革皮氏海參皂苷抑制血管新生作用[J].中國藥理學通報，2011，13（7）：336-337.

[3]高冬，陳文元，林薇，等.血府逐瘀湯促血管新生中VEGF通路的作用研究[J].中國中藥雜志，2012，18（17）：20-22.

[4]陳衛星，吉中強，紀文巖.活血化瘀重要與冠心病血管新生[J].遼寧中醫藥大學學報，2010，11（5）：35-36.

[5]王永剛，石益，于遠望，等.中藥復方對冠心病治療性血管新生的研究進展[J].陜西中醫學院學報，2012，11（6）：122-124.

編輯/哈濤