丁苯酞治療急性腦梗死及對血清MMP-9影響的研究進展

曾 玲綜述，滿榮勇審校（南華大學附屬懷化醫(yī)院，湖南懷化418000）

急性腦梗死（ACI）是指由于各種因素導致的腦部血液供應障礙，腦組織缺血缺氧壞死，以致相應神經(jīng)功能缺損的一種疾病。截至2010年，我國腦梗死的年齡標化發(fā)病率超過336/10萬，位列全球第一，其因高發(fā)病率、高致殘率、高病死率已成為重大的公共衛(wèi)生問題[1]。目前，從相關病理環(huán)節(jié)干預ACI的病程日漸得到重視，如神經(jīng)保護劑丁苯酞（NBP）治療ACI?；|(zhì)金屬蛋白酶9（MMP-9）是一種鋅依賴的蛋白水解酶，腦梗死急性期MMP-9的表達明顯增加并參與了血腦屏障破壞、血管源性水腫、缺血再灌注損傷及出血性轉(zhuǎn)化等病理過程。其血清水平與腦梗死面積、神經(jīng)功能缺損程度及溶栓后出血轉(zhuǎn)化等密切相關，可作為ACI的標志物[2]。本研究就NBP注射液治療ACI的研究進展及對血清MMP-9水平的影響進行綜述。

1 NBP治療ACI的依據(jù)

1.1 腦梗死治療現(xiàn)狀 ACI是由于腦部供血血管突然因血流受阻，造成腦組織急性缺血性損傷，引起神經(jīng)功能缺失。當動脈阻塞后，大腦中細胞死亡速度與局部血流量減少的嚴重程度密切相關。腦和血管的成像顯示，側(cè)支血流可以在主要腦動脈閉塞后數(shù)小時內(nèi)維持腦組織代謝[3]，通過維持側(cè)支血流，及時挽救半暗帶的腦細胞是治療腦梗死的公認機制。傳統(tǒng)藥物治療主要是通過降低血小板的聚集性，促進腦部血液的循環(huán)，尤其是超早期溶栓治療，但由于“溶栓時間窗”及患者自身條件的限制，目前，我國僅1.6%的ACI患者能夠得到“時間窗”內(nèi)的溶栓治療[4]。因此，通過藥物改善局部腦循環(huán)，減少神經(jīng)細胞凋亡，減少局部腦組織缺血缺氧及繼發(fā)細胞毒性反應導致的細胞死亡成為治療關鍵因素。

1.2 NBP治療ACI的背景 NBP是中國第3種、神經(jīng)系統(tǒng)第1種化學Ⅰ類新藥，最早由芹菜籽中分離提取，后經(jīng)人工化學合成。其在2005年成為《中國腦血管病防治指南》推薦用藥，2014中國急性缺血性腦卒中診治指南推薦在臨床工作中可個體化應用NBP?；贜BP神經(jīng)及血管保護機制的廣泛研究[5]，證實NBP可通過多種機制減輕腦梗死的損傷，包括改善微循環(huán)、抗血小板聚集、抗炎、抗氧化、抗神經(jīng)細胞凋亡等，其已成為腦梗死急性期治療安全、有效的藥物。朱以誠等[6]的試驗結果顯示，NBP治療組患者的神經(jīng)功能缺損及生活能力評分均較對照組明顯提高。在Ⅳ期臨床試驗中，NBP用于治療缺血性腦卒中的總有效率達73.2%，且安全性高[7]。

1.3 NBP治療ACI的作用機制 NBP主要藥物活性成分為人工合成的消旋體dl-3-正丁基苯酞，可直接通過人體血腦屏障發(fā)揮效應。試驗證明，NBP可阻斷腦缺血損傷的多個病理環(huán)節(jié)，通過多靶點起作用[8-9]。例如，減輕腦水腫，縮小梗死面積，重建腦缺血區(qū)微循環(huán)，保護線粒體，抑制血栓和炎性反應的形成及抑制神經(jīng)細胞凋亡等。NBP通過影響花生四烯酸（AA）代謝，抑制AA及其代謝產(chǎn)物介導的多種病理過程，從而解除微血管痙攣；NBP通過降低細胞內(nèi)鈣水平、保持線粒體Na＋-K＋-ATP酶及復合酶Ⅳ的活性，避免繼發(fā)神經(jīng)元壞死[10]；NBP促進腦梗死后血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）表達，促進新生血管形成[11]；NBP通過提高腦血管內(nèi)皮細胞一氧化氮和前列腺環(huán)素Ⅱ水平，促進軟腦膜血管擴張，增加腦血流，抑制自由基生成并提高抗氧化酶活性，從而改善缺血區(qū)腦灌注[12]；NBP可降低血清MMP-9的水平，進而減輕腦水腫及血腦屏障的損傷[13]。

1.4 NBP的臨床應用及效果評價 NBP目前已廣泛應用于臨床，臨床試驗證實，其對腦梗死療效明顯。劉培堯等[14]對國內(nèi)NBP注射液治療ACI的臨床隨機對照試驗進行系統(tǒng)評價，結果顯示，在ACI的常規(guī)治療方案中加用NBP注射液，可提高臨床療效，改善ACI患者美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表（NIHSS）評分，且能提高治療有效率，降低病死率和致殘率，提示常規(guī)治療加用NBP對ACI具有良好的有效性。然而，由于NBP注射液在臨床上用來治療ACI的時間不長，目前仍以臨床治療觀察報道為主，尚缺乏大型多中心雙盲的研究資料，更多問題有待深入研究和資料積累。

1.5 NBP的主要不良反應 NBP的主要不良反應是肝功能異常，其不良反應主要表現(xiàn)為惡心等胃腸道反應，且存在可逆性，停藥后可恢復正常，未發(fā)現(xiàn)嚴重的不良事件，說明其臨床應用安全性高。王德任等[15]通過多個大型試驗數(shù)據(jù)進行meta分析，發(fā)現(xiàn)不良事件主要是肝功能異常和胃腸道不適，停藥后可恢復至正常。

2 ACI中血清MMP-9水平

2.1 MMP-9的生物學特性 MMP為鋅依賴的蛋白水解酶族，主要控制細胞外基質(zhì)的降解和重塑。其中，MMP-9是MMP的重要成員之一，又稱明膠酶B，是一種Zn2+依賴性蛋白酶，相對分子質(zhì)量為92×103，由N-端的信號肽、前肽結構域、催化結構域、鉸鏈區(qū)及C-端的血紅蛋白結合蛋白樣結構域組成，經(jīng)蛋白水解酶水解后，成為活化的MMP-9，主要降解Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅹ型膠原及眀膠、纖維連接蛋白等[16]，是導致腦微血管結構完整性破壞、血腦屏障結構及功能損傷的重要分子機制之一[17]，在腦梗死的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用，且對腦梗死的病情判斷及預后有重大價值。MMP-9的活性受酶基因表達、酶原激活及抑制劑的調(diào)控，其參與血管新生、細胞增殖、炎性反應及組織損傷修復等多種生理、病理過程；MMP-9通過纖溶酶等水解活化，降解基膜成分，增加血管的損傷從而破壞血腦屏障，引起腦水腫及腦出血轉(zhuǎn)化[18]。

2.2 MMP-9在腦梗死中的作用 MMP-9水平在健康個體中相當穩(wěn)定，正常中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，僅血管內(nèi)皮細胞和小膠質(zhì)細胞低劑量表達MMP-9。而在腦梗死急性期，梗死區(qū)內(nèi)MMP-9水平明顯上升[19]。CHATURVEDI等[20]發(fā)現(xiàn)，其可能機制為在腦梗死區(qū)血管內(nèi)皮細胞和小膠質(zhì)細胞上調(diào)MMP-9的表達；多種細胞如中性粒細胞、平滑肌細胞等也在缺血、缺氧及各種炎性因子的作用下參與MMP-9的表達。活化MMP-9可能通過特異性降解內(nèi)皮細胞的細胞膜及細胞外基質(zhì)成分，參與血腦屏障的破壞、血管源性水腫及出血性轉(zhuǎn)化等過程[21]，且與腦梗死面積[22]、卒中嚴重程度[23]、神經(jīng)功能缺損程度相關[24]，并可作為進展性腔隙性腦梗死的血清學標志物[25]。腦組織梗死區(qū)內(nèi)高表達的MMP-9通過破壞的血腦屏障進入外周循環(huán)。因此，血清MMP-9可作為腦梗死后微循環(huán)破壞的分子標志物，并可作為判斷患者病情嚴重程度及預后的新指標。

JUNG等[26]的研究發(fā)現(xiàn)，血腦屏障的破壞是引起腦缺血再灌注損傷、繼發(fā)腦水腫、腦出血、炎性改變的重要原因，且隨著血腦屏障的破壞，神經(jīng)元死亡和缺血損傷加速[27]。DEMIR等[28]的研究認為，MMP-9是血腦屏障損傷的關鍵點，常被作為評價血腦屏障完整性的檢測指標。動物試驗證明，腦缺血小鼠的MMP-9基因敲除后，梗死體積明顯縮小，血腦屏障破壞程度也明顯減輕[29]。劉旭等[30]的meta分析結果表明，MMP-9基因多態(tài)性與腦梗死的發(fā)病相關，可能是腦梗死發(fā)病的危險因素。上述研究結果均表明，MMP-9有望成為腦血管病治療靶點。

在腦缺血再灌注過程中，MMP具有雙重角色[31]，在腦缺血早期（1～3 d），MMP嚴重破壞血腦屏障，造成神經(jīng)元死亡，該過程能夠被金屬蛋白酶組織抑制劑（TIMP）阻斷；在腦缺血后期（7～14 d），MMP 對血管再生具有促進作用，如MMP-9通過對梗死灶周圍的脂蛋白信號受體調(diào)節(jié)神經(jīng)和血管重構，有利于腦組織的恢復。因此，干預和調(diào)節(jié)MMP/TIMP酶系統(tǒng)的平衡有望為腦梗死帶來新的治療策略。

2.3 血清MMP-9在ACI中的動態(tài)變化 現(xiàn)有臨床研究發(fā)現(xiàn)，血清MMP-9隨病程進展呈先上升后下降直至正常水平的動態(tài)變化趨勢。研究表明，腦梗死患者在入院時血漿MMP-9水平已明顯增高，48 h內(nèi)仍持續(xù)上升，于2～3 d時達到高峰，后開始出現(xiàn)下降趨勢，多于病程10～14 d逐漸降至正常水平，發(fā)病48 h內(nèi)的血清MMP-9水平可能作為腦梗死預后的獨立危險因素[28，32]。魏汝云等[33]的研究表明，腦梗死面積越大，其患者血清MMP-9水平越高，且隨病程呈動態(tài)變化；MMP-9水平越高，預后越差。GIDDAY等[34]通過對大鼠的缺血腦組織進行實驗發(fā)現(xiàn)，4 h后MMP-9水平上升，同時伴血腦屏障通透性的破壞及廣泛的腦組織水腫。上述研究均說明，MMP-9水平在ACI中呈動態(tài)變化，與腦梗死病程、梗死面積及預后密切相關。

基于上述研究結果，作者推測，在腦梗死急性期，早期干預MMP-9的表達可以減少缺血腦組織的損傷，對患者神經(jīng)功能的恢復有一定臨床意義。但是，MMP-9在正常及病理條件下的表達通路、具體機制及臨床干預其表達的藥物（特別是合成的化合物），以及合理干預MMP-9水平的治療措施等有待進一步探討。

2.4 NBP對血清MMP-9水平的影響 紀海茹等[35]實驗表明，NBP組大鼠模型梗死灶周圍皮質(zhì)MMP-9水平明顯低于模型組，提示NBP可減少梗死灶周圍皮質(zhì)MMP-9的表達。NBP組的治療優(yōu)于常規(guī)治療組，具體機制可能如下：NBP通過減少中性粒細胞的數(shù)目及降低氧化應激反應來降低MMP-9的分泌，保護線粒體，從而發(fā)揮其保護腦細胞的作用。關于NBP在腦缺血后期有無升高血清MMP-9水平的作用，目前暫無相關文獻報道及試驗研究。

3 小 結

NBP是一種既能影響腦梗死血流動力學狀態(tài)，又能干預血流動力學變化后組織病理學改變的藥物，其已廣泛用于ACI的治療，并具有良好的療效。研究認為，MMP-9與腦梗死關系密切，參與了腦組織的損傷、血腦屏障的破壞、腦組織的水腫等，對指導臨床治療有重要意義。臨床上有關NBP對ACI患者血清MMP-9水平的影響及其具體作用機制的研究較少，作者從血腦屏障損傷的角度，結合目前研究進展，研究ACI中血清MMP-9水平的變化及作為靶點的治療方法，希望為臨床治療ACI提供新的思路。

[1]樓敏.我國卒中管理進入新時代2015年我國卒中中心建設指南發(fā)布[J].浙江醫(yī)學，2015，37（14）：1185-1186.

[2]RAMOS-FERNANDEZ M，BELLOLIO MF，STEAD LG.Matrix met alloproteinase-9 as a marker for acute ischemic stroke：a systematic review[J].J Stroke Cerebrovasc，2011，20（1）：47.

[3]SHUAIB A，BUTCHER K，MOHAMMAD AA，et al.Collateral blood vessels in acute ischaemic stroke：a potential therapeutic target[J].Lancet Neurol，2011，10（10）：909-921.

[4]WANG Y，LIAO X，ZHAO X，et al.Using recombinant tissue plasminogen activator to treat acute ischemic stroke in China：analysis of the results from the Chinese National Stroke Registry（CNSR）[J].Stroke，2011，42（6）：1658-1664.

[5]LIU CL，LIAO SJ，ZENG JS，et al.Dl-3n-butylphthalide prevents stroke via improvement of cerebral microvessels in RHRSP[J].J Neurol Sci，2007，260（1/2）：106-113.

[6]朱以誠，崔麗英，高山.丁苯酞注射液治療急性腦梗死的多中心，隨機，雙盲雙模擬，對照Ⅲ期臨床試驗[J].中華神經(jīng)科雜志，2014，47（2）：113-118.

[7]陸國慶，吳雪釵，胡婷婷.恩必普[J].中國新藥雜志，2006，15（7）：572-573.

[8]ZHANG L，LU L，CHAN WM，et al.Effects of DL-3-n-butylphthalide on vascular dementia and angiogenesis[J].Neurochem Res，2012，37（5）：911-919.

[9]ZHAOQ，ZHANGC，WANGX，etal.ZJM-289，anitricoxide-releasingderivative of 3-n-butylphthalide，protects against ischemic neuronal injury by attenuating mitochondrial dysfunction and associated cell death[J].Neurochem Int，2012，60（2）：134-144.

[10]蒙冰，任丁，周鳳坤.丁苯酞軟膠囊治療急性腦梗死-40例療效觀察[J].血栓與止血學，2014，20（1）：17-19.

[11]王芳.丁苯酞對急性腦梗死患者血清VEGF影響及臨床療效觀察[J].現(xiàn)代儀器與醫(yī)療，2015，21（2）：42-43.

[12]ZHANG T，JIA W，SUN X.3-n-Butylphthalide（NBP）reduces apoptosis and enhances vascular endothelial growth factor（VEGF）up-regulation in diabetic rats[J].Neurol Res，2010，32（4）：390-396.

[13]趙偉金，付鐘果.丁苯酞注射液對急性腦梗死患者療效及血清基質(zhì)金屬蛋白酶 9 的影響[J].中國醫(yī)藥指南，2016，16（4）：53-54.

[14]劉培堯，袁浩宇.丁苯酞注射液治療急性腦梗死療效及安全性Meta分析[J].中國藥業(yè)，2015，24（24）：88-90.

[15]王德任，劉鳴，吳波，等.丁苯酞治療急性缺血性卒中隨機對照試驗的系統(tǒng)評價[J].中國循證醫(yī)學雜志，2010，10（2）：189-195.

[16]HASHIMOTO T，WEN G，LAWTON MT，et al.Abnormal expression of matrix met alloproteinases and tissue inhibitors of met alloproteinases in brain arteriovenous malformations[J].Stroke，2003，34（4）：925-931.

[17]LAKHAN SE，KIRCHGESSNER A，TEPPER D，et al.Matrix met alloproteinases and blood-brain barrier disruption in acute ischemic stroke[J].Front Neuroendocrinol，2013，4（1）：32-33.

[18]LUCIVERO V，PRONTERA M，MEZZAPESA DM，et al.Different roles of matrix met alloproteinases-2 and-9 after human ischaemic stroke[J].Neurological Sciences，2007，28（4）：165-170.

[19]MORANCHO A，ROSELL A，GARCIA-BONILLA L，et al.Met alloproteinase and stroke infarct size：role for anti-inflammatory treatment[J].Ann N Y Acad Sci，2010，1207（1）：123-133.

[20]CHATURVEDI M，KACZMAREK L.Mmp-9 inhibition：a therapeutic strategy in ischemic stroke[J].Mol Neurobiol，2014，49（1）：563-573.

[21]LI D，SONG J，HUANG H，et al.The roles of MMP-9/TIMP-1 in cerebral edema following experimental acute cerebral infarction in rats[J].Neuroscience Letters，2013，550（1）：168-172.

[22]ULRICH NH，DEHMEL T，WITTSACK HJ，et al.Peripheral blood levels of matrix met alloproteinase-9 predict lesion volume in acute stroke[J].Neurological Sciences，2013，34（3）：379-382.

[23]BARBIERI A，GIULIANI E，CARONE C，et al.Clinical severity of ischemic stroke and neural damage biomarkers in the acute setting：the STROke MArkers（STROMA）study[J].Minerva Anestesiol，2013，79（7）：750-757.

[24]BROUNS R，WAUTERS A.Biochemical markers for blood-brain barrier dysfunction in acute ischemic stroke correlate with evolution and outcome[J].Euro J Neurol，2011，65（1）：23-31.

[25]ANNA R，JOSE AS.A matrix met alloproteinase protein array reveals a strong relation between MMP-9 and MMP-13 with diffusion-weighted imagelesionincreaseinhumanstroke[J].Stroke，2005，36（7）：1415-1420.

[26]JUNG JE，KIM GS，CHEN H，et al.Reperfusion and neurovascular dysfunction in stroke：from basic mechanisms to potential strategies for neuroprotection[J].Mol Neurobiol，2010，41（2/3）：172-179.

[27]FUJIMOTO M，TAKAGI Y，AOKI T，et al.Tissue inhibitor of met alloproteinases protect blood-brain barrier disruption in focal cerebral ischemia[J].J Cereb Blood Flow Metab，2008，28（10）：1674-1685.

[28]DEMIR R，ULVI H，OZEL L，et al.Relationship between plasma met alloproteinase-9 levels and volume and severity of infarct in patients with acute ischemic stroke[J].Acta Neurol Belg，2012，112（4）：351-356.

[29]WU Y，WANG Y，GUO P，et al.A lipoxin A4 analog ameliorates bloodbrain barrier dysfunction and reduces MMP-9 expression in a rat model of focal cerebral ischemia-reperfusion injury[J].J Mol Neurosci，2011，46（3）：483-491.

[30]劉旭，朱瑞霞，張健，等.基質(zhì)金屬蛋白酶-9基因多態(tài)性與腦梗死相關性的 Meta分析[J].解剖學研究，2016，38（3）：182-186.

[31]HOU H，ZHANG G，WANG H，et al.High matrix met alloproteinase-9 expression induces angiogenesis and basement membrane degradation in stroke-prone spontaneously hypertensive rats after cerebral infarction[J].Neural Regen Res，2014，9（11）：1154-1162.

[32]CASTELLANOS M，SOBRINO T，MILLAN M，et al.Serum cellular fibronectin and matrix met alloproteinase-9 as screening biomarkers for the prediction of parenchymal hematoma after thrombolytic therapy in acute ischemic stroke：a multicenter confirmatory study[J].Stroke，2007，38（6）：1855-1859.

[33]魏汝云，王淑貞，宋曉玲，等.急性腦梗死患者血清基質(zhì)金屬蛋白酶9及外周白細胞計數(shù)的變化[J].中華老年心腦血管病雜志，2007，9（1）：39-41.

[34]GIDDAY JM，GASCHE YG，COPIN JC，et al.Leukocyte-derived matrix met alloproteinase-9 mediates blood-brain barrier breakdown and is proinflammatory after transient focal cerebral ischemia[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol，2005，289（2）：H558-568.

[35]紀海茹，孔令偉，孔維，等.丁苯酞預處理對腦缺血再灌注損傷大鼠基質(zhì)金屬蛋白酶-9，基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制因子-1和血腦屏障的影響[J].解剖學雜志，2014，37（5）：639-641.