血管生成的研究進展

血管生成也被稱為血管生成，它指的是血管從原始血管芽形成新血管床的過程。是許多生理和病理過程(如腫瘤、缺血性疾病、慢性炎癥、糖尿病性視網膜病、銀屑病、創傷愈合等)的基本事件之一。血管生成通常存在于胚胎形成、產后組織正常生長以及成年女性子宮內膜的周期性重建和受損組織的修復中。近年來,隨著對血管新生機制研究日漸深入,純化、重組出血管內皮細胞生長因子(VEGF)、堿性成纖維生長因子(bFGF)等細胞因子,促進血管新生的理論研究成果開始應用到臨床實踐中。治療性血管生成(therapeuticangiogenesis)的概念逐漸形成,并被人們所接受。1臨床研究前沿的進展Folkman在闡述血管新生與腫瘤相互關系的同時,也最早預言了用促進血管生成的方法治療缺血性疾病的前景。盡管這方面的研究還遠不及抗血管生成深入,但在臨床前及近來的臨床研究已取得成功。美國已成立血管生成研究中心,設立了血管生成研究基金,用于治療性血管生成的研究,在缺血性疾病(如糖尿病致嚴重肢體缺血等)的促進血管生成實驗性治療上進行了大量工作,并顯示出它在側支循環建立、改善微循環和器官功能上有積極作用。該領域也已成為心血管醫學的研究前沿之一?？捎糜谥委熜匝苌傻摹鞍屑膊　敝饕侨毖约膊?如冠狀動脈硬化等引起的心肌缺血、股骨頭缺血性壞死、閉塞性脈管炎和糖尿病等引起的肢體缺血、褥瘡、器官移植及慢性胃潰瘍等。2血管生成因子在血管活性研究中,從腫瘤、牛軟骨等組織中提取純化出大量細胞因子,并利用基因重組技術制備出血管生成因子的成品,用于臨床治療。目前,血管生成因子主要是用于心、腦及四肢的缺血性疾病。除了組織纖維蛋白溶酶原激活劑(tissueplasminogenactivator,t-tPA)已經在臨床上作為急性心肌梗死溶栓的常規用藥外,其他細胞因子的使用多處于動物實驗階段。2.1大鼠小鼠后期側支血管生成在慢性單側血管冠狀動脈阻塞的狗模型中,阻塞后短時期內(5周)使用堿性成纖維生長因子(bFGF)灌注,有明顯促進側支血管生成,改善側支血流的作用。但在阻塞6個月后,使用bFGF,對照組和治療組的血流量相似。這說明:bFGF在進行性冠狀動脈阻塞的自主建立側支循環時,能發揮其促進血管生成的作用,對已成形的側支血管則不能進一步血管化;在狗后肢的缺血模型中,靜脈內分別注射不同劑量的bFGF和VEGF,1~2周后發現:兩種因子實驗組缺血區域的側支血管比例都有升高,且在1周時達到高峰;在兔子后肢慢性缺血模型上,每日患肢肌肉注射VEGF165200~1000mg10d,治療30d后,血流圖顯示VEGF165組缺血肢體的側支循環呈劑量依賴性加強,毛細血管密度增加,臨床癥狀(大腿肌肉萎縮和遠端肢體壞死)顯著低于對照組。這表明:血液循環堵塞的肢體肌肉注射VEGF165后,可加速局部側支血管的形成。結扎大鼠后肢血管以制備缺血模型,患肢皮下注射肝素(heparin)0.05mg、酸性成纖維生長因子(aFGF)1mg及兩者聯用,10d后鏡下觀察發現用藥組的患肢骨骼肌和纖維脂肪性組織(fibrofattytissue)血管數目明顯高于對照組,內皮細胞核抗體免疫組織化學顯示相關細胞的有絲分裂水平提高。2.2bfgf在腸道活檢中的應用在豚鼠外傷引起的慢性鼓膜穿孔模型中,連續使用含400mgbFGF的磷酸鹽緩沖液(PBS溶液)處理患處20d,15例中有13例的穿孔愈合,與對照組差異有顯著性,bFGF起到了刺激成纖維細胞生成和血管新生的作用。另外,bFGF還可用于胃腸道潰瘍的治療,大鼠十二指腸潰瘍的模型口服具有酸穩定性的人重組bFGF:CMC-hrbFGF、PEG-hrbFGF,多肽劑量是100μg/100g,連續服用21d后,進行解剖測量潰瘍的大小,發現潰瘍尺寸明顯減少,并且在潰瘍底床上可見顯著增加的毛細血管。其中PEG-hrbFGF的生理活性相對更強一些。這說明,口服新的經處理的hrbFGF可以加速慢性十二指腸潰瘍的愈合,提示可利用bFGF的自然活性設計在局部起效的抗潰瘍藥物。在背部隨意皮瓣的大鼠模型中,局部注射VEGF40ng/瓣,然后對皮瓣成活率和皮下血管斷面進行檢測,發現VEGF的局部使用,通過加速皮瓣內血管再生,促進皮瓣與受區間血循環的重建,改善了皮瓣遠端的血供,對提高皮瓣移植有一定的意義。3血管生成因子afgf-5血管生成的基因治療是把編碼有血管生成因子的基因轉染到宿主細胞,在體內翻譯表達相應的蛋白,發揮調控血管生成的作用。轉基因后,細胞因子在體內分泌時間將比使用外源的重組因子長得多,且只在基因轉染的特定組織作用,這樣,細胞因子的效果被大大加強,又減少了副作用的產生。同時,基因治療的效果與該基因產物是否具有分泌活性有關。血管新生中轉基因的傳遞方式主要有四種:①血管內注射;②轉入血管壁:在臨近阻塞血管的片段里,可使用經皮刺入球囊導管。如把phVEGF165DNA質粒附在球囊上,通過球囊的擴張將基因注入血管壁中;③植于斯藤特印模(stent)上:stent上附有可改變遺傳性狀的內皮細胞,使用前將stent浸潤在相應基因載體的溶液中,這樣當stent植在體內的血管壁上時,內皮細胞可持續地釋放血管生成因子到附近的組織中;④將基因直接注射在缺血組織或血管周圍,對血管病變嚴重,禁用血管內措施的患者,可在心包內滴注bFGF以加強心外膜的血管新生。目前,血管生成因子的基因治療主要用于心血管缺血性疾病的治療。有報道在豬的心肌缺血模型中冠狀動脈內注射FGF-5的腺病毒載體,2周后,心肌功能和灌注量顯著提高,并且此作用可持續12周。聚合酶鏈反應(PCR)、反轉錄-聚合酶鏈反應(RT-PCR)、免疫印記顯示心肌中有轉基因FGF-5的DNA、mRNA和蛋白的表達。心肌纖維周圍的毛細血管數目增加。用于周圍血管疾病:在兔的后肢缺血模型中,把400μg的phVEGF165(NakedDNA)用動脈內球囊導管送入臨近阻塞的血管上。經過治療后,側支血管的生長加強。并有相關報道:使用以上的基因直接在兔缺血后肢模型肌肉注射,30d后,側支血管和組織學鑒定的毛細血管數目都比對照組增加。另外,在此模型中,使用添加疏水的信號片段的aFGF裸DNA質粒,可得相類似的效果,且分泌型的aFGF作用強于非分泌型(天然)aFGF。經過動物實驗后,部分因子的基因治療已開始進行臨床Ⅰ期的使用。如對5例心絞痛的患者行小的左前開胸術,把phVEGF的裸質粒直接注入缺血心肌,結果,患者心絞痛癥狀減輕,心血流量全部升高,并且未出現其他心率、血壓的異常。說明對慢性心肌缺血的患者使用本療法是安全的,并能有效地緩解癥狀,提高心灌流量。選取6例血管閉塞性脈管炎(Buerger′sdisease)患者的7個患肢,使用phVEGF裸質粒在患肢任意4個點肌肉注射2次,間隔4周。治療后,5條患肢的難愈性潰瘍愈合,癥狀減輕,全部患肢的血流量增加,側支血管數也有增加。副作用是部分患肢用藥后出現水腫,本方法是在壞疽發生前治療血管閉塞性脈管炎的安全新療法。在其他疾病中也得到應用:在SD大鼠中制備前腹部的皮瓣,將VEGF121的脂質體注射入遠離上腹動脈的髂動脈中,4d后把供血的動脈蒂結扎,形成缺血組織。7d后基因治療組的皮瓣成活率遠遠高于對照組,免疫組織化學染色顯示皮瓣中VEGF蛋白的表達量有相應提高。此結果說明使用血管生成因子可促進缺血組織的成活。但在早期結扎的模型中,治療組差異無顯著性,這也表明因子基因治療要嚴格掌握適用條件(病情和時機)。當然,治療性血管生成的失控性問題(如VEGF的失控性表達)及副作用(如bFGF產生的急性低血壓、VEGF引起的血管瘤)等,也給這一治療策略的前景蒙上一層陰影。如何適當地控制治療性血管生成的進程,需要我們對血管生成調控機制有更深入的認識。4抗起毛劑和抗劑部分藥物經過血管實驗模型的驗證后,發現有一定促進血管新生的趨勢,這既詮釋了這些藥物作用的原理,又拓展了藥物在臨床上的新用途,為缺血性疾病的治療提供了更多的選擇。哌侖西平(pirenzepine)、法莫替丁(famotidine)、膠體鉍(colloidalbismuth)等是在臨床上使用的有效的抗潰瘍藥物,經胃潰瘍模型的大鼠口服這些藥物后,觀察到潰瘍表面的毛細血管數目增加,堿性磷酸酶和ATP活性加強。由此可見,這些抗潰瘍藥物具有促血管新生的作用,這可能是其作用原理之一。提示今后可以根據胃鏡檢查是否伴有局部血管的減少來合理選擇這些藥物。鈣離子拮抗劑硝苯地平(nifedipine)、尼莫地平(nimodipine)和維拉帕米(verapmil)是治療高血壓的一類重要藥物,實驗中,將這些藥物加在雞胚絨毛尿囊膜血管生成模型(CAM)的載體上,都可不同程度地誘導雞胚CAM上的血管密度增加,但不呈劑量相關性。這說明鈣離子拮抗劑治療心腦血管疾病的作用某種程度上是刺激了血管新生,對心腦缺血性病變可嘗試本類藥物的應用。冷凍脫水的膠原Ⅰ型是一種生物制品,實驗中,在微血管缺血和阻滯而導致的慢性腿部潰瘍中使用,發現可增加肢體血流灌注量,組織學檢查顯示出促進血管新生的作用。5對血管的作用中醫藥在臨床上對血管生成障礙性疾病的治療近年取得了很好的效果。如股骨頭缺血性壞死研究近年來取得了可喜進展,樊粵光等臨床運用生脈成骨方治療股骨頭缺血性壞死患者幾千例,取得了顯著的臨床療效,并用原位雜交法觀察生脈成骨方治療激素型股骨頭壞死家兔模型,發現該方能顯著增加內皮細胞、成骨細胞VEGFmRNA的表達,促進成骨細胞和內皮細胞活性,通過VEGF來促進血管和骨的新生和改造。吳云剛等將丹參注射液與尿激酶聯用,介入治療激素性股骨頭缺血性壞死發現能有效地溶解血栓和脂栓,促進VEGF等細胞因子的分泌,從而加速股骨頭的再血管化和再骨化進程。在椎間盤缺血變性疾病方面,王擁軍等觀察了益氣化瘀方(黃芪、麝香、川芎等)對大鼠頸椎間盤缺血性軟骨終板的影響,發現能夠顯著增加軟骨終板內血管芽數量和VEGF的表達,促進血管修復、再生和增加椎間盤營養供應。在婦科疾病方面,鐘雪梅等研究補經合劑(基礎方:菟絲子、覆盆子、枸杞子、黨參、黃芪、當歸等)對子宮微循環影響發現,該方能夠有效增加毛細血管的開放數目,降低血液流態積分值,縮短微循環障礙恢復的時間。又如在治療潰瘍疾病方面,朱瑾波等證實在治療慢性皮膚潰瘍時,黃芪能夠不同程度地促進血管內皮細胞游走與增生,提高內皮細胞表面整合素活性,具有較好地促進血管生成的作用。此外,在家兔雙橈骨骨中段缺損模型中皮下注射中藥復方金葡液,可觀察到患處的骨膜增厚,血管數目增加,有促進骨缺損的修復效果;由白果、人參、蔥根等藥組方的血管復生素可治療血栓形成性脈管炎等。然而,關于中醫藥在血管生成活性和作用機制的探討較少。目前,已有工作將血管生成模型和相應技術引入中醫藥研究中,如將雞胚絨毛尿囊膜血管生成模型(雞胚CAM)進行改良,嘗試用中藥血清藥理學方法、組織勻漿、中藥多糖及生藥等給藥方式,將血管活性整體模型引入中醫藥研究中,并積累了一定的經驗,但仍須進一步深入探討和研究,找到更加行之有效的方法。6中醫藥可制養血藥、制劑血管生成活性