顱外動靜脈畸形血管生成的研究進展

鄒運 金云波 華晨 綜述 林曉曦 審校

·綜述·

顱外動靜脈畸形血管生成的研究進展

鄒運 金云波 華晨 綜述 林曉曦 審校

【提要】 顱外動靜脈畸形（Extracranial arteriovenous malformation，AVM）是一種動靜脈異常溝通的血管畸形，AVM的發生發展機制尚未明確，目前認為血流動力學改變和體內激素水平升高可能在其中起著重要作用。眾多研究發現，包括血管新生（Angiogenesis）和血管發生（Vasculogenesis）在內的血管生成也參與了AVM的發生和發展過程，并可能具有重要作用。本文對AVM發生發展過程中血管生成的研究進展進行綜述。

顱外動靜脈畸形 血管生成 血管新生 血管發生

顱外動靜脈畸形（Extracranial arteriovenous malformation，AVM）又稱蔓狀血管瘤，是一種少見的先天性高流量血管畸形，主要表現為異常的動、靜脈之間缺乏正常的毛細血管床，動、靜脈血管直接溝通，形成眾多微小的動靜脈瘺，從而形成迂曲擴張的血管病灶［1］。AVM占顱外血管瘤和血管畸形的1.5%，好發于頭面部及四肢，是血管畸形中危險最大且最難治愈的類型［2］。AVM多為散發，僅毛細血管畸形-動靜脈畸形（Capillary malformation-arteriovenous malformation，CM-AVM）這一類型被證實為RASA1基因突變所致［3］。AVM多呈進行性發展，可發展成嚴重的出血、壞死、感染甚至心衰［4］。

AVM的發生發展機制尚未明確，目前認為血流動力學改變和體內激素水平升高都可能在其中起著重要作用［1］。眾多研究發現，血管增生同樣具有重要作用［5-7］。本文對此進行綜述。

1 AVM發病中的血管生成

先天性AVM的發生被認為可能是胚胎發育階段異常的血管新生導致的。在胚胎發育過程中，部分原始血管叢未能完全退化，殘余微小瘺口，從而形成動、靜脈的直接溝通［1，8］。Wautier等［9］認為，從AVM病灶內分離的內皮細胞在TNF-α、TGF-β、γ干擾素等細胞因子的誘導下，具有更強的增殖傾向和更少的凋亡率，同時存在原位致癌基因c-ets-1，表明AVM的內皮細胞可能存在先天固有的基因缺陷，這種缺陷可能是由于體細胞突變造成的。在胚胎發育的血管形成階段，動脈和靜脈的內皮細胞逐漸分化，形成各自不同的特征。動脈血管的內皮細胞表達跨膜配體肝配蛋白B2（ephrinB2），而靜脈和毛細血管內皮細胞則表達ephrinB2的受體EphB4和轉錄因子Coup-TFⅡ［10］。其他的肝配蛋白及其受體，如ephrinB1 和EphB3也可在靜脈或動脈中表達。在顱內AVM的小鼠模型中，敲除這些蛋白基因后，動脈和靜脈分化即出現障礙，所以這些蛋白可能在內皮細胞分化中起著重要作用［10-11］。AVM病灶動、靜脈直接溝通，其引流靜脈中同時含有動、靜脈內皮細胞，這種分化不足的血管新生可能是導致AVM發生的重要因素［12］。

此外，Notch4信號活躍表達也可促進動靜脈瘺的形成［13］。Notch4信號過多表達，可促使瘺口附近的靜脈內皮細胞僅表達Coup-TFⅡ而不表達EphB4，但卻異常表達動脈特有的ephrinB2，導致靜脈發生動脈化。使用強力霉素抑制Notch4信號48 h后，可明顯縮小動靜脈瘺口尺寸，并能使動脈化的內皮細胞恢復為正常靜脈和毛細血管內皮細胞［13-14］，說明Notch4信號通路在AVM的發生發展中具有重要作用。

因此，AVM的發生源于異常的血管生成。包括內皮細胞的分化障礙及活躍的增殖特性，以及相關分子信號通路的異常表達等。另有觀點認為，由于毛細血管前括約肌支配神經的缺失，導致毛細血管開放，引起毛細血管床的畸形，從而導致AVM的發生［15］。

2 AVM病情發展中的血管生成

AVM病灶具有逐步發展的傾向，病情發展的機制尚不明確，血流動力學改變和體內激素水平升高都可能在其中起著重要作用［1］。過快的血流經過瘺口流入靜脈，會使靜脈壓增高，引流靜脈擴張。高流量對血管壁的應力還會導致靜脈的動脈化，進一步升高局部靜脈壓而使病灶血管增大。此外，過多的血流經過病灶瘺口分流，導致周圍組織毛細血管灌注不足，從而形成“盜血”現象，在AVM病灶及周圍形成低氧環境，可能誘導血管增生［16］。研究已證實了包括血管新生和血管生成在內的血管生成，在AVM病情發展中的具有重要作用。

2.1 AVM血管生成的病理學研究

AVM的病理學表現為由大口徑動脈，薄壁靜脈，高壓力型靜脈和變異小血管構成的血管床。其中的厚壁動脈為不規則管徑，病變血管壁可見內彈性膜出現破壞和斷裂；典型的高壓力型靜脈為血管壁彈性纖維和平滑肌形成編織樣網絡結構。早期，靜脈管腔平滑肌層會反應性增厚；后期，由于高壓力血流的原因，平滑肌被膠原纖維所取代，形成纖維性薄壁無彈力血管。

在AVM病理中，常伴隨一些增多的小血管成分。這些小血管成分有些常見的模式類型。如在病灶周圍存在散在的數量不等的小血管，管徑約20～50 μm，顯微血管壁有輕微的增厚并包含1～2層周細胞/平滑肌細胞，彈力纖維可缺如。或者類似于化膿性肉芽腫，由充盈的迂曲小血管聚集或成小葉狀分布，血管內細長的內皮細胞富含嗜酸性細胞質，并可見散在的周細胞，以及膠原及黏蛋白基質［1］。Lu等［6］通過對Ⅱ期和Ⅲ期AVM病灶進行病理分析發現，病灶內血管密度和內皮細胞增殖程度明顯高于正常組織，且Ⅲ期病灶內的血管密度明顯高于Ⅱ期病灶（5.8%vs 1.3%，P=0.004）。因此，推測這些較正常組織增多的部分小血管可能為AVM的新生血管。

2.2 AVM血管生成的相關因子

很多血管生成因子都參與血管生成過程，主要的因子包括VEGF家族，Ang家族和HIF-1α等。VEGF家族可特異性作用于血管內皮，促進新生血管的生長。VEGF在正常組織內低表達，但是在AVM病灶內呈高表達［17-18］。Ang-1可與內皮細胞膜上的Tie-2受體特異性結合，促進血管內皮細胞生存，抑制凋亡，并維持血管的穩定性。而Ang-2則通過破壞血管穩定性以促進血管新生［19］。AVM組織內Ang-2高表達，提示其參與了畸形血管的發展［20］。

低氧誘導因子1α（Hypoxia-inducible factor 1α，HIF-1α）可在組織低氧微環境中表達水平反應性升高，由此促進了一系列基因轉錄，以調整細胞代謝和促進血管新生，適應低氧微環境［16］。AVM眾多微小動靜脈瘺的形成，使周圍毛細血管灌注減少，出現缺氧癥狀，“盜血”現象導致病灶局部和周圍組織缺少充足灌注，形成局部缺血環境。研究發現，AVM病灶內HIF-1α、SDF-1α、神經纖毛蛋白1（Neuropilin-1，NRP-1）和NRP-2等指標明顯高于正常組織，且Ⅲ期AVM病灶明顯高于Ⅱ期病灶。HIF-1α可通過上調VEGF的轉錄和SDF-1α的表達來促進血管內皮祖細胞叢骨髓的募集，內皮祖細胞被募集至缺氧部位，從而促使該部位血管發生（Vasculogenesis）［6］。此外，增加的血流也會通過病理性血流張力刺激VEGF的表達和內皮細胞的增殖［21］。

Hou等［22］發現，內皮糖蛋白（Endoglin，CD105）和 eNOS （Endothelial nitricoxide synthase）在顱外AVM的內皮細胞呈過表達，從而參與AVM的血管新生和血管重塑。CD105常被用在實體腫瘤血管內皮檢測中。CD105能在增殖的血管內皮中表達，而不會在IH病灶、正常皮膚及皮下成熟血管內皮中表達，具有極好的新生血管內皮標志的特異性。同時，CD105更多地表達于高流量的病灶，這說明CD105與AVM流量程度的相關性。由此推測，CD105可被作為一個特異性標志物來鑒別AVM內皮細胞［23］。

2.3 血管生成在AVM中的重要意義

動靜脈畸形過去被視為單純的血管構筑異常導致的畸形，不像嬰幼兒血管瘤（IH）具有明顯的增殖傾向。但是，越來越多的研究表明，包括血管新生和血管發生在內的血管生成在AVM的發生發展中均有參與。一方面，血管生成的異常直接導致了AVM動靜脈瘺的形成，隨后由于低氧、血流應力改變，異常的內皮細胞特性，以及信號通路紊亂等原因，促使局部反應性的血管新生或血管發生。這些新出現的血管在緩解組織缺氧、防止組織壞死出血的同時，又可能進一步擴展病灶范圍，從而導致AVM病程的不斷發展。另一方面，許多具有特異性的細胞因子或分子參與了AVM血管生成過程，對血管生成深入的研究，有助于尋找特異性診療標記物或治療靶點。

3 總結

血管生成在顱外動靜脈畸形的發生發展中有著重要的作用，但目前的相關研究還不夠深入，存在很多亟需闡明的問題。對血管生成機制更深入的研究將有助于揭示AVM的發生發展機制，進一步認識疾病本質。同時，通過對血管生成的研究，可以尋找到更多的作用靶點，為臨床治療提供新的思路和治療手段。

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Research Progress of Neovascularization in Extracranial Arteriovenous Malformation

ZOU Yun，JIN Yunbo，HUA Chen，LIN Xiaoxi.Department of Plastic and Reconstruction Surgery，Shanghai Ninth People's Hospital，Shanghai Jiaotong University School of Medicine，Shanghai200011，China.Corresponding author：LIN Xiaoxi
（E-mail：linxiaoxi@126.com）.

【Summary】 Extracranial arteriovenous malformations（AVMs）are considered an abnormal communication between feeding arteries and draining veins without intervening capillaries.Although hemodynamic change and the increase of hormone level are considered playing an important role in the occurrence and development of AVMs，neovascularization including angiogenesis and vasculogenesis also participate in the occurrence and development of AVMs demonstrated by many researches.In this paper，the research progress of neovascularization in extracranial arteriovenous malformation was reviewed.

Extracranial arteriovenous malformation；Neovascularization；Angiogenesis；Vasculogenesis

R622

B

1673－0364（2016）04－0256－03

10.3969/j.issn.1673-0364.2016.04.013

上海市衛生系統聯合攻關重點項目（2013ZYJB0014）。

200011 上海市 上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院整復外科。

林曉曦（E-mail：linxiaoxi@126.com）。

（2016年3月7日；

2016年3月29日）