原发性肢体淋巴水肿分子机制研究进展

原发性肢体淋巴水肿分子机制研究进展

核电站性四肢水肿是由先天性淋巴管发育障碍引起的对足骨层软组织中的体液积聚，然后是纤维增多、脂质硬化、肌膜增厚和一般四肢增厚的病理状态。因皮肤增厚,表皮过度角化,皮下组织增生,其中包括大量增生的纤维成分,使晚期的肢体病变组织坚硬如象皮,又称为象皮肿。部分病人除肢体增粗外,还常伴有丹毒发作、皮肤赘疣样增生及溃疡等,甚至致残而丧失劳动能力。据国际淋巴学会估计,全世界约有1.4亿人患有各种类型的淋巴水肿,其中4500万人是肢体淋巴水肿,原发性肢体淋巴水肿患者为50万~200万。导致肢体淋巴水肿的发病原因很多,约10%属于先天性淋巴系统缺陷引起的原发性淋巴水肿;其余90%则属于继发性,除晚期丝虫病所致外,其他为局部感染、外伤、肿瘤切除手术后所导致的肢体淋巴水肿。然而研究表明,在原发性和继发性淋巴水肿从病因上其界限并不像传统的分类方法那么明确,如美国的Wrone等在对黑素瘤病人进行淋巴结活检时发现有1.7%以上的病人出现了淋巴水肿,相对于活检这一低创性检查,这些继发性淋巴水肿的出现的确令人怀疑有原发性因素的参与,肢体淋巴水肿的原发性因素越来越受到人们的重视。本文将就原发性淋巴水肿发病机制的最新研究进展作一综述。1.淋巴管内压分布在1998年以前,人们对原发性淋巴水肿发病机制的探讨仅限于病理学研究及病理生理学指标的测定。造影及组织学检查发现有些原发性淋巴水肿病人有淋巴管发育不良、闭锁、中断等现象;而另外一些病人则表现淋巴管数量增加、扩张、窦样变形,淋巴结肥大、纤维化、淋巴淤滞、返流等症状;有些病人还伴有淋巴管壁的变化:平滑肌肥厚增生、内皮下和中膜内层透明样物质沉积、外膜纤维结缔组织增生。Zaugg-Vesti等于1993年成功测定了原发性淋巴水肿病人微淋巴管内的压力,结果发现患病组淋巴管内压力显著高于对照组(P<0.001),患病组及对照组的淋巴管内压力波动幅度均大于3mmHg,推测微淋巴管内高压可能是淋巴水肿形成的决定因素之一。1994年5月,Wen等重复验证了以上结果,并观察到淋巴管内压的两种形式的波动,其一为与呼吸频率同步的小幅波动,在患病组与对照组中无显著差异;其二为一种低频大幅波动,且患病组明显高于对照组(P<0.05)。这一结果支持了以下假说:肢体发生原发性淋巴水肿时大量的淋巴液通过多数小口径、广泛存在的淋巴旁路回流,导致毛细淋巴管高压,同时近端集合淋巴管的收缩增强。这一机制能够解释原发性淋巴水肿患者毛细淋巴管压力低频而大幅的波动。1997年Fischer等测定了原发性淋巴水肿病人毛细淋巴管内的淋巴流速,发现患病组浅表毛细淋巴管初始段内淋巴流速显著高于健康对照组(P<0.05),而静止段流速两组无显著差异,同时观察到浅表毛细淋巴管的明显扩张和节律性返流,且深部集合淋巴管之前的大淋巴管内的淋巴流速显著高于静止段浅表毛细淋巴管(P<0.01),为以下假说提供了依据:浅表淋巴管内的节律性返流源于深部集合淋巴管的收缩,这一联系是通过深浅淋巴管之间不完全开放的连接通道来实现的。此理论再一次为原发性淋巴水肿的病理生理机制提供了重要补充。由此可见,肢体淋巴水肿是由于肢体浅表淋巴管发育不良、闭锁、中断,或数目增加、扩张、变形,并伴管壁和淋巴结的病理性改变,而致淋巴回流障碍,毛细淋巴管扩张,管内压力增加,初始段流速加快,使得大量小口径的旁路淋巴管开放,压力波动幅度增加,并在受阻段出现节律性返流的病理生理过程。2.核电站水肿的分子机制研究2.1肿瘤细胞活检直到1998年12月Ferrell等和Witte等先后发表对遗传性淋巴水肿Milroy氏病多代家系的研究结果,发现该疾病表现出外显率降低的常染色体显性遗传规律,具有遗传异质性,染色体连锁分析发现致病基因位于5号染色体长臂,即5q34-35,血管内皮生长因子C受体(VEGFC-R或FLT4)的基因可通过基因定位图确定为位于该区内,在对FLT4cDNA部分序列分析后作者预测患者体内成熟的VEGFC-R上1126号残基中的亮氨酸会被脯氨酸代替。首次从分子水平揭示了原发性淋巴水肿的致病原因。1999年2月,Evans等在研究了一个患有遗传性淋巴水肿(Milroy′sdisease)的北美四代家系后得到了类似的结果,将致病基因定位于5q35.3,可能的致病基因为CANX、FGFR4、HK3或hnRPH1。同年4月,Mowat等对一名6个月的先天性淋巴水肿男孩行常规细胞遗传学分析后怀疑其5q染色体复制出现问题,遂采用荧光探针原位杂交法复制该染色体,结果发现5q34、35、31处无复制。2000年,Karkkainen和Irrthum等重复上述实验,连锁遗传性淋巴水肿于VEGFC-R3(FLT4)基因位点,编码对淋巴管特异的酪氨酸激酶受体,发现全部患者该等位基因均发生错意突变,阻止了下游基因的活性,阻止了该受体的自体磷酸化,结论认为:VEGFR-3对于维持淋巴管的正常功能至关重要,VEGFR-3相关基因的突变是原发性淋巴水肿的一个原因,从而明确了VEGFR-3与Milroy病的关系。2001年2月,Holberg等在1998年研究成果的基础上,通过多位点基因定位图进一步证实:Milroy病可能为单基因显性遗传,而致病基因的表达还受环境因素及其他遗传因子的制约。2001年10月,Karkkainen等的研究结果表明,他已成功制作了Vegfr3基因灭活突变的淋巴水肿鼠动物模型种系,这些鼠因皮下淋巴管发育不良而致皮下淋巴水肿,但在内脏中却有与NRP-2(Neuropilin)结合的VEGF-C的表达而不发生水肿,进一步表明VEGF-C参与了淋巴水肿的发病机制。他对该鼠模型行病毒介导的VEGF-C基因治疗,鼠体内产生了功能正常的皮下淋巴管,为人类淋巴水肿的基因治疗提供了可能性和依据。综上所述,Milroy淋巴水肿为一种多态性表型的基因连锁的显性遗传病,受多种遗传因子及环境因素的制约,其中最重要的为VEGF-C及其受体的基因,并可能通过基因治疗得到明显改善。2.2不完全外显的隐性遗传:创造一个表型的遗传1999年8月,Mangion等完成了对另一类型的显性遗传性淋巴水肿淋巴水肿-重睫综合征(lymphedema-distichiasis,LD)的基因连锁分析,将致病基因定位于16q24.3,一个长约16cm的区域,可能的致病基因为3型胶原氨基端蛋白酶PCOLN3,金属蛋白水解酶PRSM1,或细胞基质粘附调节子CMAR。2000年1月,Rosbotham等在分析了一个LD大家系的临床特征、静脉功能、淋巴荧光显像图后,证实LD为一种不完全外显的显性遗传病。2000年12月,Fang等在以上研究的基础上发现LD患者位于16q24.3区域内的基因FOXC2(MFH-1)发生了灭活突变一个无意义突变和一个移码突变,而将FOXC2基因敲除的模型鼠表现出心血管、颅面及椎骨畸形,正如LD患者的症状,由此得出:FOXC2功能不全导致LD疾病,FOXC2成为第二个被发现的可能导致遗传性淋巴水肿的基因。2001年5月,Finegold等对86个淋巴水肿家系进行FOXC2基因测序,结果在11个家系中发现了预计的基因突变,然而这些患者的表型并不相同,他们重叠表现出四种淋巴水肿综合征,由此得知FOXC2基因突变是LD综合征的主要原因,同时也是其他几种综合征的原因之一,因而,依据遗传性淋巴水肿的表型分类并不能反映这些患者的基因型。2001年6月,Bell等再次对14个LD家系行突变分析,结果是13个家系的FOXC2基因均有小的插入或缺失,突变点散在分布于整条基因,导致该基因功能不全,这一变化与疾病同步遗传并导致氨基酸变化。总之,LD淋巴水肿为另一种类型的基因连锁且不完全外显的显性遗传病,位于16q2