免疫功能對(duì)促進(jìn)缺血性腦卒中康復(fù)的影響

吳乘帆，蔣敬庭

免疫功能對(duì)促進(jìn)缺血性腦卒中康復(fù)的影響

吳乘帆，蔣敬庭

腦卒中是一種腦血液循環(huán)障礙性疾病，其恢復(fù)是一長(zhǎng)期且復(fù)雜的過(guò)程，目前治療手段有限。但長(zhǎng)期以來(lái)，臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)治療可提高人體免疫水平，促進(jìn)腦卒中后的康復(fù)，有利于卒中后遺癥的恢復(fù)。在免疫學(xué)層面上，B 細(xì)胞免疫活性及表達(dá)水平的提高，有利于保護(hù)中樞神經(jīng)系統(tǒng)，預(yù)防缺血性腦損傷。同時(shí)，B 細(xì)胞表達(dá)的 Toll 樣受體（toll-like receptors，TLRs）與許多神經(jīng)退行性疾病，如阿爾茨海默病（Alzheimer disease，AD）、多發(fā)性硬化（multiple sclerosis，MS）及缺血性腦卒中密切相關(guān)，可調(diào)節(jié)由腦局部缺血引起的神經(jīng)損傷的嚴(yán)重程度。軸突生長(zhǎng)抑制因子在腦卒中康復(fù)中的作用也越來(lái)越受到重視。

1 缺血性腦卒中的發(fā)生

缺血性腦卒中是由腦供血?jiǎng)用}（頸動(dòng)脈和椎動(dòng)脈）狹窄或閉塞、腦供血不足導(dǎo)致的腦組織壞死的總稱(chēng)。有四種類(lèi)型的腦缺血：短暫性腦缺血發(fā)作（TIA）、可逆性神經(jīng)功能障礙（RIND）、進(jìn)展性卒中（SIE）、完全性卒中（CS）。缺血性腦卒中高居人類(lèi)死因的第二位［1］。腦卒中患者不斷增加，且約有三分之二的腦卒中患者會(huì)伴有卒中后殘疾，導(dǎo)致語(yǔ)言和認(rèn)知上出現(xiàn)障礙，缺乏日?；顒?dòng)（ADL）的能力［2-5］。短暫或持久的局灶性腦缺血可引起系列病理生理變化導(dǎo)致腦損害，且隨時(shí)間和缺血程度增加而加重。癥狀可持續(xù) 24 h或更長(zhǎng)，致使大腦功能失調(diào)［6］，甚至導(dǎo)致死亡。如何有效治療腦卒中成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究和臨床試驗(yàn)，逐漸發(fā)現(xiàn)了康復(fù)治療以及免疫學(xué)在腦卒中康復(fù)中的作用。

2 物理治療對(duì)缺血性腦卒中后免疫的影響

大腦中動(dòng)脈阻塞（middle cerebral artery occlusion，MCAO）的小鼠其外周血促炎細(xì)胞因子降低，抗炎細(xì)胞因子升高，表明腦梗死后處于免疫抑制狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)表明，患者腦卒中后處于免疫抑制狀態(tài)，抗菌功能降低，感染的可能性增加［7］。正常條件下，促炎反應(yīng)與抗炎反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，平衡狀態(tài)破壞所引起的免疫異常在腦卒中相關(guān)性感染的發(fā)展進(jìn)程中具有極為重要的作用。

Nave 等［8］對(duì) 215 例亞急性腦卒中患者（出血性和缺血性）實(shí)施 4 周體能訓(xùn)練（有氧代謝訓(xùn)練，一周 5次，50 min/次）或者 4 周放松療程（一周 5 次，50 min/次）。從缺血性腦卒中患者中選出 100 位形成一個(gè)簡(jiǎn)易樣本，接受磁共振成像（MRI）掃描并在體能訓(xùn)練前后分別進(jìn)行抽血。磁共振掃描確認(rèn)腦灌注的參數(shù)，血管大小，微血管密度（Q 值），以此來(lái)評(píng)估大腦新血管形成的程度。通過(guò)驗(yàn)血確定幾項(xiàng)免疫參數(shù)、炎癥指標(biāo)、內(nèi)皮功能和脂肪代謝。研究發(fā)現(xiàn)，亞急性腦卒中患者步行速度有明顯提高，Barthel 指數(shù)（Barthel Index，BI）也有上升。表明物理治療有利于腦卒中的康復(fù)。

物理治療包括運(yùn)動(dòng)療法和物理因子療法，其中運(yùn)動(dòng)療法在腦卒中預(yù)防和治療中的作用明顯［9-10］。手術(shù)后患者長(zhǎng)期臥床，缺乏鍛煉，導(dǎo)致身體機(jī)能下降，機(jī)體免疫水平降低，從而會(huì)引起一系列疾病的發(fā)生和發(fā)展。物理治療對(duì)腦卒中后遺癥運(yùn)動(dòng)缺陷有很大影響［11］，不僅能增強(qiáng)患者體質(zhì)，提高步行能力，而且能促進(jìn)神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的生成，進(jìn)而提高神經(jīng)在行動(dòng)、語(yǔ)言、認(rèn)知系統(tǒng)中的可塑性［12］，有利于一系列腦卒中后遺癥的恢復(fù)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)亦證實(shí)，運(yùn)動(dòng)鍛煉能增加腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、多巴胺的生成以及新神經(jīng)的形成，增強(qiáng)神經(jīng)可塑性并促進(jìn)功能恢復(fù)［13］。重復(fù)一些日常活動(dòng)可以使腦卒中患者 ADL 能力適度提高［14］。

有學(xué)者對(duì)物理治療聯(lián)合阿托伐他汀對(duì)缺血性腦卒中患者血清腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）水平的影響進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)將 50 例急性缺血性卒中患者隨機(jī)分為阿托伐他汀組（單用組，25 例）和早期物理治療聯(lián)合阿托伐他汀組（聯(lián)用組，25 例）。單用組加用阿托伐他汀鈣（20 mg/片，每晚 1 片），聯(lián)用組在單用組基礎(chǔ)上給予早期物理治療。在治療前、治療 2 周和6 周后分別檢測(cè)血清 BDNF 水平，采用美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院卒中量表（National Institutes of Health Stroke Scale，NIHSS）評(píng)定神經(jīng)功能缺損程度，Barthel 指數(shù)評(píng)定日常生活活動(dòng)能力，改良 Rankin 量表（modified Rankin Scale，mRS）評(píng)定殘疾程度。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，早期物理治療與阿托伐他汀聯(lián)合應(yīng)用能更有效地促進(jìn)急性缺血性腦卒中患者的神經(jīng)功能恢復(fù)，其機(jī)制與提高血清 BDNF 水平有關(guān)［15］。

作為細(xì)胞因子的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)素對(duì)免疫功能的調(diào)節(jié)主要通過(guò)兩種途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。其一是通過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)作用于脾臟，脾臟的免疫功能受神經(jīng)系統(tǒng)的嚴(yán)密控制，與支配神經(jīng)纖維的數(shù)量有關(guān)，主要是交感神經(jīng)，而 NGF 和NT-3 的作用對(duì)象正是交感神經(jīng)。免疫應(yīng)答時(shí)，NGF 和 NT-3 通過(guò)神經(jīng)誘生作用起到調(diào)節(jié)免疫的作用。其二，神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)素還可通過(guò)直接作用于免疫系統(tǒng)本身來(lái)調(diào)節(jié)免疫功能。脾內(nèi)免疫細(xì)胞均發(fā)現(xiàn)有活性的 NTS 特異性受體，與 NTS 結(jié)合后可促進(jìn)淋巴細(xì)胞的增殖分化，刺激上調(diào)淋巴細(xì)胞表面的 IL-2 受體的表達(dá)，NTS 還可促進(jìn)肥大細(xì)胞集結(jié)和脫顆粒，增強(qiáng)中性粒細(xì)胞存活、趨化、吞噬作用。

3 免疫細(xì)胞及分子在腦卒中康復(fù)中的作用

3.1 B 細(xì)胞在腦卒中康復(fù)中的作用

B 細(xì)胞是指經(jīng)外周血進(jìn)入脾、淋巴結(jié)，合成抗體，發(fā)揮體液免疫功能。與 T 細(xì)胞在組織內(nèi)分布不同，且在形態(tài)上不易區(qū)別。早期研究認(rèn)為在腦卒中康復(fù)過(guò)程中具有重要作用的是 T 細(xì)胞而非 B 細(xì)胞，因此有關(guān) B 細(xì)胞在腦卒中方面作用的研究較少。但事實(shí)上 B 細(xì)胞的轉(zhuǎn)移抑制 T 細(xì)胞、單核細(xì)胞、嗜中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞滲出至缺血半球，減少梗死體積［16-18］。Stowe 等［19］通過(guò)研究 B 細(xì)胞在腦卒中康復(fù)中的作用發(fā)現(xiàn)，重復(fù)缺氧預(yù)處理（repetitive hypoxic preconditioning，RHP）可在腦卒中發(fā)病前誘導(dǎo)產(chǎn)生一種自然保護(hù)表型，保護(hù)中樞神經(jīng)系統(tǒng)，短暫低氧處理后數(shù)小時(shí)內(nèi)，小鼠外周 B 細(xì)胞數(shù)量顯著升高［20］。

研究結(jié)果表明，RHP 可上調(diào)腦卒中后大腦皮層血管中CXCL13 的表達(dá)。CXCL13 是一種 B 細(xì)胞特異性趨化因子，可通過(guò)高內(nèi)皮靜脈捕獲 B 細(xì)胞和濾泡輔助性 T 細(xì)胞，動(dòng)員兩者進(jìn)入淋巴結(jié)的生發(fā)中心，誘導(dǎo) B 細(xì)胞的活化，產(chǎn)生抗體。RHP 可提高缺血性半球中 B 細(xì)胞的表達(dá)，與對(duì)側(cè)半球中 B 細(xì)胞數(shù)量相當(dāng)。進(jìn)一步提取卒中前小鼠脾 B 細(xì)胞，并微陣列分析與 B-T 細(xì)胞相互作用的有關(guān)基因，結(jié)果表明，與抗原呈遞、B 細(xì)胞分化等相關(guān)的基因表達(dá)均被明顯抑制。在接受 RHP 治療的小鼠中發(fā)現(xiàn)成熟和活化的B 細(xì)胞，卒中時(shí)保護(hù)神經(jīng)和血管的子群表達(dá)提高［21］。B 細(xì)胞對(duì)腦卒中的作用機(jī)制，還有待進(jìn)一步研究（表 1）。

同時(shí)，B 細(xì)胞可表達(dá) TLRs［22］，已發(fā)現(xiàn)其參與炎癥反應(yīng)和局部缺血誘導(dǎo)的神經(jīng)損壞，與 AD、MS 和缺血性腦卒中等多種神經(jīng)退行性疾病密切相關(guān)。腦卒中發(fā)生后，受損腦組織的星形膠質(zhì)細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元都可導(dǎo)致炎性細(xì)胞的激活。Toll 樣受體分泌增加，進(jìn)一步激活下游的 NF-κB和胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶等相關(guān)炎性通路，促進(jìn) IL-4、IL-6、IFN-y、IL-1B 等在腦缺血病灶的浸潤(rùn)；同時(shí)中性粒細(xì)胞、單核-巨嗜細(xì)胞等分泌增多，誘導(dǎo)主要組織相容性復(fù)合體 I（MHC I）類(lèi)分子和主要組織相容性復(fù)合體 II（MHC II）類(lèi)分子的高表達(dá)，從而加重缺血區(qū)的損傷。

使用 TLR4 突變小鼠對(duì)缺血性損傷導(dǎo)致的大腦中動(dòng)脈閉塞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，TLR4 突變與小鼠神經(jīng)行為的改善、水腫的減少和促炎性細(xì)胞因子的分泌水平降低有關(guān)。TLR4 突變可導(dǎo)致 NF-κB 及AKT-GSK3-β 通路無(wú)法被激活，有利于缺血性腦卒中恢復(fù)［23］。Su 等［24］發(fā)現(xiàn)腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子 6（tumor necrosis factor-associated factor 6，TRAF6）基因多態(tài)性與缺血性腦卒中發(fā)病機(jī)制有關(guān)。TRAF6 基因編碼一種蛋白作為 TLR 通路的下游，TLRs 激活炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)并介導(dǎo)腦缺血后炎癥損傷。Caso等［25］發(fā)現(xiàn) TLR4 突變小鼠大腦梗死面積較小，在神經(jīng)和行為測(cè)試中表現(xiàn)更好，且卒中誘導(dǎo)的 IRF-1、誘生型一氧化氮合酶和環(huán)氧酶（COX-2）表達(dá)水平均較低，IFN-β 和脂質(zhì)過(guò)氧化標(biāo)記物丙二醇的活性水平也很低，此外，其還在 TLR4突變小鼠中發(fā)現(xiàn)了可調(diào)節(jié)腦損傷的基質(zhì)金屬蛋白酶-9。Rajbhandari 等［26］發(fā)現(xiàn)無(wú)髓鞘的軸突碎片的 TLR4 依賴(lài)性小膠質(zhì)細(xì)胞促進(jìn)軸突生長(zhǎng)，TLR4 在小膠質(zhì)細(xì)胞軸突碎片清除中起重要作用，促進(jìn)軸突再生。Lehnardt 等［27］發(fā)現(xiàn)，相較于野生型小鼠，TLR2 突變小鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷的可能性較低。在野生型小鼠腦缺血過(guò)程中，TLR2mRNA 表達(dá)上調(diào)。在腦缺血 24 ～ 72 h，浸潤(rùn)性病變的小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá) TLR2 蛋白。Larochelle 等［28］發(fā)現(xiàn)，LPS 和 Pam3CSK4預(yù)處理小膠質(zhì)細(xì)胞組在腦缺血損傷中，TNF、TLR2mRNA表達(dá)上調(diào)。小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的 TLR2 傳播卒中誘導(dǎo)的中樞神經(jīng)損傷。除誘導(dǎo)內(nèi)在神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞生成細(xì)胞因子外，TLRs還可在卒中后促進(jìn)黏附分子的表達(dá)，促進(jìn)淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)到缺血腦區(qū)［29］。這些研究均表明 TLRs 在調(diào)節(jié)由腦局部缺血引起的神經(jīng)損傷中具有重要作用（表 1）。

3.2 DNA 免疫阻斷軸索生長(zhǎng)抑制因子在腦卒中康復(fù)中的作用

阻斷軸突生長(zhǎng)抑制因子，如髓鞘相關(guān)糖蛋白、Nogo-A、Tenascin-R 和少突膠質(zhì)細(xì)胞髓鞘相關(guān)糖蛋白，可在損傷后抑制軸突反應(yīng)性生長(zhǎng)，從而使健側(cè)大腦的神經(jīng)細(xì)胞發(fā)出新的神經(jīng)纖維，有利于卒中的康復(fù)。采用大腦中動(dòng)脈阻斷法構(gòu)建卒中大鼠模型，分別在卒中前或卒中后注射 DNA 疫苗，誘導(dǎo)大鼠產(chǎn)生特異性抗體。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，卒中模型大鼠功能恢復(fù)明顯；形態(tài)學(xué)分析表明，健康側(cè)大腦半球神經(jīng)細(xì)胞發(fā)出新生的神經(jīng)投射，跨越中線(xiàn)到達(dá)損傷側(cè)中腦的去神經(jīng)支配區(qū)。該結(jié)果進(jìn)一步肯定了 DNA 免疫促進(jìn)軸突再生治療方案的可能性［30］（表 1）。

表 1 免疫細(xì)胞及分子在腦卒中康復(fù)中的作用機(jī)制和意義

4 展望

康復(fù)治療和免疫學(xué)的結(jié)合在腦卒中的預(yù)防和治療中有良好的前景，兩者相輔相成，可促進(jìn)卒中康復(fù)。物理治療可改善卒中后的免疫抑制狀態(tài)，改善卒中后遺癥，促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)。B 細(xì)胞保護(hù)中樞神經(jīng)系統(tǒng)，減輕缺血性半球的炎癥，影響卒中的程度和腦梗死面積。Toll 樣受體減少梗死面積，調(diào)節(jié)由腦局部缺血引起的神經(jīng)損傷程度。此外，腦卒中時(shí) B 細(xì)胞及軸索生長(zhǎng)抑制因子對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)保護(hù)的作用機(jī)制，還有待進(jìn)一步研究?？祻?fù)治療和免疫學(xué)結(jié)合的綜合治療手段將為腦卒中康復(fù)提供新策略。

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10.3969/j.issn.1673-713X.2016.05.015

國(guó)家自然科學(xué)基金（81171653）；海外及港澳學(xué)者合作研究基金（31428005）；江蘇省條件建設(shè)與民生科技專(zhuān)項(xiàng)資金（BL2014034）；江蘇省自然科學(xué)基金（BK2011246）

110000 沈陽(yáng)，中國(guó)醫(yī)科大學(xué)臨床二系（吳乘帆）；213003 蘇州大學(xué)附屬第三醫(yī)院腫瘤生物診療中心（蔣敬庭）

蔣敬庭，Email：jiangjingting@suda.edu.cn

2015-12-31