腦出血與小膠質(zhì)細胞介導(dǎo)的炎癥相關(guān)性

王 新 李明軍 張 坤 崔大勇 鄔 巍 (佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院，黑龍江 佳木斯 54007)

腦出血(ICH)是指源于腦實質(zhì)內(nèi)血管的非創(chuàng)傷性自發(fā)出血，出血也可破入腦室和蛛網(wǎng)膜下腔。占首次腦卒中的10%～15%，30 d病死率為35% ～52%。ICH是由環(huán)境因素、多種致病高危因素和遺傳因素共同作用導(dǎo)致的一類極其復(fù)雜的疾病，血管內(nèi)膜炎性反應(yīng)在發(fā)生發(fā)展過程中起著至關(guān)重要的作用。在發(fā)生ICH時，由于腦結(jié)構(gòu)的破壞，腦組織缺血、缺氧的應(yīng)激刺激，導(dǎo)致神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)功能紊亂，并通過改變下丘腦、垂體功能，促腎上腺皮質(zhì)激素等激素合成和釋放增加，從而使小膠質(zhì)細胞(MG)功能發(fā)生改變。

1 活化的MG的生物學(xué)反應(yīng)

(1)遷移:MG對ICH的生理刺激最早的反應(yīng)之一是遷移到ICH部位。ICH導(dǎo)致趨化因子的釋放，趨化因子刺激MG移到ICH的部位。(2)增殖:MG對ICH的刺激作出反應(yīng)而進入細胞周期。巨噬細胞集落刺激因子(M-CSF)是刺激MG分裂最強的因子，此外，神經(jīng)營養(yǎng)因子是從化的MG分泌出來的，通過旁分泌的模式引起MG分裂。(3)提呈抗原:即啟動適應(yīng)性免疫應(yīng)答?？乖仨毐仨毥?jīng)過抗原提呈細胞吞噬、加工，然后提呈給T細胞。(4)分泌可溶性因子:MG的一個很重要的功能就是發(fā)送信號給其他類型細胞以共同調(diào)節(jié)ICH引起的炎癥反應(yīng)。MG與周圍的細胞和浸潤的白細胞之間交流溝通主要通過以下幾類分子，包括細胞因子、趨化因子、營養(yǎng)因子和介導(dǎo)炎癥的小分子遞質(zhì)，如前列腺素。細胞因子是一類包括白介素(IL)、干擾素和腫瘤壞死因子。

MG分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)中，是神經(jīng)膠質(zhì)細胞的一種，數(shù)量約占神經(jīng)膠質(zhì)細胞總數(shù)的5% ～10%，其體積最小。MG的形態(tài)、免疫顯性和功能與單核/巨噬細胞系相關(guān)，與血源性單核巨噬細胞極為相似，主要功能是維持CNS的穩(wěn)定。MG在腦內(nèi)分布廣泛，海馬、嗅葉和基底神經(jīng)節(jié)處分布較豐富，丘腦、下丘腦次之，腦干和小腦數(shù)量最少。正常狀態(tài)下，MG處于靜息或休眠狀態(tài)，極少有單核吞噬細胞抗原(ED1)和補體受體3(CR3)表達，組織相容性復(fù)合體Ⅱ(MHCⅡ)類抗原表達相對較少，活性低，不具備抗原提呈細胞的功能〔1〕。當(dāng)ICH時，MG迅速活化，活化的MG經(jīng)歷了一個明顯的轉(zhuǎn)型，從靜止的分支樣進入活化的阿米巴樣的形態(tài)，許多的表面分子迅速上調(diào)，包括CD14、MHC，趨化因子受體和其他一些活化標(biāo)記分子。

MG是CNS最主要的免疫活性細胞，被認為是CNS固有細胞中最重要的抗原提呈細胞(APC)〔1〕。在ICH時，MG能夠吞噬血液成分，并且能夠?qū)⑼淌傻难撼煞痔岢山o循環(huán)于CNS和外周之間的T細胞。因此，MG是最可能參與CNS內(nèi)T細胞活化后效應(yīng)功能維持的細胞，這一過程涉及CNS內(nèi)的細胞和T淋巴細胞直接作用的分子機制現(xiàn)在并不確切。

2 ICH后MG的作用

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)MG在ICH后異?；钴S，出血性腦損傷所激發(fā)的MG反應(yīng)極其復(fù)雜，已遠超出了對神經(jīng)元的營養(yǎng)作用和清除變性壞死組織的范圍。出血灶周圍常伴有神經(jīng)元細胞的大量壞死以及凋亡，而這些壞死病灶周圍聚集大量激活的MG，并且可以檢測到其分泌的NO、腫瘤壞死因子(TNF)-α、IL-6等細胞因子，因此其介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)在ICH的疾病進程中的作用逐漸被人們重視。Qureshi等〔2〕的研究表明，12例ICH患者血腫周圍組織標(biāo)本有10例存在細胞凋亡的證據(jù)。發(fā)病后1、2 d和5 d獲得的標(biāo)本中均可觀察到凋亡現(xiàn)象，血腫周圍組織凋亡細胞的平均數(shù)量達38%，而壞死細胞的平均數(shù)僅為25%，提示凋亡是血腫周圍細胞死亡的主要形式。體外實驗發(fā)現(xiàn)，活化的MG中NO的產(chǎn)量增加，細胞內(nèi)誘導(dǎo)型NO合酶增加，與此同時NO介導(dǎo)了線粒體DNA損傷，進而發(fā)生細胞凋亡。MG識別吞噬凋亡細胞主要有復(fù)雜的蛋白受體介導(dǎo)，有研究發(fā)現(xiàn)乳脂小球表皮生長因子Ⅷ(MPG-E8)是介導(dǎo)MG吞噬凋亡細胞的關(guān)鍵因子。損傷細胞或組織的細胞分子與MG膜受體Toll樣受體結(jié)合，啟動IL-1受體相關(guān)激酶和TNF-α相關(guān)因子6磷酸化，活化了信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑〔3〕。還有研究表明，ICH的病人體內(nèi)存在著自身免疫應(yīng)答，所致的組織破壞可能導(dǎo)致髓鞘成分如髓鞘堿基蛋白(MBP)，髓鞘脂質(zhì)蛋白(MPLP)的釋放，這些隱蔽抗原作為自身抗體可能被MG及其他抗原提呈細胞所識別，而引起特異性免疫應(yīng)答。

3 ICH后MG的作用

3.1 有益的方面 MG對血紅素的耐受能力遠超過神經(jīng)元，活化后的MG能迅速上調(diào)MHC的表達，轉(zhuǎn)化為抗原提呈細胞，具有較強的吞噬功能。作為CNS內(nèi)重要的免疫感應(yīng)細胞，MG出了可以分泌炎性因子和某些興奮性氨基酸引起炎性反應(yīng)外，還具有吞噬和清除細胞碎片和難以長期存活細胞的功能。MG釋放一些生物活性物質(zhì)，尤其是它分泌的轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)可支持組織修復(fù)，并可限制組織的損失。MG本身形成的物理支架可以填充神經(jīng)元死亡后留下的空缺區(qū)，為再生軸突的延伸提供提供物質(zhì)幫助〔4〕。MG通過分泌生長因子如堿性成纖維生長因子、神經(jīng)生長因子。TGF-β等來促進損傷較輕的神經(jīng)的恢復(fù)〔5〕。堿性成纖維生長因子對神經(jīng)元、膠質(zhì)細胞和內(nèi)皮細胞均有保護作用，提高堿性成纖維生長因子的水平可明顯降低血腫周圍缺血面積。神經(jīng)生長因子可以促進神經(jīng)生長，起營養(yǎng)作用。TGF-β還能降低細胞內(nèi)Ca2+濃度，維持的平衡，刺激Bcl-2的產(chǎn)生，減少神經(jīng)元的凋亡。

MG對清除腦內(nèi)血紅素的作用:血紅素能夠吸引腦內(nèi)的MG向出血部位浸潤和遷移，聚集的MG能通過吞噬作用清除血腫周圍和血腫內(nèi)的RBC、Hb、血紅素，因此能觀察到大量吞噬RBC和血紅素的胞體膨大的MG〔6〕。但由于CNS缺乏淋巴管道分布，因此，滿載RBC、Hb、血紅素等的吞噬細胞不能經(jīng)淋巴管道順利歸巢到淋巴結(jié)和脾臟，絕大多數(shù)只能長期停留在腦實質(zhì)內(nèi)。MG能有效地消化被吞噬的RBC、Hb、血紅素，并將Hb的珠蛋白分解為氨基酸供自己利用，將血紅素降解為CO、Fe2+和膽紅素。Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+儲存在鐵蛋白內(nèi)，鐵蛋白最終成為鐵血黃素，成為曾經(jīng)出血的見證。原來血腫部位則成為空洞或纖維疤痕，其周圍分布著大量滿載鐵血黃素和類膽紅素的MG。因此，MG把血紅素等吞噬后沒有真正把它們從腦內(nèi)排走，它們把這些無活性的終末代謝產(chǎn)物留在腦內(nèi)。

3.2 有害方面 最近的研究表明，MG活動是腦缺血后神經(jīng)元遲發(fā)性損傷的主要原因〔7〕。MG通過釋放和(或)分泌一系列潛在的神經(jīng)毒性物質(zhì)、炎性因子和酶等導(dǎo)致繼發(fā)性腦損傷。表現(xiàn):①活化MG環(huán)氧化酶2 mRNA和蛋白表達升高，環(huán)氧化酶2催化產(chǎn)生的超氧化物可與NO作用，形成毒性更強的超氧化物ONOO-。②MG通過產(chǎn)生ROS，ROS可導(dǎo)致膜脂質(zhì)過氧化，蛋白質(zhì)氧化，酶失活和DNA損傷〔8〕。以往認為，ICH后的神經(jīng)損傷主要是血腫的機械壓迫、腦水腫及隨后的腦組織壞死，因此，手術(shù)清除血腫、脫水降顱壓是ICH患者的主要治療手段，但療效欠佳〔5〕。有研究提示細胞凋亡在ICH后的神經(jīng)元脫失中有重要的病理生理作用，可以認為細胞凋亡是出血灶周圍腦組織損傷的一個標(biāo)準(zhǔn)。且研究結(jié)果提示MG可能參與了ICH后神經(jīng)細胞DNA損傷的過程，而且主要是凋亡性損傷。ICH誘導(dǎo)的MG活化作用于細胞凋亡的機制不甚明了，推測可能與其釋放的神經(jīng)毒性物質(zhì)和細胞因子 IL-2、TNF、TGF-β等有關(guān)〔8〕。盡管MG反應(yīng)不一定是引起ICH后神經(jīng)細胞凋亡的始動步驟，但可能活化的MG極可能涉及并加速ICH后神經(jīng)細胞DNA損傷的過程。Wang等〔9〕發(fā)現(xiàn)，膠原酶誘導(dǎo)的小鼠ICH組織內(nèi)有大量活化的MG，內(nèi)源性tPA可能通過影響MG的活化過程而促進血腫清除，而應(yīng)用MG抑制因子可明顯縮小繼發(fā)性損傷體積。但干預(yù)治療必須在MG活化的早期，組織處于可逆性損傷階段進行，才能達到目的。

4 展望

過去的研究對MG的特性以及活化的特征的了解主要是來自疾病的動物模型和體外培養(yǎng)。如何利用MG有益的作用而抑制或者減少有害的作用，是值得研究的問題。MG過度活化對CNS可造過多的病理損害，適度抑制其活性，能減少不必要的細胞毒性作用和病理損害。目前很多人認為MG所介導(dǎo)的神經(jīng)毒作用在ICH中所起作用是負面的，因此在治療藥物開發(fā)還是臨床治療策略上，都是一味追求抗炎，或是抑制對MG活化。既然炎癥是誘發(fā)神經(jīng)毒性的原因之一，那么能夠抑制或下調(diào)MG對炎癥信號反應(yīng)的藥物或許能夠幫助治療ICH中神經(jīng)的損傷。其中米諾環(huán)素是這類藥的代表，它能夠抗凋亡和抗炎癥活性。還有研究表明，人參皂苷能夠增加MG的吞噬作用，MG的吞噬作用對基本上對宿主是有益的，因此開發(fā)促進吞噬的藥物是十分有應(yīng)用前景的。ICH后涉及很多細胞的復(fù)雜變化及MG與其他細胞變化的關(guān)系，因此對ICH后MG變化中的關(guān)鍵步驟及阻斷此步驟后損傷的影響仍需進行深入的研究，對改善MG過度活化所致神經(jīng)元損傷具有重要意義。

1 許紹芬.神經(jīng)生物學(xué)〔M〕.上海:復(fù)旦大學(xué)出版社，2004:13.

2 Qureshi AI，Suri MF，Ostrow PT，et al.Apoptosis as a form of cell death in intracerebral hemorrhage〔J〕.Neurosurgery，2003;52(5):1041-7.

3 Beutler B.Innate immunity:an overview〔J〕.Mol Immunol，2004;40(12):845-59.

4 宋廣強，李小剛.小膠質(zhì)細胞和腦出血〔J〕.醫(yī)學(xué)綜述，2008;14(14):123-30.

5 Qureshi AI，Mendelow AD，Hanley DF.Intracerebral haemorrhage〔J〕.Lancet，2009;373(9675):1632-44.

6 Koeppen AH，Dickson AC，Smith J.Heme oxygenase in experimental intracerebral hemorrhage:the benefit of tin-mesoporphyrin〔J〕.J Neuropathol Exp Neurol，2004;63(6):587-97.

7Vilhardt F.Microglia phagocyte and glia cell〔J〕.Int J Biochem Cell Biol，2005;37(1):17-21.

8 Kowianski P，Kanwaacki Z，Dziewiatkowski J，et al.Evolution of microglial and astroglial response during experimental intracerebral haemorrhage in the rat〔J〕.Folia Neuropathol Exp，2002;41(3):123-30.

9 Wang J，Pogove AD，Tsirka AE，et al.Protective role of tuftsin fragment 1-3 in an animal model of intracerebral hemorrhage〔J〕.Ann Neurol，2003;54(5):655-64.