分类号： R654.2文献标识码：A

文章编号：1004-3934(2000)01-0033-03

Prospect of VEGF Gene in Prevention of Restenosis After PTCA

LIU Qi-gong,LU Zai-ying

(Department of Cardiology,Tongji Hospital of Tongji Medical Unive rsity,HubeiWuhan430030)▲

经皮冠状动脉腔内成形术(PTCA)已成为治疗冠心病的重要手段，然而约有30%～50%的手 术成功者于术后3～6个月内出现冠脉再狭窄^［1］。多年来，国内外学者进行了众多 的再狭窄药物预防研究，发现了众多的预防实验性动脉再狭窄的药物，但用于临床均未能降 低再狭窄率。冠脉内支架虽然可预防弹性回缩而降低再狭窄率，但因不能阻止血管平滑肌细 胞(VSMC)增生等重要病理进程，再狭窄仍可发生。血管内皮生长因子(vascular endothelia l growth factor;VEGF)是近几年来发现的一种具有血管内皮细胞特异性的促分裂剂，早些 研究主要侧重于它对缺血区侧枝循环形成的作用。新近研究发现，VEGF能促进实验性动脉成 形术及支架植入后血管内皮细胞迅速再生，使血栓形成减小，并由于阻断了VSMC增生等的启 动环节，使新生内膜厚度和管腔狭窄程度减轻，为再狭窄的防治带来了新的希望。

1VEGF概述

VEGF是一种糖蛋白，分子量约45 kDa，为同型二聚体，其断裂基因通过不同的剪接方式形成 五种亚型：VEGF₁₂₁、VEGF₁₄₅、VEGF₁₆₅、VEGF₁₈₉和VEGF_{20 6}，其中VEGF₁₆₅为主要的生物活性形式^［2，3］。VEGF能增加小血管壁的通 透性，因此又称为血管通透因子(VPF)。VEGF以旁分泌和自分泌方式，通过三种具有酪氨酸 激酶活性的受体Flt-1、Flk-1/KDR和Flt-4^［4-7］，特异性地作用于靶细胞—— 血管 内皮细胞，促进其有丝分裂，在体外能促进血管生成^［8，9］，在动物体内能迅速有 效地 促进缺血区侧枝循环的建立^［10-15］，编码VEGF的真核表达载体已被FDA批准试用 于 临床治疗缺血性外周血管病，初步证实有效^［16-18］，有望取代部分血管成形和搭 桥，因此又称为分子搭桥。

2血管内皮细胞与再狭窄

大量研究认为，再狭窄是动脉损伤后的愈合反应，是一个复杂的生物学过程，有血管弹性回 缩、血小板沉积、血栓形成、炎症反应、基质沉积、血管重塑、VSMC过度增殖和凋亡减少等 多种因素 参与，其中内皮细胞损伤是再狭窄的始动因素^{［1，19-21］}。以往的预防研究大多 只 针对VSMC增殖和局部凝血两个环节，但均未能获得理想的效果，说明尚未扼制再狭窄形成的 关键环节。

血管内皮细胞(VEC)覆盖在血管内膜表面，具有极强的修复和再生能力，是血液和组织之间 的天然屏障和物质交换的通道，是维持血管完整性和正常血液流动，防止炎性细胞侵入和有 害物质透入的重要条件。VEC的代谢十分活跃，可以清除5-羟色胺(5-HT)、儿茶酚胺、乙 酰 胆碱(ACh)和激肽等活性物质。此外，VEC还是人体最大的旁分泌器官，可合成和分泌数十种 生物活性物质，达到调节血管的舒缩状态；防止血小板粘附和血栓形成；调节VSMC的生长、 增殖和移行。这些生物活性物质包括血管活性物质、生长因子、细胞因子和趋化因子。血管 活性物质主要有内皮源性舒张因子(EDRF)即一氧化氮(NO)、内皮素(ET)、前列环素(PGI₂) 、 血栓素A₂(TXA₂)和血管紧张素。其中NO和PGI₂，具有扩张血管，抑制血小板聚集，抑 制细胞包括VSMC增殖的作用，而ET、TXA₂和血管紧张素相反，具有收缩血管，促进血小板 聚集，促细胞增殖的作用^［22］。在正常情况下，内皮舒张因子和收缩因子处于平衡 状态，但以舒张因子占优势，使血管保持一定的舒缩状态。许多血管活性物质对血管的作用 都依赖于内皮细胞的存在。如血管加压素和凝血酶等引起血管收缩反应可能是通过内皮细胞 合成和释放ET所引起的，而一些血管舒张因子如ACh、缓激肽、5-HT和P物质等可能是通过 内皮 细胞释放NO来实现的。因此，内皮细胞可作为多种血管活性物质的中介来调节血管的舒缩反 应；另外，内皮细胞的分泌是双向性的。一方面，它所分泌的PGI₂、NO和t-PA等可以进 入 血管管腔，抑制血小板粘附和聚集；另一方面，它产生的胶原、纤维粘连素和促凝血物质多 沉积于基底膜上，不到达管腔，以避免与血小板接触，防止血小板聚集。生长因子在细胞增 殖的调控中起重要作用。现已证明，各种细胞需要多种生长因子的存在，才能保证其最合适 的增殖状态，各种生长因子也可以在细胞周期的不同时期起作用。VSMC是一种高度特化的细 胞，分为收缩型和合成型两种表型。在胚胎期或新生动物，VSMC处于“合成状态”，细胞可 以分裂、增殖，并有迁移性，但细胞内收缩蛋白和肌纤维成分少，收缩功能差。在成年动物 ，生理状态下VSMC处于“收缩状态”，收缩功能好，但细胞不再增殖、分化和迁移。但在病 理情况下，在各种刺激因素和生长因子的作用下，VSMC可由分化状态转变为去分化状态，由 “收缩型”转为“合成型”，从中膜向内膜下迁移，并在内膜下大量增殖。相关的生长因子 包括血小板源性生长因子(PDGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)、转化生长因子(TGF)、表皮生 长因子(EGF)和胰岛素样生长因子(IGF)^［23］。细胞因子是一类调节细胞多种功能的 活性多肽类物质，主要促进炎性细胞浸润和生长因子的合成与释放，调节VSMC的生长和分化 。趋化因子是一组具有趋化作用，能吸引免疫细胞到免疫应答局部参与免疫调节和免疫病理 反应的因子，它们参与血管损伤后局部炎症和修复反应。当VEC损伤后，上述各种生物活性 物质之间的平衡被打破，众多的血管活性物质、细胞因子、生长因子和趋化因子在血管损伤 反应上，在时间和空间上相互配合，形成一个网络调节系统。一方面，内皮收缩因子如ET、 5-HT、儿茶酚胺和血管紧张素释放增加，导致一些内皮细胞依赖性血管舒张物质如ACh的作 用明显减弱甚至引起血管收缩，相反一些内皮细胞依赖性缩血管物质如血管加压素的作用增 强，诱发血管收缩；另一方面，由于内皮细胞受损，基底膜暴露，胶原、纤维粘连素和促凝 血物质释放入血液，TXA₂/PGI₂升高，诱发血小板粘附和聚集，导致血栓形成；同时多 种细胞因子、生长因子和趋化因子分泌增加，促进炎性细胞浸润及VSMC增殖和移行；另外由 于内皮细胞屏障保护功能的降低，有利于炎性细胞的侵入和有害物质的透入，可以诱发局部 病毒感染，进而启动和引起一系列血管损伤和修复反应。PTCA术中球囊机械性扩张挤压斑块 ，使狭窄的管腔扩大，则必然造成VEC损伤而成为术后再狭窄的始动因素。因此，促进PTCA 术后内皮细胞的迅速修复是防止再狭窄的一个关键。

3VEGF预防再狭窄的机理

VEGF能高效、特异地促进内皮细胞分裂和增殖，抑制多种因素导致的内皮细胞凋亡^{［24 ，25］}，增加内皮细胞对超氧化物的耐受性^［26］，使VEC迅速修复并发挥其功能 ：扩张血管，抑制血小板聚集，抗血栓，间接抑制VSMC增殖和移行，防止炎性细胞浸润和有 害物质透入；VEGF还能促进VEC合成和释放NO^{［27，28］}，而NO本身具有扩张血管、 抑制血小板粘附和聚集、抑制白细胞粘附及VSMC增生和移行的作用^{［29，30］}；同时 VEGF还能抑制胶原和纤维粘连素的合成^［24］，促进胶原酶的分泌^［31］，不 利于基质沉积。这些作用干预了再狭窄形成的多个环节，且VEGF不同于其它生长因子，对VS MC和成纤维细胞无直接促增生作用。基于此，VEGF有望在预防PTCA术后再狭窄中发挥重要作 用。

4VEGF预防再狭窄的实验研究

一系列动物实验证实，VEGF及其基因能加速动脉成形术后血管内皮的修复，使血栓形成及血 栓性闭塞减少，并抑制内膜增生。Asahara等^［32］利用球囊损伤大鼠颈动脉，局部 一次性给予VEGF 100μg，2周和4周，与生理盐水对照组比较，VEGF处理组损伤动脉段内膜 面积与中膜面积比值明显降低，新生内皮面积与受损内膜面积之比明显增加 ，其中4周后处理组内皮细胞修复率达95%，而对照组仅为75.6%，电镜扫描发现处理组内膜 线光滑且规则，接近于非损伤的正常颈动脉段，而对照组内膜线不规则，尚可见内膜下组织 暴露，2周后对照组新生内膜增殖细胞核抗原(PCNA)阳性细胞约是处理组的3倍。后来又利用 球囊损伤兔股动脉，并通过水凝胶球囊导管将质粒介导的VEGF基因转导到球囊损伤的局部， 1周、2周和4周后，与对照组比较，VEGF处理组股动脉新生内皮面积占损伤内膜面积的百分 比明显增加，其中4周后处理组新生内皮面积与损伤内膜面积之比达100%，而对照组仅80%； 处理组内膜面积与中膜面积比值明显降低，管腔狭窄程度减轻；血栓形成率及血栓引起的血 管闭塞率明显降低；损伤血管段对ACh和5-HT的应答反应较明显，接近于正常血管段，前者 说明处理组损伤血管段VEC恢复了解剖上的完整性，后三者说明它在功能上也恢复较好。新 生内膜和中膜PCNA阳性细胞处理组峰值低于对照组并且前移，然后迅速回降，而对照组下降 缓慢。处理组的上述改变不仅见于基因转移的局部血管段，对侧非转移的股动脉也获得不同 程度的益处^［33］。Callow等^［34］也得出类似的实验结果。

实验性动脉成形术后同时植入支架，VEGF及其基因能加速支架内皮化，使血栓形成减<