李凱澤 劉廣雁 陳建英

肺動脈高壓（Pulmonary arterial hypertension，PAH）主要病理特征為肺動脈平滑肌細胞失控性增生、肺動脈內(nèi)皮細胞功能障礙、肺血管阻力呈進行性增高［1-3］，并伴有原位血栓形成、肺動脈痙攣等特點，易增加右心衰竭發(fā)生危險性［4-5］。近年來，研究發(fā)現(xiàn)，生長因子與PAH發(fā)病機制可能存在一定關聯(lián)性［6］?；诖?，本研究對生長因子在PAH發(fā)病機制中的作用綜述如下。

1 血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）

VEGF具有改善血管通透性、促進細胞外基質(zhì)辯性血管內(nèi)皮細胞遷移增殖及血管形成等多種功能［7］。目前，臨床發(fā)現(xiàn)VEGF與PAH具有緊密聯(lián)系，VEGF結(jié)合受體VEGFR-2形成復合體，能作用于血管內(nèi)皮細胞，誘導自身磷酸化，激發(fā)酶促級聯(lián)反應，調(diào)節(jié)內(nèi)皮細胞誘導因子，進一步抑制細胞凋亡。因此，VEGF及受體VEGFR-2在防治血管增殖方面具有重要作用。

同時，馬義麗等［8］通過40只Wistar新生大鼠還發(fā)現(xiàn)，缺氧誘導因子1α（Hypoxia inducible factor 1α，HIF-1α）、VEGF共同參與了新生大鼠缺氧性PAH的發(fā)生、發(fā)展。白波等［9］研究也指出，缺氧引起HIF-1α、VEGF1水平升高，在新生兒缺氧性PAH發(fā)生過程中起著重要作用。VEGF在早期PAH中扮演保護性角色，能促進多種細胞DNA、RNA、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)的合成，加快細胞有絲分裂，同時其還能促進細胞膜Na+/H+交換，誘導細胞堿性化，調(diào)節(jié)磷酸肌醇循環(huán)，刺激S6激酶等。然而隨病情不斷加重，在缺氧環(huán)境刺激下，VEGF基因啟動區(qū)缺氧反應元件，通過結(jié)合HIF-1α，利用復雜信號轉(zhuǎn)導途徑，直接參與肺血管重塑，從而引發(fā)肺動脈壓力升高。故HIF-1α可為探討VEGF水平在缺氧性PAH中的表達提供科學指導。

2 轉(zhuǎn)化生長因子β（Transforming growth factor-β，TGF-β）

TGF-β主要類型為：TGF-β1、TGF-β2、TGF-β 3、TGF-β4及TGF-β5，其中活化TGF-βl通過激活下游Smad2/3信號通路，調(diào)控炎癥介導、血管增生及纖維化等多種反應，參與心血管疾病的發(fā)生、發(fā)展。研究進一步表明［10］，PAH患者TGF-β1水平明顯上調(diào)，可通過調(diào)控p38絲裂原活化蛋白激酶信號通路，上調(diào)α-平滑肌肌動蛋白（a-smooth muscle actin，α-SMA）的表達，進而加快平滑肌細胞增殖、分化。同時，TGF-β1通過激活PI3K/Akt信號通路，能提高B淋巴細胞瘤-2（B cell lymphoma-2，Bcl-2）含量，從而預防肺動脈平滑肌細胞凋亡，增強平滑肌細胞活力。鄧凱等［11］通過蛋白免疫印跡法檢測右肺組織TGF-β1表達水平可知，TGF-β1水平在野百合堿誘導的PAH大鼠肺組織呈異常升高表達，是肺血管重塑及肺動脈纖維化形成的重要調(diào)節(jié)因子。另外，Tang W等［12］證實，TGF-β1激活p38/MAPK信號通路，能增加基質(zhì)金屬蛋白酶水平，破壞基質(zhì)金屬蛋白酶與組織金屬蛋白酶抑制劑（tissue inhibitor of metalloproteinases，TIMPs）平衡，呈劑量、時間依賴性上調(diào)TIMP-1表達，抑制細胞外基質(zhì)蛋白降解，反之，MMP-2、MMP-9一定程度會促進TGF-β1釋放，加重血管重構。此外，低劑量TGF-β1通過激活素受體樣激酶1（AKT1）激活Smad 1/5蛋白，不僅能強化肺動脈內(nèi)皮細胞功能，促進內(nèi)皮細胞增殖、遷移，還能誘導血管生成，相反，高劑量TGF-β1經(jīng)AKT5激活Smad 2蛋白，會嚴重影響內(nèi)皮細胞功能及存活，可見維持TGFβ1/ALK5/Smad 2/3信號通路、TGF-β1/ALK1/Smad 1信號通路平衡對保護PAH患者肺動脈內(nèi)皮細胞功能、預防肺血管重塑發(fā)揮關鍵作用。

另外，骨形成蛋白受體-2（Bone morphogenetic protein receptor2，BMPR-2）為TGF-βl重要家族成員，與80.0%家族性PAH及10.0%～40.0%其他形式的PAH均存在一定關聯(lián)性［13］。BMPR-2基因雜合需借助缺氧或炎癥反應，從而形成不同類型PAH，且相關遺傳性PAH伴有微小RNA加工過程的變異［14］，同時，國外學者證實［15］，口服活性小分子TGF-β受體抑制劑有助于抑制PHA病程進展，預防肺血管重塑，從而進一步說明BMPR-2細胞內(nèi)轉(zhuǎn)導及磷酸化調(diào)控有望成為PAH在TGF-β中的治療新靶點。

3 血小板源性生長因子（Platelet-derived growth factor，PDGF）

PDGF是一種促間質(zhì)細胞增殖因子，主要包括AA、BB、AB三種異構體形式，現(xiàn)已有研究證實，PDGF受體特異性結(jié)合PDGF，會刺激酪氨酸殘基二聚化，加快自身磷酸化，進而激活ERKl/2通路，順序啟動酶聯(lián)活化反應，引發(fā)PAH［16］。同時，彭虹艷［17］研究還認為，PDGF可促進有氧條件下培養(yǎng)的主動脈血管平滑肌細胞糖酵解增強，結(jié)合、活化PDGFR，而活化PDGFR通過PI3K/AKT/mTOR信號轉(zhuǎn)導通路上調(diào)HIF1α表達，從而降低丙酮酸脫氫酶（Pyruvate dehydrogenase，PDH）磷酸化活性，激發(fā)肺動脈平滑肌細胞Warburg效應，Warburg效應通過強化HIF1α活性正反饋其本身，從而導致肺動脈平滑肌細胞異常增殖，參與肺動脈重構的發(fā)生、發(fā)展。另外，通過逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應發(fā)現(xiàn)［18］，PDGF-AA、PDGF-BB、PDGF-Ra、PDGF-R13 mRNA在重度特發(fā)性PAH患者中呈異常升高表達，可靶向作用于PDGFR的酪氨酸激酶抑制劑如伊馬替尼抑制性治療，防止肺動脈平滑肌細胞增殖、遷移，抑制PAH病情發(fā)展，從而進一步證明PDGF在平滑肌細胞異常增殖所致PDH中發(fā)揮關鍵作用，可為干預治療PAH提供新方向。

4 結(jié)締組織生長因子（Connective tissue growth factor，CTGF）

張蕙等［19］研究認為，肺血管重構不僅是PAH病情持續(xù)發(fā)展的關鍵因素，也是導致藥物治療發(fā)生抵抗的重要原因。CTGF能調(diào)控細胞外基質(zhì)蛋白含量，參與血管生成、纖維化等重要生理病理過程。近期研究表明［20］，高肺血流亦可造成CTGF表達增多，有力佐證了CTGF與PAH肺血管重構存在密切聯(lián)系。分析機制在于：一方面，缺氧刺激下，內(nèi)皮細胞功能紊亂，導致血管內(nèi)皮素-1（Endothelin-l，ET-1）、TGF-β分泌增加，發(fā)揮血管收縮及細胞增殖作用，參與肺血管重構，提高CTGF基因表達；另一方面，CTGF過度上調(diào)會激活ERKl/2通路，結(jié)合血管平滑肌細胞膜上受體，引發(fā)酶促級聯(lián)反應，刺激細胞內(nèi)信號分子，明顯提高MMP-2活性，產(chǎn)生大量膠原、纖維結(jié)合素等細胞外基質(zhì)，從而誘發(fā)血管平滑肌細胞異常增殖、遷移。同時冀璐［21］發(fā)現(xiàn)50例先天性心臟病伴PAH患兒均存在心肌纖維化與肺血管重構現(xiàn)象，且病情隨肺動脈壓力升高呈明顯加重趨勢。應用野百合堿導致大鼠PAH模型進一步發(fā)現(xiàn)［22］，CTGF mRNA在肺動脈與小動脈肥大平滑肌細胞中過度表達。推測CTGF有望成為診斷PAH的新生物標志物，為臨床實施針對性治療方案提供循證支持。

5 成纖維細胞生長因子（Fibroblast growth factor，F(xiàn)GF）

FGF主要分為堿性分子（bFGF）、酸性分子（aFGF）2種形式，經(jīng)體外實驗可知［23］，將FGF加入毛細血管內(nèi)皮細胞培養(yǎng)中，加快細胞增殖、分裂，生成毛細血管樣管腔，可見FGF對血管內(nèi)皮細胞具有較強趨化作用。另外，缺血、缺氧會損害細胞完整性，導致機體釋放大量FGF，會損傷動脈內(nèi)壁，促進肺動脈平滑肌細胞增殖、分裂及細胞外基質(zhì)沉積，提高血管狹窄發(fā)生風險，增加動脈壓力。另外，王永麗［24］通過對比70例慢性阻塞性肺疾病并發(fā)PAH患者、45例COPD未發(fā)生PAH患者發(fā)現(xiàn)，隨病情程度不斷加重，COPD并發(fā)PAH患者血清bFGF水平出現(xiàn)降低趨勢，并與肺動脈收縮壓呈明顯負相關關系。bFGF不僅能促進纖維絲等多種細胞外基質(zhì)成分的合成，還能誘導內(nèi)皮細胞移行，構建新血管，同時其還能促進血管平滑肌細胞等多種細胞遷移，且PDGF促進血管平滑肌細胞遷移也是通過誘導內(nèi)源性bFGF發(fā)揮作用。此外，缺氧環(huán)境下會激活絲裂原活化蛋白激酶（Mitogen-activated protein，MAP）介導途徑，進而上調(diào)FGF-1、FGF-2、PDGF及成纖維細胞內(nèi)皮素A型受體的表達，促進肺動血管收縮及血管重塑。

6 胰島素樣生長因子（Insulin-like growth factor，IGF）

IGF為促生長的多肽類物質(zhì)，包括2種亞型：IGF-1、IGF-2，其中低氧條件下，IGF-1可刺激大血管平滑肌細胞DNA合成，誘導肺血管結(jié)構重建，參與細胞異常增殖與凋亡，其機制可能與受體結(jié)合后激活蛋白激酶（Mitogen-activated protein kinase kinase 1，MEK 1）通路，活化轉(zhuǎn)錄因子環(huán)磷酸腺苷反應成分結(jié)合蛋白（cAMP response element binding protein，CREB），促進抗凋亡蛋白Bcl-2表達，從而達到抑制凋亡的最終目的［25］。另外，IGF-1及其受體抗凋亡作用，一定程度會破壞血管壁細胞增殖與凋亡平衡，異常增殖肺血管壁細胞，減少凋亡，從而導致肺血管重建。由此可知，IGF-1及其受體在低氧性肺血管重建中具有重要作用，可為PAH發(fā)病機制提供新的解釋。近年來，隨醫(yī)療技術日益成熟，IGF-1拮抗劑抑制或運用反義IGF-1基因技術被逐漸應用于抑制腫瘤生長方面，取得了良好成效，因此，推測此方法可能成為阻止肺血管重建、治療PAH的有效方法。

7 肝細胞生長因子（Hepatocyte growth factor，HGF）

HGF經(jīng)信號轉(zhuǎn)導，能發(fā)揮抗纖維化作用，避免器官結(jié)構重建［26］。吉圣珺等［27］研究指出，HGF通過抑制血管內(nèi)皮細胞凋亡，有助于保護肺血管結(jié)構完整性，延緩PAH進程。原因在于：一方面，HGF通過激活血管內(nèi)皮細胞p38絲裂原活化蛋白激酶等信號通路，誘導血管內(nèi)皮細胞參與PAH血管形成與內(nèi)皮再生，從而降低PAH發(fā)生危險性［28］；另一方面，當血管內(nèi)皮細胞損傷時，HGF可激活細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2信號轉(zhuǎn)導通路，保證細胞核RNA穩(wěn)定性，提高肺微血管內(nèi)皮細胞增殖率及體外培養(yǎng)時細胞貼壁率，抑制一氧化氮（Nitric oxide，NO）及細胞間粘附分子1（intercellu laradhesionmolecule 1，ICAM 1）表達，從而緩解缺氧損傷所致肺微血管內(nèi)皮細胞損傷，保護其正常生理功能。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，HGF可與其他生長因子及細胞因子相互協(xié)同，減少肺組織內(nèi)ET-1含量，起著預防血管收縮的作用［29］。由此可見，HGF一定程度可通過防止ET-1釋放，延緩PAH形成進程，為臨床治療PAH指引新方向，但仍需進一步臨床試驗數(shù)據(jù)驗證。

8 結(jié)語

VEGF、TGF-β、PDGF、CTGF、FGF、HGF等生長因子在PAH病理基礎中發(fā)揮重要作用。早期通過分子生物學技術與方法，探討生長因子的表達，不僅利于臨床明確PAH發(fā)病機制，也有助于通過調(diào)控相關生長因子水平，可為臨床早期診斷PAH、實施對癥治療、逆轉(zhuǎn)PAH病程奠定科學基礎。