近年來,冠心病已成為威脅健康的主要疾病之一。而急性心肌梗死\\(AMI\\)是冠心病的最嚴重類型,起病急驟,病情變化迅速,死亡率較高。AMI 的臨床治療主要有藥物保守治療、經皮腔內冠狀動脈成形術\\(PCI 術\\) 及冠狀動脈旁路移植術\\(CABG\\) ,急診 PCI 術已經成為急性 ST 抬高型心肌梗死首選的、安全有效的開通梗死相關血管治療方法。但是 PCI 術后再狹窄一直是影響 PCI 術近期和遠期療效的主要并發癥。PCI 術后再狹窄的發生機制目前尚未完全闡明,它是一種復雜的病理生理過程,與多因素相關,其中血管內皮細胞損傷及炎癥反應是其始動因素,血管平滑肌\\(VSMC\\)過度增殖與遷移、血管新生內膜過度增生是其中心環節,血栓形成也起一定的作用。AMI患者因冠狀動脈急性閉塞,心肌細胞出現急性缺血、缺氧,導致血清內血管內皮生長因子\\(vascular endothelial growth factor,VEGF\\) 異常升高;急診 PCI 術迅速開通閉塞冠狀動脈,心肌缺血、缺氧迅速改善,血清 VEGF 水平會迅速下降,而 VEGF 在PCI 術后再狹窄作用上研究報道呈雙向性,既有促進內皮修復,改善局部內皮功能和防止血栓形成等積極的意義,也有報道因VEGF 刺激內皮細胞過度增生而致 PCI 術后再狹窄。目前,PCI術后血清 VEGF 水平變化與術后再狹窄的關系成為研究的熱點,在 PCI 術后再狹窄預測和治療方面展現了廣闊的前景,現綜述如下:
1 VEGF 概述
VEGF 是由 Ferrara N 等在 1989 年利用硫酸銨析出、肝素瓊脂糖親和層析法及兩次反相高壓液相色譜純化從牛垂體濾泡形狀細胞培養液中獲取的一種糖蛋白,其不僅僅是內皮細胞的特異性絲裂原,同時還是一種誘導血管形成和影響血管通透性的因子。
1. 1 VEGF 的分子結構和理化特性:VEGF 是一個糖蛋白家族,富含半胱氨酸,活性形式為二聚體,分子量為 35 - 45KD,目前分為 VEGF - A、B、C、D、E、F 和胎盤生長因子\\(PIGF\\)7 個類型。
在臨床上檢測最多的是 VEGF - A。VEGF - A 的基因染色體定位于6p21,全長28Kb,其組成包括8 個外顯子和7 個內含子,依據氨基酸殘基的數目不同,分為 VEGF121,VEGF145、VEGF165、VEGF189、VEGF206。VEGF121、145 和 165 均具有誘導血管內皮細胞增殖及形成新生血管的能力,VEGF165 在三者中能力最強。VEGF - B 基因染色體定位于 11q13,有促進給心臟供血的中小動脈生長的作用,所以,VEGF - B 能增加梗死心肌組織內新生血管的生成。VEGF - E 與 VEGF - A 生物學作用極為類似。VEGF - C、D、E 也與 VEGF - A 生物學作用極為類似,均具有刺激梗死心肌組織形成新生血管及淋巴管的能力。
1. 2 VEGF 的受體類型及作用機制:VEGF 的受體僅存在于血管內皮細胞的表面,具有酪氨酸激酶活性,分為以下三個類型 VEG-FR - 1\\(核磺酸 - 5 - 單硫酸樣酪氨酸激酶 - 1\\),VEGFR - 2\\( 胎肝激酶 -1\\)及 VEGFR -3\\(核磺酸 -5 -單硫酸氧酪氨酸激酶 -4\\)。
研究表明,存在于人體內的冠狀動脈內皮細胞的表面的 VEGF 受體是 VEGFR -1 和 VEGFR -2 。VEGF121、165 和 VEGFR -1 結合。VEGF121、145、165 和 VEGFR - 2 結合。VEGFR - 2 是梗死心肌內新生血管形成的主要信號傳遞體,有明顯的趨化作用和促有絲分裂活性,可引起冠狀動脈內皮細胞的分裂、增殖和遷移。Ha beck 等人發現[5],新生血管形成的原因是純合子動物編碼 flk -1 基因突變,而血管細胞和血細胞的生成不受影響,結果顯示血管形成的調控因子是 VEGFR -2,表明該受體在內皮細胞有絲分裂中起主要作用,是新生血管的一種標志。
2 VEGF 與 AMI 的相關性
2. 1 VEGF 與 AMI 的相關動物實驗:研究發現,VEGF 與心肌缺血及缺氧性疾病相關。動物模型在 AMI 后 1h,VEGF 的表達明顯增加,在 1 周內持續較高的水平,大約 6 周可降到基線水平;研究梗死心臟不同部位的 VEGF 表達情況時發現,VEGFm-RNA 表達在梗死區和非梗死區全都存在,在心肌非梗死區僅維持 3 -7d 就回落至正常,而在心肌梗死中心區及其周邊缺血損傷區的高水平表達可維持 8 -14d,結果提示在心肌梗死的新生血管重建中 VEGF 起主要作用。VEGF 及其受體 VEGFR -1 的濃度在大鼠 AMI 后快速上升,并且持續一定的時間,VEGF 在梗死心肌內的分布和梗死心肌內的新生毛細血管的分布一致。
2. 2 VEGF 與 AMI 的相關臨床試驗:Kranz A 等臨床研究發現,AMI 后早期血漿 VEGF 水平輕度升高,1 周后明顯上升,12d后發現冠狀動脈內皮細胞開始增生。孫林等發現在冠狀動脈雙支病變與三支病變的患者中,VEGF 血清水平較單支血管病變者顯著增高。還有研究顯示在冠狀動脈狹窄程度大于50% 的 ACS 患者中血漿 VEGF 水平顯著升高。根據以上研究結果,提示 VEGF 水平和冠狀動脈狹窄程度呈正比,而冠狀動脈狹窄嚴重患者極易出現斑塊破裂,引發 AMI。
3 VEGF 與 AMI 新生血管的相關性
3. 1 VEGF 與 AMI 區域內新生血管的關系:VEGF 在正常人的心肌中含量很低,但在冠狀動脈急性閉塞時,導致心肌缺血、缺氧,VEGF 表達急劇增加,致使 VEGF 及其受體的表達上調,同時可使血管內皮細胞增生,從而放大了 VEGF 的效應?,F有研究表明,在成年動物外周血循環中存在骨髓源性血管內皮祖細胞,并隨組織缺氧產生應答、增多、歸巢、聚集在新生血管中心,促進了側支血管的生長和遷徙;當血管閉塞時,已有的側支血管血流密度及其管腔切變力增加,最終促使動脈性血管形成。
3. 2 促進新生血管生成的因素
3. 2. 1 心肌缺血、缺氧:Lin IC 等在結扎大鼠左冠狀動脈,引發AMI 后 5h,發現大鼠心肌細胞 VEGF 受體表達明顯增加,1 個月后大鼠左、右心室毛細血管出現增生,說明 VEGF 參與血管形成的過程,是重要的促血管生成因子,3. 2. 2 心肌炎癥:心肌局部炎癥反應和應激時,巨噬細胞和中性粒細胞可刺激心肌梗死區域血管新生。
3. 2. 3 促進血管生成的因子例如:VEGF、FGF、血小板源性生長因子\\(PDGF\\)、血管形成素\\(ANG\\)、胰島素樣生長因子\\(TGF- 1\\) 、表皮生長因子\\( EGF\\) 、血管內皮舒張因子\\( EDRF\\) 等都參與梗死心肌內新生血管的形成過程。
4 VEGF 與 PCI 術后再狹窄的相關性
4. 1 支架內再狹窄定義:支架內再狹窄是指成功進行冠狀動脈支架置入術后 3 -6 月內,由于冠狀動脈內皮局部損傷,血管內皮在修復過程中,可能在支架內血管內皮增生過度而造成支架內血管腔的再次狹窄,發生支架內再狹窄。目前認為支架內再狹窄是一個多個因素、多種機制共同參與的過程。冠狀動脈血管的彈性回縮、局部血栓形成、血管壁重塑以及血管壁中層平滑肌細胞的過度增生是促使 PCI 術后再狹窄發生的主要因素,而冠狀動脈內皮細胞的損傷和炎癥反應是再狹窄的始動因素:
4. 2 VEGF 與 PCI 術后再狹窄的相關性:現有研究表明,VEGF能有效預防的動物實驗性 PCI 術后的再狹窄,并且具有安全性。目前編碼 VEGF 的真核細胞載體已經被 FDA 正式批準用于臨床治療缺血性外周血管病。Steppich BA 等發現,在介入治療冠狀動脈狹窄時,檢測到 VEGF 在治療的冠狀動脈血管內膜處血清水平顯著升高。Korsak J 等證實血小板可以促進 VEGF 在短時間內大量釋放。黃宗燕等研究表明,PCI 引起的冠狀動脈血管損傷和血小板的刺激是促使 VEGF 大量釋放的主要原因。同時多因素回歸分析顯示,支架內再狹窄患者的 VEGF 血清峰值水平明顯高于冠狀動脈無再狹窄患者,術后 VEGF 血清峰值水平對支架內再狹窄有獨立預測價值。
VEGF 能促進人的 AMI 缺血區及時的建立側支循環,迅速修復損傷的冠狀動脈血管內皮,在促進 AMI 缺血區心肌更新供血、預防 PCI 術后再狹窄的治療中展現出誘人的應用前景。
5 VEGF 與不穩定性動脈粥樣硬化\\( AS\\) 斑塊及冠狀動脈病變程度的相關性
5. 1 VEGF 與不穩定性 AS 斑塊的關系:AMI 主要由不穩定性AS 斑塊破裂、血小板聚集、繼發急性血栓形成,閉塞冠狀動脈所致。刺激 VEGF 分泌的因素主要有心肌缺血、缺氧。隨著心肌缺血、缺氧時間的延長,心肌產生的 VEGF 增加,缺血時間與VEGF 產生量呈正比。VEGF 可促進不穩定性 AS 斑塊內膜中產生新生血管,但新生的血管可引起血漿滲出、AS 斑塊內出血和新鮮血栓形成,使 AS 斑塊增大、增大的 AS 斑塊上的血管內皮破損后,就出現 AS 斑塊破裂,繼發急性血栓形成,從而引起 AMI 的發生。有研究報道,一旦冠脈狹窄解除,血清VEGF 水平迅速下降至正常。
5. 2 VEGF 與冠狀動脈病變程度的相關性:陳美娟等研究證實,冠狀動脈 AS 狹窄的程度越重,VEGF 水平越高。冠狀動脈多支血管病變組血清 VEGF 水平明顯高于單支病變組;血清VEGF 水平與冠狀動脈病變嚴重程度\\( Gensini 記分\\) 呈正相關,冠狀動脈不穩定性 AS 負荷越重,心肌缺血、缺氧越嚴重,導致VEGF 濃度增加,而 VEGF 濃度增加刺激介導纖維生長因子\\(FGF\\)的分泌增加導致血管平滑肌細胞的增生與轉移,而不穩定性 AS 是血管平滑肌細胞直接遷移及增生的結果,故 VEGF在不穩定性 AS 的形成與發展中起主要作用。還有研究揭示了氧化型低密度脂蛋白\\(ox - LDL\\)誘導巨噬細胞分泌 VEGF 可引起冠狀動脈不穩定性 AS 的發生、發展。因此,血漿 VEGF 的水平受冠狀動脈粥樣硬化嚴重程度影響,與不穩定性 AS 的發生發展程度相關。
總之,VEGG 已經取得了令人矚目的研究成果,但還有諸多懸而未決的問題。①作為預測 PCI 術后再狹窄方面還存在不同的意見,有的研究提示術后 VEGF 升高水平與再狹窄相關,有些研究提示可以降低再狹窄的發生率,仍需要大量的臨床研究證實其在 PCI 術后再狹窄的預測價值。②VEGF 在促進冠脈側支循環建立積極的作用,但是評價血管新生和側枝建立療效評價還有困難以及大量 VEGF 產生后,對心臟外組織的影響如何,尚缺乏研究。③外源性 VEGF 作為防止 PCI 術后再狹窄的基因治療,仍然存在基因載體選擇及缺乏臨床應用的安全性、有效性資料。盡管如此,VEGF 的發現及深入的研究,在解決心血管病的發病機制和臨床監測手段提供了一個新的方法,展現了良好的前景。