普萘洛尔治疗血管瘤分子生物学机制及其临床应用研究进展

       血管瘤是婴幼儿最常见的良性肿瘤，占所有婴幼儿肿瘤的5%~10%，甚至在早产儿中多达30%［1］。2008年Léauté-Labréze等［2］发现普萘洛尔对婴幼儿血管瘤的抗增殖疗效。尽管大规模随机对照实验研究尚未完成，但普萘洛尔已经成为复杂严重婴幼儿血管瘤的一线治疗选择。普萘洛尔究竟是通过何种机制治疗婴幼儿血管瘤目前仍然没有一个普遍接受的观点。本文对目前国内外使用普萘洛尔治疗血管瘤的分子生物学机制及其临床应用研究进展做一综述。

       1普萘洛尔治疗血管瘤的分子生物学机制

普萘洛尔是一种非选择性β肾上腺素受体阻滞剂，以相同的亲和力完全性抑制β1和β2肾上腺素受体。由于具有亲脂的特性，普萘洛尔也表现出某些膜稳定的特性。但α1肾上腺素受体不能被普萘洛尔所拮抗［3］。普萘洛尔治疗增殖期婴幼儿血管瘤的分子生物学机制可以被总结归纳为3种：血管收缩、血管生成抑制和诱导细胞凋亡。这些机制对应于早期（血管瘤表面变亮）、中期（生长停滞）以及远期（消退）临床观察。

       1.1血管收缩血管紧张度是通过内源性因子的复杂相互作用而调控的。肾上腺素激活α1肾上腺素受体而引起血管收缩，激活β2肾上腺素受体而引起血管舒张。血管紧张度取决于局部氧和二氧化碳的张力从而导致血管收缩或舒张。

肾上腺素激活β2肾上腺素受体而导致的血管舒张效应是通过一系列信号转导通路所介导的［4］。β肾上腺素受体属于G蛋白偶联受体家族的成员，并且表达于内皮细胞上［5］。一旦激动剂与该受体结合，腺苷酸环化酶就会被激动型G蛋白的α亚单位所激活。腺苷酸环化酶将三磷酸腺苷转化成环磷酸腺苷（cAMP），而cAMP作为第二信使扩散进入细胞浆，在细胞浆内激活cAMP依赖的蛋白激酶A（PKA）。而PKA又能磷酸化细胞内的蛋白并由此调控其活性。在内皮细胞中PKA的激活能够导致内皮型一氧化氮合成酶的激活，这又导致了一氧化氮的合成和释放。一氧化氮扩散进入血管平滑肌细胞，在平滑肌细胞内导致了可溶性鸟甘酸环化酶的激活，从而激活环磷酸鸟苷（cGMP）。cGMP反之又可激活蛋白激酶G（PKG），即cGMP依赖性蛋白激酶。PKG的激活最终诱导了血管平滑肌的舒张。

普萘洛尔抑制肾上腺素通过β受体介导的血管舒张，并由此导致血管收缩［3］。在血管瘤中，由普萘洛尔引起的供血毛细血管收缩导致了瘤体内血流的减少，并由此伴随着瘤体颜色上的变化以及触诊瘤体变软。这些效应可以在普萘洛尔治疗开始后的1~3d内被观察到［2］。

       1.2 血管生成抑制

       1.2.1 对促血管生成因子表达的影响 在婴幼儿血管瘤的增殖期，内皮细胞中增殖细胞核抗原（PCNA）、Ⅳ型胶原酶以及促血管生成因子的表达增强，尤其是血管内皮生长因子（VEGF）的表达明显强于碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）［6-8］。

       近来，有文献报道VEGF的表达不仅由组织局部氧张力所调控，而且还受肾上腺素受体的影响。在体外和体内模型中儿茶酚胺（如肾上腺素和去甲肾上腺素）能够诱导VEGF的表达［9-13］。原癌基因酪氨酸蛋白激酶（Src）是PKA的下游调控因子，而PKA是细胞质中酪氨酸激酶家族的成员，参与多种分子生物学过程［9］。Src激活了细胞外信号相关激酶/有丝分裂原激活蛋白激酶（MAPK）［9］。ERK和MAPK是丝氨酸/苏氨酸激酶磷酸化核转录因子，调控多种细胞增殖相关基因的表达。VEGF可通过在局部激活ERK/MAPK通路而促进血管生成［10，14］。因此，β2肾上腺素受体通过两种不同的机制来激活内皮细胞的增殖：（1）β2肾上腺素受体的激活直接导致了ERK/MAPK通路的激活（可能是通过Src作为调控因子）；（2）β2肾上腺素受体的激活也能诱导VEGF的表达增强，而这本身就会激活ERK/MAPK通路［9-10，14］。β肾上腺素受体阻滞剂普萘洛尔可引起VEGF表达减少，由此导致了血管生成受到抑制［9，11，13，15］。而且有文献表明，在动物实验中卡维洛尔（一种非选择性β肾上腺素受体阻滞剂，与普萘洛尔相似），减少了HIF-1α的表达。假设内皮细胞增殖的调节异常是婴幼儿血管瘤的一个重要的病理形成因素，β肾上腺素受体阻滞剂的抗VEGF活性将会解释其对增殖期血管瘤的明显效应。

       1.2.2 对基质金属蛋白酶（MMP）表达的影响MMP在不同生理和病理生理过程中发挥关键作用，例如细胞增殖、迁移、黏附，胚胎发育，创伤愈合，以及与肿瘤的生长和转移相关的血管生成［18］。MMP-2和MMP-9在婴幼儿血管瘤增殖期患者的血液和标本中浓度升高［19］。MMP-9在内皮细胞迁移和血管形成中发挥重要作用［20］。有文献表明，抑制MMP-9能够阻碍人微血管内皮细胞的血管形成［21］。

       有充足的证据表明，MMP-2和MMP-9是通过β肾上腺素受体进行调控的［12-13，20，22］。β肾上腺素受体激动剂（如肾上腺素或去甲肾上腺素）能够使MMP-2和MMP-9的表达增强，这一效应可以被普萘洛尔所抑制。普萘洛尔抑制MMP-9的表达会导致内皮细胞血管生成受到抑制，而这一作用方式也可能是普萘洛尔抗血管生成效应的作用机制之一。

       1.3 诱导血管瘤内皮细胞的凋亡 细胞凋亡是通过bcl-2家族蛋白、半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶（caspases）及其前体procaspases进行严格调控。在婴幼儿血管瘤的增殖期，细胞凋亡率很低。然而，在血管瘤的消退期，细胞凋亡率增加了五分之一，而同时凋亡抑制蛋白bcl-2明显减少［23］。凋亡细胞中仅三分之一是内皮细胞来源的［24］。普萘洛尔对肾上腺素受体的阻滞在体外可诱导不同种类细胞的凋亡，例如内皮细胞、胰腺癌细胞［25-26］。β2肾上腺素受体被认为是可能的受体，而β1选择性肾上腺素受体阻滞剂美托洛尔显示出明显更低的凋亡诱导效应。有学者研究发现，β2选择性肾上腺素受体阻滞剂布托沙明与普萘洛尔相比表现出更强的凋亡诱导效应，且该研究提出假说，β肾上腺素受体阻滞剂能够阻断肾上腺素受体激动剂所引发的的凋亡抑制作用（通过src、MAPK和caspase通路所调控），并且导致凋亡率的增加［26］。因此，诱导细胞凋亡被认为是另一个普萘洛尔治疗婴幼儿血管瘤的作用机制。但普萘洛尔所诱导的凋亡并不是完全的，因为在其停用后发现部分血管瘤病例又重新生长。

       2普萘洛尔治疗血管瘤的临床应用普萘洛尔的治疗过程发生于血管瘤生长的增殖期，但其对血管瘤的持续影响研究尚不清楚。目前，一些医学专家已开始将普萘洛尔用于儿童的血管瘤治疗，并且获得了一定的临床经验。

       Léauté-Labrèze等［2］应用普萘洛尔以每日3mg/kg体重的剂量治疗伴有鼻部血管瘤的阻塞性肥厚性心肌病患儿，取得了较好疗效，鼻部血管瘤亦随之消退。由于这一治疗结果的发现，普萘洛尔（每日2mg/kg体重）被给予9例其他的伴有严重损毁面容的婴幼儿血管瘤患儿（面部8例、前臂1例），在所有患儿中均观察到血管瘤的消退。在Sans等［27］的随访报告中报道了32例血管瘤患儿接受了β阻滞剂的治疗。28例患儿普萘洛尔初始剂量为每日2mg/kg体重，分2或3次口服；其他4例患儿初始剂量为每日3mg/kg体重，逐渐增至最大疗效剂量（出现心脏并发症、呼吸困难、溃疡）。这些患儿10d之后进行重新评估，并且在每个月后再进行一次重新评估。在所有病例中血管瘤对全身应用普萘洛尔反应非常明显而迅速：颜色改变、瘤体变软、呼吸困难消失、溃疡愈合等。在60d后进行超声检查，发现在肿瘤的最大厚度方面明显消退减小，并且血管瘤内血管活性明显减低。Bonifazi等［28］治疗了11例伴有面部、腮腺区的血管瘤患儿，治疗开始于1.5~3个月龄。5例患儿采用口服普萘洛尔（剂量为每日2mg/kg体重），分4次给予；其他6例患儿采用1%普萘洛尔局部治疗。在治疗开始后，口服药物病例的改善均比较明显，而局部使用者仅表现为表浅部分的改善。Eivazi等［29］报道了1例6个月龄大的腮腺区血管瘤女婴，开始采用系统性皮质类固醇激素（强的松，每日5mg/kg体重）进行治疗，然后在随后的4周逐渐减少剂量，发现治疗无任何进展且病变也没有消退，又继续使用了6周后，血管瘤开始新的增殖性生长。

       之后开始使用普萘洛尔进行治疗，初始剂量为每日1mg/kg体重，逐渐提高到每日2mg/kg体重，分3次口服，持续7个月。在普萘洛尔治疗过程中可以发现血管瘤几乎完全消退。以上所有报道的病例在治疗过程中均未记录出现任何相关的副反应。在所有病例中，使用系统性皮质类固醇激素或者激光治疗无效后再使用普萘洛尔进行治疗也显示出快速的疗效。普萘洛尔具有非常好的安全性并且副反应很小。但普萘洛尔用于血管瘤的治疗是没有被临床试验认可的，因此有必要对患者进行告知并签署知情同意书。总之，所有病例报道普萘洛尔口服剂量为每日2~3mg/kg体重，分2~4次口服。这一治疗方案应该持续应用于整个血管瘤增殖期或者直到病变没有进一步的改善发生。与突然停药相反，建议在2~3周内逐渐减少普萘洛尔的用量。如果血管瘤发生反弹复发，患者需要继续使用普萘洛尔。目前，临床已经确立了以下普萘洛尔治疗方案［30］。基本的超声心动描记仪和48h住院观察或者家庭护理访视以监测重要生命指征和血糖水平，每8h给药1次，初始剂量为0.16mg/kg体重。如果重要的生命指征和血糖水平仍然正常，那么使用的剂量可以逐渐递增双倍直至最大量0.67mg/kg体重（每日最大剂量2mg/kg体重）。普萘洛尔在应用2周后应逐渐减量。

       综上所述，普萘洛尔现在已经成为治疗婴幼儿血管瘤的有效药物并且应该作为一线药物。除了确定适宜的剂量和治疗时间，采用大规模样本对照研究将有可能探明普萘洛尔的安全性和有效性。