刘军 综述 黄玮 审校

1.柳州市人民医院神经外科，广西 柳州 545006；2.广西医科大学第一附属医院神经外科，广西 南宁 530021

颅内动脉瘤(intracranial aneurysm，IA)是由于颅内动脉内皮层薄弱导致的，以管壁变薄和局限性扩张为特征的获得性脑血管异常疾病。比较常见的部位在颈内动脉、前交通与大脑前动脉的交界处、眼动脉与颈内动脉分叉部位、大脑中动脉的分叉部位[1]。从IA的发生到破裂出血这一过程受到多因素影响，包括了先天遗传和后天因素。虽然相关报道很多，但不同国家和人种的研究结果迥异。因此，易感基因的多态性及人群、人种间差异及其影响因素成为今后研究的重点。为了更深入地研究颅内动脉瘤发生和发展的易感基因、检测技术发展状况，本文对近年来的相关研究进行系统综述。

1 颅内动脉瘤的流行状况

一项颅内动脉瘤的Meta 分析显示，普通人群IA的平均发病率为3%左右[2]。而在年发病率0.9/10万的蛛网膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage，SAH)患者中，85%是由IA破裂引起。若没有获得及时且有效的救治，SAH 的病死率可达到50%，约占脑血管意外病亡事件的5%，即使获得及时治疗，仍然有部分患者面临着再破裂出血的风险。因此，探查IA和其所致SAH的发病因素，开展一级和二级预防尤为关键[3]。然而，目前国内外关于IA影响因素的研究仅处于探索阶段，不同地区和人群差异较大，确切的因素还有待更多的实证研究。

2 不同人群颅内动脉瘤发病的危险因素

不同的人种，IA 的发病率以迥然不同，特别是东西方的差异。一项以北高加索人种为基础的研究结果显示，1.8%的成人可以通过核磁共振筛查发现颅内动脉瘤[4]。而一项来自我国的横断面调查发现，这一比率高达7%[5]。由此可见，相比北高加索人种，中国人的IA发病率更为显著。当然，由于多数血管性疾病的发生具有遗传与环境交互影响，不能排除东、西方经济和文化差异在IA 致病因素中的贡献。荷兰的一项研究显示，吸烟、高血压可让动脉瘤性SAH 发病率增至2倍，而有家族病史者则可增至6倍[6]。芬兰30岁以上IA病例的亲属中1/10检出颅内动脉病变[7]。这些IA 病例呈家族趋向的研究表明，先天因素可能是IA发病最为重要的危险因素。从血流变学的角度分析，血压增高可增强血液对血管壁的剪切力和冲击力，从而刺激形成动脉瘤。从分子生物学角度分析，由于家族特异性基因突变，导致动脉瘤壁中胶原合成量不足，当破坏增加的时候，更容易发生退变，从而打破动脉内壁自身修复的平衡机制。一系列的联动反应，很有可能是解释颅内动脉瘤形成和发展的主要原因。因此，有理由相信IA 易感基因的存在，但不同人群的易感基因可能存在一定的差异。因此，易感基因的多态性及人群、人种间差异将成为下一步研究重点。

3 IA易感基因多态性

随着基因扫描定位和基因克隆技术的逐渐优化,被复制的疾病关联基因序列越来越多。中国和很多生物技术较发达的国家已经可以应用孟德尔遗传病(单基因病)的基因诊断技术有效控制甲型血友病、血红蛋白病等先天性疾病的发病率[8-11]。但是糖尿病、高血压和研究者所关注的IA，其环境诱因和遗传因素在起作用程度各异。某一个易感基因位点或一小段序列结构上的变化不足以引起疾病发生，而有可能是若干易感基位点突变的微小作用的累加效应。然而，对于多基因病的分子诊断，目前还主要依靠疾病的表型，如测定血糖、血压等。人类基因组多态性虽然具有一定的复杂性，但却是多基因病基因诊断的基础。IA 易感基因多态性的分析能够帮助研究者更为全面的了解多基因共同病致病的机理，并有效的对疾病进行诊断、分型和提出个性化治疗方案。由于不同受检人群的易感基因多态性差异比较大，因此需要进行归类分析。目前报道较多的、可重复性高的IA相关基因有Toll 样受体基因、CDKN2B-AS1 基因、MYH11 基因、SMAD3基因、内皮一氧化氮合酶(ENOS)基因。

3.1 Toll 样受体(TLR4)基因多态性 IA 的病理和生理起因与动脉壁的慢性炎性反应关系密切。其中，核素-kappa B(NF-κB)被证明是脑动脉炎性反应和动脉瘤形成和发展的关键中间介质[12]。而TLR4有助于刺激NF-κB 在动脉粥样硬化动脉壁中被激活。日本的一项研究提示，无论是人类还是试验大鼠，TLR4基因表达区域都位于脑动脉瘤壁上的内皮细胞层中，在IA 形成的早期呈现过渡上调的趋势。同时，TLR4 基因的表达也启动了NF-κB 及其炎性反应[13]。北京地坛医院的学者鉴定了11 022 组动脉瘤病例组织与对照组织间的差异甲基化位点，筛选出了包括TLR4 在内的三个基因与IA 发生、发展有较强的相关性，TLR4 基因呈现出了高表达和低甲基化的特性[14]。重庆市的临床研究也表明了TLR4多态性与IA有较强的相关性，主要突变位点为rs11536889[15]。

3.2 CDKN2B-AS1 基因多态性 日本和几个欧洲国家联合实施的全基因组研究(GWAS)和病例对照复制分析制定了一个IA常见突变位点文库[16]。其中的HDAC9、EDNRA、RP1、SOX17、RBBP8 和CDKN2B-AS1基因位点上或附近区域的常见突变与IA 有关。我国湖南省人民医院通过对以上基因进行验证发现，只有CDKN2B-AS1 基因，特别是其rs10757272 上的多态性与IA发病显著相关[17]。这一点说明，该基因的突变在我国人群中识别IA具有一定的意义。

3.3 MYH11 基因多态性 MYH11 基因所表达的是平滑肌细胞中特有的肌球蛋白重链，是平滑肌细胞收缩的主要组成单元。一项关于主动脉夹层和胸主动脉瘤的研究显示，MYH11 和ACTA2 基因之间的交互作用可以调节平滑肌细胞的收缩，这对维持大动脉完整结构起到至关重要的作用[18]。同时，MYH11也在动脉瘤组织中参与了多信号通路的调节，进一步改变炎性反应和细胞骨架，因此，MYH11 多态性可能在动脉瘤的发生发展中起到较为重要的作用[19]。

3.4 SMAD3基因多态性 平滑肌细胞中的转化生长因子β(TGF-β)信号也有助于维持血管结构完整性，减少正常胚胎发育后胸主动脉内、外膜间的相互作用。多项研究证明，SMADs 基因调控蛋白可帮助TGF-β的典型信号通路进行细胞核内基因转录。在SMADs 蛋白中，由SMAD3 基因编码的SMAD3 是调节胶原表达、细胞外基质沉积和纤维化反应的关键蛋白[20]。因此，SMAD3被证实为家族性胸动脉瘤的主要病因[21]，但其对IA的影响有待进一步临床研究。

3.5 ENOS 基因多态性 内皮一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase，ENOS)以L-精氨酸为底物，利用氧生成一氧化氮和L-瓜氨酸，在血管内皮细胞中发挥舒张血管、调节血压、松弛血管平滑肌和抑制内皮细胞增殖的作用。美国和土耳其的研究均发现ENOS 的多态性与SAH 是有关的[22]。可是，在日本和韩国的研究发现，其变异等位基因的分布在破裂组及未破裂组之间没有统计学差异[23]。ENOS基因的多态性与蛛网膜下腔出血后脑血管痉挛的发生有一定的相关性。

4 颅内动脉瘤的分子检测技术进展

高分辨率的基因组识别技术是易感基因探索的先决条件。自1953年Watson和Criek提出脱氧核糖核酸的双螺旋结构模型，到1990年人类基因组计划的正式启动，再到2001年2月科学家宣布完成人类基因组的全部序列图谱，这半个世纪中生命科学检测领域已经取得了质的飞跃。目前用于IA 易感基因检测的方法主要有染色体阵列技术(基因芯片技术)、比较基因组杂交技术和基因测序技术。

4.1 染色体阵列技术 染色体阵列技术也叫基因芯片技术(gene chip)，属于计算机芯片的一种，在生物芯片中应用最为广泛，已经趋于成熟[24]。其技术属分子杂交，通过基因探针和固化在支持物上的cDNA、EST 或寡核苷酸杂交，经洗脱、激光扫描后，运用计算机将所得的信号进行自动化分析。该技术在基因发现，基因组学研究，尤其是在基因表达谱的研究中具有非常重要的价值。

4.2 比较基因组杂交 比较基因组杂交(comparative genomic hybridization，CGH)是将消减杂交、荧光原位杂交相结合，用于检测DNA序列的拷贝数变异并将其定位在染色体上的方法[25]。技术的整体操作性较好，能一次性对相关的备选基因组进行整体测试，能筛查出染色体的微重复、微缺失和非整倍体等变异。但其不足有：(1)于分辨率不高一般只有5～10 Mb；(2)不能检测多倍体DNA；(3)嵌合体能力有限，收到克隆敏感性和空间分辨率制约；(4)常出现临床意义不明的拷贝数变异，无法判断相关因子属于正向影响还是负向影响[26]。

4.3 基因组测序 对于多易感基因检测，基因组测序特别是全基因组测序，由于其囊括了各种可能的突变位点，具有较高的分辨率，可以全面的分析可能存在与疾病先关的多态性片段和位点[27-28]。1977 年Sanger 等科学家发明的双脱氧核苷酸末端终止法和Gilbert等发明的化学降解法，标志着第一代测序技术的诞生。此后经过几十年的发展产生了第二和第三代测序技术技术，逐渐实现了高通量、低成本、长读取长度。全基因组测序虽然分辨率最高，但其费用仍然比较昂贵，且分析繁琐、复杂。相比之下，多重PCR靶向二代测序SNP分型方法相比于形态学、免疫学以及生物化学方法有着明显优势，主要体现在测序通量大、建库方便、测序深度高、特异性强、分辨率高和性价比高等方面。多重PCR靶向二代测序方案，在两端添加的条形码可以一次对上万个样本进行标记，并在单次上样可得全部序列，使得高通量的样本得以快速有效鉴定。在建库过程中，只需几步PCR 反应扩增，纯化后可以直接进行测序，建库方便[29]。在费用上，考虑到PCR的试剂费用以及一部分不当损耗，分摊到每个样本，引物加上反应试剂的费用微不足道。

5 展望

总之，IA的发生是先天易感和后天环境共同参与的结果，通过系统综述发现，亚洲地区和世界其他地区的易感基因位点有一定差异。当然，目前由于病例数较少，基因检测费用较高，还缺乏大样本的证据。探索其确切的发病机制及影响因素还需要基于多中心、大样本的更多的实证研究。可行的基因检测技术已经逐渐更新至二代基因测序技术，多重PCR靶向二代测序方案在这一领域更具优势，但仍需解决检测费用的瓶颈。