腦出血后免疫炎癥反應(yīng)及相關(guān)臨床研究進(jìn)展

馬陽(yáng)，張萍，唐洲平

腦出血（intracerebral hemorrhage，ICH）是腦卒中第二大類型，致殘率和死亡率高，目前針對(duì)ICH后神經(jīng)功能恢復(fù)的治療非常有限[1]。繼發(fā)性腦損傷在ICH患者的神經(jīng)功能損傷中起著重要作用，其中，免疫炎癥反應(yīng)在ICH后腦水腫及腦損傷的形成過程中扮演重要角色[2,3]。本綜述旨在討論近年來ICH的免疫炎癥機(jī)制的研究進(jìn)展，總結(jié)ICH后的病理生理變化和主要炎癥細(xì)胞及炎癥介質(zhì)在病程中的變化及作用，最后介紹與ICH的免疫炎癥治療相關(guān)藥物的臨床試驗(yàn)進(jìn)展。

1 ICH損傷機(jī)制

ICH后腦損傷主要分為原發(fā)性和繼發(fā)性兩種。原發(fā)性腦損傷主要為血腫的占位效應(yīng)，機(jī)械壓力引起鈣內(nèi)流和興奮性毒性神經(jīng)遞質(zhì)分泌，引起細(xì)胞毒性水腫和壞死。繼發(fā)性腦損傷是由于血液成分進(jìn)入腦組織，和受損的腦細(xì)胞一起引發(fā)了多種有害機(jī)制，導(dǎo)致血腦屏障破壞和血管源性水腫。

繼發(fā)性腦損傷的病理生理過程主要有以下幾方面：首先，ICH后血凝塊和血液釋放大量凝血酶，激活補(bǔ)體途徑及蛋白酶激活受體，引發(fā)細(xì)胞毒性和細(xì)胞裂解。ICH后紅細(xì)胞溶解釋放出大量血紅蛋白和珠蛋白，血紅素加氧酶-1在出血周邊區(qū)域激活的小膠質(zhì)細(xì)胞中高度表達(dá)，可分解血紅素產(chǎn)生膽紅素、一氧化碳和鐵。鐵通過氧化還原反應(yīng)中產(chǎn)生的自由基增加氧化應(yīng)激，引起組織損傷、DNA損傷，血腦屏障破壞和炎癥。而一氧化碳可抑制細(xì)胞呼吸，限制氧的釋放，增加線粒體中的自由基。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型也表明鐵螯合劑--去鐵胺能改善ICH損傷模型的神經(jīng)功能結(jié)局及減輕腦水腫[4]。因此ICH后及時(shí)清除血腫是治療中重要的一環(huán)。其次，ICH后往往伴隨著炎癥指標(biāo)的變化，外周血中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞比率（neutrophil-to-lymphocyte ratio，NLR）與血腫周圍水腫獨(dú)立相關(guān)，NLR與ICH后30 d的死亡率和發(fā)病率也相關(guān)，因此對(duì)預(yù)后有一定的提示作用[5,6]。轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究顯示，ICH和腦缺血具有差異表達(dá)的T細(xì)胞受體和CD36基因、Toll樣受體（Toll-like receptors，TLR）、巨噬細(xì)胞和T輔助細(xì)胞途徑等[7]。此外，ICH后炎癥條件下基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）的激活也可導(dǎo)致血腦屏障破壞，毛細(xì)血管通透性增加和腦水腫形成。

2 ICH后免疫炎癥反應(yīng)

2.1 小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞

ICH后小膠質(zhì)細(xì)胞首先應(yīng)答，ICH的損傷刺激作用于不同的小膠質(zhì)細(xì)胞表面受體，包括TLR和晚期糖基化終產(chǎn)物的受體。小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞活化后分為2個(gè)主要亞型：傳統(tǒng)活化表型即M1和選擇性活化表型即M2。活化的M2小膠質(zhì)細(xì)胞分3種亞型：M2a、M2b和M2。M2a亞型有助于細(xì)胞再生，M2b和M2c亞型參與吞噬和去除組織碎片。確定M1/M2小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的比例可以提示病理生理環(huán)境，M1/M2高意味著高氧化的苛性炎癥環(huán)境，而低M1/M2意味著修復(fù)、再生環(huán)境[8]。小膠質(zhì)細(xì)胞M1樣表型的激活主要發(fā)生在ICH急性期后，對(duì)M2樣小膠質(zhì)細(xì)胞反應(yīng)發(fā)生在亞急性和慢性期，可能有助于吞噬細(xì)胞碎片和血腫清除[9]。推測(cè)ICH的免疫炎癥治療應(yīng)該通過調(diào)節(jié)不同時(shí)期小膠質(zhì)細(xì)胞功能，促進(jìn)組織修復(fù)和功能恢復(fù)。

ICH后小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的活化機(jī)制，大概歸納為以下幾方面[10]。④損傷相關(guān)分子模式分子（damage-associated molecular pattern molecules，DAMPs）：ICH后，血紅素刺激小膠質(zhì)細(xì)胞釋放高遷移 率 族 蛋 白 B1（high mobility group protein，HMGB1），HMGB1可以激活TLR4誘導(dǎo)炎性損傷，也可在ICH晚期激活RAGE促進(jìn)血管生成。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，通過減少血腫周圍HMGB1和激活的小膠質(zhì)細(xì)胞的數(shù)量，可減輕腦水腫和神經(jīng)元凋亡[11]。④TLR：血紅素可通過TLR4增強(qiáng)小膠質(zhì)細(xì)胞活化，隨后誘導(dǎo)NF-κB活化，最終增加ICH后的炎癥細(xì)胞因子表達(dá)和炎性損傷。臨床研究表明，TLR2和TLR4表達(dá)顯著升高與ICH患者的不良結(jié)局相關(guān)[12]。Wang等[13]發(fā)現(xiàn)，ICH后由血紅蛋白誘導(dǎo)的新型TLR2/TLR4異源二聚體引發(fā)了ICH的炎性損傷，增加了TLR2和TLR4的有害作用。④Notch信號(hào)通路：Notch信號(hào)通路參與神經(jīng)炎癥性疾病中小膠質(zhì)細(xì)胞激活和炎癥過程，有動(dòng)物研究證實(shí)Notch-1信號(hào)傳導(dǎo)是ICH誘導(dǎo)的反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞增生的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，在ICH大鼠模型中使用特異性抑制劑阻斷Notch-1信號(hào)傳導(dǎo)，可抑制由ICH引起的星形膠質(zhì)細(xì)胞增殖和膠質(zhì)纖維酸性蛋白水平，改善ICH后神經(jīng)功能[14]。阻斷Notch-1信號(hào)通路可能是ICH的潛在治療策略之一。④炎癥小體：炎癥小體是細(xì)胞內(nèi)先天性免疫應(yīng)答典型的模式識(shí)別受體之一，在調(diào)節(jié)半胱天冬氨酸酶1（caspase-1）活性中起著至關(guān)重要的作用。小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)Nod樣受體（NOD-like receptor，NLR），NLRP3炎癥小體通過釋放白細(xì)胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）及促進(jìn)ICH后中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)來擴(kuò)增炎癥反應(yīng)，在ICH模型小鼠中抑制NLRP3炎癥小體可有效減少ICH后炎癥反應(yīng)[15]。嘌呤能2X7受體（P2X7R）在NLRP3激活的上游，P2X7R的基因沉默可抑制NLRP3炎癥小體活化和IL-1β/IL-18釋放，并顯著減輕腦水腫和神經(jīng)功能缺損[16]。研究證實(shí)，ICH后補(bǔ)體介導(dǎo)的神經(jīng)炎癥依賴于NLRP3的激活且NLRP3是ICH后神經(jīng)炎癥所必需的[17]，抑制NLRP3可以減輕ICH后腦損傷及炎癥[18]。這些發(fā)現(xiàn)均支持炎癥小體在促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生和釋放，以及加劇ICH誘發(fā)的繼發(fā)性腦損傷中的作用。

2.2 淋巴細(xì)胞

ICH患者血腫周圍存在T輔助淋巴細(xì)胞，CD4+T細(xì)胞是ICH后24 h的主要腦浸潤(rùn)白細(xì)胞群，其數(shù)量在第5天達(dá)到頂峰。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞可抑制ICH模型的炎癥損傷[19]，盡管缺乏臨床前證據(jù)，但它可以介導(dǎo)ICH后延遲免疫應(yīng)答，可能是部分通過加強(qiáng)炎癥來氧化微環(huán)境。芬戈莫德是一種鞘氨醇-1-磷酸受體調(diào)節(jié)劑，具有調(diào)節(jié)免疫功能，可有效抑制T細(xì)胞遷移進(jìn)入神經(jīng)中樞系統(tǒng)，減少局部免疫反應(yīng)。已有臨床前實(shí)驗(yàn)表明，芬戈莫德可減輕ICH嚙齒動(dòng)物的腦水腫、神經(jīng)元凋亡和腦萎縮，改善神經(jīng)功能缺損[20]。ICH后B細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞的低滲透率表明在ICH中可能作用不大[21]。

2.3 單核細(xì)胞

單核細(xì)胞在ICH后12 h內(nèi)就已遷入大腦，ICH后第5天數(shù)量達(dá)到頂峰[21]，ICH后單核細(xì)胞趨化蛋白-1及受體CC趨化因子受體2（CCr2）參與單核細(xì)胞向腦的遷移[22]。研究表明，有少量循環(huán)炎性單核細(xì)胞的Ccr2（-/-）小鼠在ICH后較對(duì)照組運(yùn)動(dòng)功能更好[23]。具有野生型中樞神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞和Ccr2（-/-）造血細(xì)胞的嵌合小鼠也顯示運(yùn)動(dòng)功能的早期改善。這表明減少血源性炎癥性單核細(xì)胞有助于急性神經(jīng)功能障礙的恢復(fù)。有2家醫(yī)院前瞻性收集了85例ICH患者的血清樣品，發(fā)現(xiàn)患者24 h時(shí)較高的CCr2水平與1周后的神經(jīng)功能不良結(jié)局獨(dú)立相關(guān)[23]。一項(xiàng)包含115例ICH患者的前瞻性隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，單核細(xì)胞趨化蛋白-1指標(biāo)升高的患者90 d的mRS評(píng)分較差，發(fā)病后24和72 h，人干擾素誘導(dǎo)蛋白10（CXCL10）的升高與較差的90 d mRS評(píng)分獨(dú)立相關(guān)[24]?？傊?，炎癥性單核細(xì)胞在ICH后提示惡化早期神經(jīng)功能缺損，可能為治療靶點(diǎn)。

2.4 中性粒細(xì)胞

中性粒細(xì)胞是腦損傷后首先進(jìn)入大腦的白細(xì)胞群體。膠原酶誘導(dǎo)的小鼠ICH后4 h，在血腫及其周圍就發(fā)現(xiàn)浸潤(rùn)性中性粒細(xì)胞，其數(shù)量在ICH后3～5 d達(dá)到峰值[2]。在它們凋亡后，釋放的分子可能會(huì)進(jìn)一步刺激小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞/巨噬細(xì)胞，加劇神經(jīng)炎癥過程。多形核中性粒細(xì)胞可協(xié)助清除腦卒中的細(xì)胞碎片，加重血腦屏障的降解，引起ICH后繼發(fā)性損傷，腦水腫，再出血和神經(jīng)功能恢復(fù)不良[25]。促炎性N1中性粒細(xì)胞已被證明在腦水腫和神經(jīng)毒性中的作用，而抗炎N2中性粒細(xì)胞可抑制這種過度的免疫反應(yīng)，促進(jìn)神經(jīng)元存活。

2.5 炎性介質(zhì)

與ICH相關(guān)的炎性介質(zhì)很多，包括趨化因子、炎性細(xì)胞因子、轉(zhuǎn)錄因子、補(bǔ)體系統(tǒng)等。在ICH后用TNF-α抗體治療可減少小膠質(zhì)細(xì)胞/巨噬細(xì)胞活化，并減輕腦水腫和改善神經(jīng)功能[26]。研究發(fā)現(xiàn)外周血TNF-α可用于預(yù)測(cè)ICH患者不良預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)[27]。來自嚙齒動(dòng)物模型的數(shù)據(jù)表明IL-27可修飾骨髓中的中性粒細(xì)胞成熟，抑制其產(chǎn)生促炎/細(xì)胞毒性產(chǎn)物，同時(shí)增加其有益的鐵清除分子（包括乳鐵蛋白）的產(chǎn)生，最終減輕腦水腫及血腫，改善神經(jīng)學(xué)評(píng)分結(jié)果[28]。IL-17A則可促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞自噬和小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥，從而降低腦水含量并改善ICH小鼠的神經(jīng)功能[29]。

3 關(guān)于ICH免疫炎癥治療的臨床研究進(jìn)展

3.1 芬戈莫德（Fingolimod，F(xiàn)TY720）

2014年，進(jìn)行了一項(xiàng)以口服芬戈莫德是否安全有效地緩解ICH患者的血腫周圍水腫和神經(jīng)功能缺損的臨床研究。將ICH患者23例隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組（標(biāo)準(zhǔn)ICH治療+芬戈莫德0.5 mg/d，連續(xù)口服3 d，首劑在發(fā)作72 h內(nèi)服用）和對(duì)照組（標(biāo)準(zhǔn)ICH治療），結(jié)果表明與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組患者神經(jīng)功能改善程度較大，血腫周圍水腫較輕，且藥物安全性高[30]。芬戈莫德治療可顯著降低ICH小鼠模型腦的T淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)并促進(jìn)血腦屏障完整性[31]。也有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明在膠原酶誘導(dǎo)的ICH小鼠模型中給予芬戈莫德（ICH后1 h腹腔注射）對(duì)于急性期（ICH后24 h和72 h）的小鼠的死亡率和神經(jīng)功能改善沒有影響[32]。接下來仍需大規(guī)模的臨床研究來驗(yàn)證芬戈莫德治療ICH的效果，如給藥時(shí)間及有效干預(yù)時(shí)間窗等。

3.2 塞來昔布（Celecoxib）

塞來昔布是一種選擇性環(huán)氧合酶2抑制劑，在膠原酶誘導(dǎo)的大鼠ICH模型中，塞來昔布治療可減輕腦水腫、炎癥和血腫周圍細(xì)胞死亡，促進(jìn)功能恢復(fù)[33]。2009年一項(xiàng)回顧性分析納入ICH發(fā)病48 h內(nèi)入院的患者34例，分為治療組（發(fā)作48 h內(nèi)服用塞來昔布，400 mg/d，≥7 d）和對(duì)照組（未服用塞來昔布），發(fā)現(xiàn)塞來昔布治療顯著降低了腦水腫體積且不良事件發(fā)生率無差異，表明塞來昔布可能是安全有效的治療ICH藥物[34]。2013年一項(xiàng)包括了44例患者的多中心試驗(yàn)也表明，ICH急性期給予塞來昔布與減輕腦水腫有關(guān)[35]。后續(xù)仍然需要大型的前瞻性臨床試驗(yàn)來確定塞來昔布能否改善ICH患者的短期與長(zhǎng)期功能結(jié)局。

3.3 米諾環(huán)素（Minocycline）

四環(huán)素類抗生素米諾環(huán)素是一種小膠質(zhì)細(xì)胞活化的抑制劑。米諾環(huán)素可通過降低ICH后的鐵負(fù)荷，減輕鐵誘導(dǎo)的血腦屏障破壞和腦水腫[36]，也可通過抗自噬、抗凋亡來減輕繼發(fā)性腦損傷[37]。最近一項(xiàng)雙盲、隨機(jī)對(duì)照臨床試驗(yàn)評(píng)估了米諾環(huán)素對(duì)于ICH患者的安全性和可行性，共納入20例受試者，結(jié)果顯示米諾環(huán)素治療與第1天至第5天的MMP-9水平的降低相關(guān)，且安全性高[38]。

3.4 羅格列酮（Rosiglitazone）和吡格列酮（Pioglitazone）

PPAR-γ是調(diào)節(jié)CD36表達(dá)的配體依賴性轉(zhuǎn)錄因子，其本身是對(duì)吞噬活性重要的清道夫受體。在ICH小鼠模型中，用PPAR-γ激動(dòng)劑如羅格列酮治療增加了CD36表達(dá)，并促進(jìn)了小膠質(zhì)細(xì)胞和/或吞噬細(xì)胞對(duì)紅細(xì)胞的吞噬作用，對(duì)于血腫吸收有有益作用[39]。PPAR-γ激動(dòng)劑羅格列酮和吡格列酮經(jīng)FDA批準(zhǔn)用于2型糖尿病血糖控制，正在進(jìn)行的II期劑量遞增試驗(yàn)，以評(píng)估吡格列酮用于ICH患者的安全性[40]。

4 結(jié)論及未來方向

炎癥反應(yīng)越來越被認(rèn)為是ICH后繼發(fā)性腦損傷病理生理學(xué)的重要參與者。證據(jù)表明，對(duì)于炎癥和免疫應(yīng)答的靶向治療是一種可行的方法，然而，需要更進(jìn)一步研究ICH后免疫系統(tǒng)的變化及其與大腦的相互作用，來幫助開發(fā)新的免疫干預(yù)手段。未來的研究方向分為2部分：機(jī)制方面要重在闡明各種炎癥細(xì)胞因子隨時(shí)間變化起的具體作用及找到有效調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的方法，使之在ICH后不同階段發(fā)揮相應(yīng)的作用，抑制氧化炎性環(huán)境的同時(shí)促進(jìn)神經(jīng)修復(fù)與再生，改善ICH后神經(jīng)功能結(jié)局；臨床方面需要探索免疫炎癥調(diào)節(jié)的時(shí)機(jī)、患者選擇、劑量調(diào)控及安全性[41]。目前關(guān)于ICH免疫炎癥調(diào)節(jié)的臨床試驗(yàn)還不多，需要一些大型前瞻性試驗(yàn)來確定某些藥物的效果。明確免疫炎癥治療的機(jī)制及方法，對(duì)于ICH治療及預(yù)后具有深遠(yuǎn)的意義。