芬戈莫德在腦血管疾病中的炎癥免疫調(diào)節(jié)作用

鄒經(jīng)，占克斌

腦血管疾病是全球致死率、致殘率最高的疾病之一，分為兩種類型：缺血性腦卒中和出血性腦卒中。炎癥反應(yīng)在腦血管疾病的病理生理過程中占主導(dǎo)地位。炎癥反應(yīng)過程包括炎癥細(xì)胞遷移、粘附、浸潤、活化及炎癥因子釋放等。腦血管疾病發(fā)生早期腦實(shí)質(zhì)炎癥反應(yīng)以小膠質(zhì)細(xì)胞激活、白細(xì)胞遷移和淋巴細(xì)胞浸潤為主，隨后病變部位聚集的炎癥細(xì)胞釋放細(xì)胞因子、粘附分子、基質(zhì)金屬蛋白酶、一氧化氮合酶等毒性物質(zhì)，破壞血腦屏障直接損害腦實(shí)質(zhì)導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞水腫、變性、壞死。因此，針對腦血管疾病過程中炎癥的靶向治療是目前臨床和實(shí)驗(yàn)研究的熱點(diǎn)。近幾年芬戈莫德（Fingolimod）被國內(nèi)外諸多實(shí)驗(yàn)研究提出可能改善腦血管疾病發(fā)生后神經(jīng)功能缺損癥狀，它的神經(jīng)保護(hù)作用依賴于自身強(qiáng)大的免疫調(diào)節(jié)功能。本文結(jié)合近幾年相關(guān)研究成果，闡述芬戈莫德在腦血管疾病中的藥理作用及相關(guān)細(xì)胞分子機(jī)制，為腦血管疾病尋找一種全新的、安全的、有效的治療方法。

1 芬戈莫德的藥理作用

20世紀(jì)，從器官移植到免疫排斥機(jī)制的研究過程中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)免疫抑制劑與抗真菌抗生素有密切關(guān)系。1992年，日本科學(xué)家藤田首次從真菌辛克萊棒束（俗稱冬蟲夏草）中分離出芬戈莫德。芬戈莫德是一種鞘氨醇-1-磷酸酯受體調(diào)節(jié)劑，在機(jī)體內(nèi)經(jīng)磷酸化激活后與淋巴細(xì)胞表面的鞘氨醇1磷酸鹽（sphingosine-1-phosphate，S1P）1受體結(jié)合，一方面它能防止新生淋巴細(xì)胞從淋巴結(jié)中流出，另一方面它能使遷徙過程中的淋巴細(xì)胞發(fā)生歸巢現(xiàn)象，甚至誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡從而發(fā)揮免疫抑制作用。

有研究以10例復(fù)發(fā)緩解型多發(fā)性硬化患者為研究對象，以8例健康個體為參考對象，在芬戈莫德治療8周和24周后進(jìn)行18-kD轉(zhuǎn)位蛋白（translocator protein，TSPO）結(jié)合放射性配體和PET成像比較小膠質(zhì)細(xì)胞的活化，發(fā)現(xiàn)芬戈莫德治療減少局部炎性病灶處的小膠質(zhì)細(xì)胞的激活，其機(jī)制可能是通過阻止白細(xì)胞從外圍轉(zhuǎn)移而實(shí)現(xiàn)[1]。在帕金森病藥物治療研究中，芬戈莫德可能與減少帕金森病相關(guān)的蛋白和多巴胺能神經(jīng)元的丟失有關(guān)[2]。同時，芬戈莫德在肌萎縮側(cè)索硬化小鼠中也具有保護(hù)作用，其保護(hù)作用與小膠質(zhì)細(xì)胞激活和先天免疫調(diào)節(jié)有關(guān)[3]。

芬戈莫德可能是治療繼發(fā)性腦外傷的一種新方法，它參與調(diào)節(jié)多種免疫炎癥反應(yīng)，繼發(fā)性腦外傷患者連續(xù)3 d使用芬戈莫德后，可減少多達(dá)20種細(xì)胞因子和趨化因子。同時，芬戈莫德降低了浸潤的T淋巴細(xì)胞和NK細(xì)胞，但增加了調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的比例和損傷后第3天IL-10的濃度。芬戈莫德可明顯減少小膠質(zhì)細(xì)胞的激活，調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞分型，增加M2/M1比值，降低大腦炎性反應(yīng)[4]。在丙戊酸誘發(fā)的大鼠自閉癥模型中，芬戈莫德能治療大鼠的社會缺陷、空間學(xué)習(xí)和記憶障礙，說明芬戈莫德既對神經(jīng)元有直接保護(hù)作用，又間接調(diào)節(jié)炎癥介導(dǎo)的神經(jīng)元損失，具有雙重神經(jīng)保護(hù)機(jī)制[5]。芬戈莫德還被證明在多種體外和體內(nèi)癌癥模型中的有效性，其潛在的抗癌機(jī)制可能是通過抑制一種稱作鞘氨醇激酶1的原癌基因[6]，說明它在癌癥患者中具有潛在的治療作用。

2 芬戈莫德的作用靶點(diǎn)

2.1 T細(xì)胞

T淋巴細(xì)胞（T Lymphocyte）是來源于骨髓的淋巴干細(xì)胞，在胸腺中分化、成熟后再經(jīng)由血液系統(tǒng)及淋巴管道分布到全身各免疫器官中發(fā)揮免疫功能。Chiba等[7]的研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)TY720介導(dǎo)的免疫調(diào)節(jié)的主要機(jī)制是磷酸化的FTY720下調(diào)S1PR受體，抑制胸腺和次級淋巴器官淋巴細(xì)胞的分泌，導(dǎo)致淋巴細(xì)胞減少。芬戈莫德結(jié)合S1P受體具有特異性及靶向性，它不影響T細(xì)胞激活狀態(tài)而是直接通過干預(yù)T細(xì)胞遷移調(diào)控中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥性疾病的進(jìn)程[8]。當(dāng)與淋巴細(xì)胞中的S1P1受體結(jié)合后，會促進(jìn)二級淋巴組織中幼稚和中樞記憶T細(xì)胞的選擇性保留，阻止其向中樞神經(jīng)系統(tǒng)擴(kuò)散。

最新研究表明芬戈莫德抑制人的原代T細(xì)胞中T細(xì)胞受體（T cell receptor，TCR）介導(dǎo)的T細(xì)胞活化，阻礙T細(xì)胞的功能發(fā)揮[9]。芬戈莫德可能抑制人類T細(xì)胞的TCR依賴性和獨(dú)立性激活：一方面，芬戈莫德在進(jìn)入細(xì)胞時被細(xì)胞表面鞘氨醇激酶磷酸化，磷酸化的芬戈莫德與S1PR受體結(jié)合，導(dǎo)致受體內(nèi)化和降解，S1PR受體表達(dá)的缺失抑制淋巴細(xì)胞從淋巴組織中分泌，導(dǎo)致淋巴細(xì)胞減少，外周T細(xì)胞功能喪失。另一方面，TCR與抗原提成細(xì)胞遞呈細(xì)胞表面的肽結(jié)合形成MHC復(fù)合物，啟動近端TCR信號通路激活絡(luò)氨酸激酶等蛋白，并在核易位中激活的核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB等導(dǎo)致T細(xì)胞活化。芬戈莫德能阻止近端TCR信號通路激活和誘發(fā)異常的核易位，抑制T細(xì)胞激活[10,11]。Ntranos等[10]的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了外源性花生四烯酸的應(yīng)用可部分挽救芬戈莫德介導(dǎo)的小鼠脾細(xì)胞對CD8 T細(xì)胞功能的抑制，芬戈莫德抑制T細(xì)胞功能的部分原因是外源性花生四烯酸合成被抑制。另外，芬戈莫德可誘導(dǎo)T細(xì)胞因子1（T-cell factor 1，TCF-1）的表達(dá)，TCF-1通過結(jié)合其啟動子/增強(qiáng)子區(qū)域抑制部分炎癥基因的表達(dá)[11]。

2.2 小膠質(zhì)細(xì)胞

小膠質(zhì)細(xì)胞是膠質(zhì)細(xì)胞的一種，是長期存在于腦與脊髓的免疫細(xì)胞，為中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正常運(yùn)作提供了一個穩(wěn)定的理化環(huán)境。靜息狀態(tài)下，小膠質(zhì)細(xì)胞具有吞飲功能和一定的遷移能力，能通過細(xì)胞突起對周圍的環(huán)境進(jìn)行免疫監(jiān)視；活化的小膠質(zhì)細(xì)胞能分泌多種細(xì)胞因子，起著促進(jìn)細(xì)胞生長、自我修復(fù)等功能，并能像巨噬細(xì)胞般在組織中起清除死亡細(xì)胞和變性物質(zhì)的作用。活化的小膠質(zhì)細(xì)胞具有不同功能的極化分型：M1型和M2型，不同分型在中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷后充當(dāng)既對立又統(tǒng)一的角色。小膠質(zhì)細(xì)胞M1型有促炎、吞噬、組織損害、腫瘤抑制等作用[12]；小膠質(zhì)細(xì)胞M2型有抗炎、免疫調(diào)節(jié)、血管再生、腫瘤促進(jìn)等作用[13]。芬戈莫德介導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞M1型向M2型轉(zhuǎn)化，減輕腦實(shí)質(zhì)炎癥降低神經(jīng)功能缺損[14]。

Das等[15]的實(shí)驗(yàn)提出芬戈莫德對中樞神經(jīng)系統(tǒng)腦細(xì)胞的保護(hù)作用可能是通過調(diào)節(jié)S1P 1受體從而抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的免疫活性完成的。有研究用芬戈莫德、脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）、脂多糖聯(lián)合芬戈莫德分別刺激靜息狀態(tài)下的原發(fā)性小膠質(zhì)細(xì)胞，然后將各組小膠質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行基因表達(dá)譜分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)芬戈莫德可能通過調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子1（signal transducers and activators of transcription 1，STAT1）和干擾素調(diào)節(jié)因子8（interferon regulatory factor 8，IRF8）的啟動子位點(diǎn)來控制重要的炎癥基因靶點(diǎn)，目前對于芬戈莫德作用于小膠質(zhì)細(xì)胞減輕大腦炎癥的機(jī)制研究尚不完善。

2.3 中樞神經(jīng)系統(tǒng)其他細(xì)胞

中樞神經(jīng)系統(tǒng)的其他細(xì)胞，如構(gòu)成功能性血腦屏障的內(nèi)皮細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、構(gòu)成髓鞘的少突膠質(zhì)細(xì)胞等都能被芬戈莫德影響，因?yàn)檫@些細(xì)胞表面都存在S1P受體，當(dāng)芬戈莫德與各細(xì)胞表面S1P受體結(jié)合后，能夠促進(jìn)再分化、神經(jīng)保護(hù)和內(nèi)源性再生過程[16]。中樞神經(jīng)系統(tǒng)中S1P1受體的表達(dá)量高于其他器官如心、肝、脾、肺、腎等。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)，星形膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)S1P1和S1P3受體，少突膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)S1P1和S1P5受體，構(gòu)成血腦屏障的內(nèi)皮細(xì)胞也表達(dá)S1P1受體，故這些在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)表達(dá)的受體都可能是芬戈莫德的治療靶點(diǎn)[8]。

關(guān)于星形膠質(zhì)細(xì)胞，最新研究認(rèn)為磷酸化FTY720（pFTY720）是調(diào)節(jié)星形膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的糖氧剝奪離體腦缺血模型（Oxygen and Glucose Deprivation，OGD）炎癥反應(yīng)的主要活性分子，它能顯著減少腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等促炎細(xì)胞因子保護(hù)星形膠質(zhì)細(xì)胞免受OGD誘導(dǎo)的損傷和炎癥反應(yīng)，這一作用機(jī)制是由于抑制TLR2/4-PI3K-NFκB信號通路[17]，與星形膠質(zhì)細(xì)胞中表面S1P3受體關(guān)系密切。在少突膠質(zhì)細(xì)胞的研究中我們發(fā)現(xiàn)芬戈莫德能通過刺激SHH（Sonic Hedgehog）信號通路促進(jìn)少突膠質(zhì)細(xì)胞的增殖和分化，進(jìn)而促進(jìn)髓鞘再生[18]。另外，芬戈莫德通過阻斷S1P1受體的功能，抑制腦內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子的表達(dá)和抑制內(nèi)皮細(xì)胞中多個信號分子的磷酸化，抑制內(nèi)皮細(xì)胞活化，有效阻斷中樞神經(jīng)系統(tǒng)白細(xì)胞的招募，保護(hù)大腦微環(huán)境[19]。

3 芬戈莫德與腦血管疾病

腦血管疾病是神經(jīng)內(nèi)科的最常見疾病，包括腦缺血和腦出血。腦缺血后，缺血核心區(qū)的細(xì)胞出現(xiàn)功能障礙迅速壞死，在隨后的缺血再灌注過程中發(fā)生氧化應(yīng)激，級聯(lián)放大式炎癥反應(yīng)啟動細(xì)胞凋亡和自噬過程，導(dǎo)致更大范圍的細(xì)胞死亡；腦出血后，血管破裂形成血腫壓迫鄰近腦組織，出血灶周圍形成腦水腫，進(jìn)一步加重腦組織缺血缺氧，損害腦實(shí)質(zhì)導(dǎo)致神經(jīng)功能缺損。芬戈莫德是一種新型免疫抑制劑，在腦血管疾病中發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

3.1 芬戈莫德的神經(jīng)保護(hù)作用

在一項(xiàng)隨機(jī)的、開放的、多中心臨床試驗(yàn)中，納入98例前循環(huán)大血管閉塞急性缺血性腦卒中符合橋聯(lián)治療條件的患者，以缺血半暗帶區(qū)組織搶救指數(shù)作為評估指標(biāo)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)80%橋聯(lián)治療聯(lián)合芬戈莫德的患者比單純橋聯(lián)治療患者的半暗帶組織搶救指數(shù)高出至少15%，證實(shí)此藥物聯(lián)合橋接治療能減輕急性大血管閉塞腦梗死患者的再灌注損傷[20]。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中，以短暫性大腦中動脈閉塞大鼠模型為研究對象，通過對比發(fā)現(xiàn)芬戈莫德能減少造模小鼠梗死面積、神經(jīng)缺損、水腫及死亡細(xì)胞數(shù)目，與芬戈莫德激活S1P1受體相關(guān)，表明芬戈莫德通過發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用減少短暫性大腦中動脈閉塞后神經(jīng)元死亡[21]。另外，在腦白質(zhì)損傷后，芬戈莫德在腦組織低灌注后抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活化、吞噬、減少髓鞘脫失，改善缺血性腦白質(zhì)損傷，減輕小鼠認(rèn)知功能損害[22]，同時，相關(guān)研究報導(dǎo)芬戈莫德聯(lián)合維生素E預(yù)處理對體外模擬腦缺血有協(xié)同神經(jīng)保護(hù)作用[23]。

在一項(xiàng)臨床實(shí)驗(yàn)研究中，研究人員將23例臨床特征、血腫位置、CT顯示血腫大小匹配良好的腦出血患者作為研究對象，結(jié)果發(fā)現(xiàn)芬戈莫德治療組患者循環(huán)CD4+T、CD8+T、NK細(xì)胞數(shù)量較標(biāo)準(zhǔn)組降低，同時芬戈莫德治療組血漿細(xì)胞間粘附分子、基質(zhì)金屬蛋白酶9水平下降，IL-10水平升高，證實(shí)芬戈莫德能降低全身炎癥反應(yīng)、保護(hù)血管通透性、防止血腫周圍水腫的擴(kuò)大[24]。對于小腦幕上原發(fā)性深部腦出血患者，芬戈莫德治療的患者與對照組相比，治療開始后第7天神經(jīng)功能障礙有所減輕，3月后神經(jīng)功能完全恢復(fù)，且腦出血相關(guān)肺部感染較少。研究數(shù)據(jù)提示芬戈莫德治療的患者血腫周圍水腫體積、苯丙氨酸、循環(huán)淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)明顯小于對照組，芬戈莫德預(yù)防腦出血后繼發(fā)性腦損傷的療效值得在后期試驗(yàn)中進(jìn)一步研究[25]。

3.2 芬戈莫德神經(jīng)保護(hù)相關(guān)機(jī)制

芬戈莫德神經(jīng)保護(hù)機(jī)制繁多，其一調(diào)節(jié)S1P1受體引發(fā)淋巴歸巢，促進(jìn)淋巴細(xì)胞在淋巴結(jié)內(nèi)滯留，調(diào)節(jié)免疫功能；其二芬戈莫德結(jié)合S1P1受體表達(dá)下調(diào)激活小膠質(zhì)細(xì)胞，導(dǎo)致腦組織內(nèi)炎癥因子的產(chǎn)生，如TNF-α、IL-1β和IL-6等，同時上調(diào)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子[26]和膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子的微膠質(zhì)生成[27]。其三，保護(hù)血腦屏障，磷酸化的芬戈莫德可下調(diào)構(gòu)成血腦屏障的內(nèi)皮細(xì)胞表面的S1P受體水平，減少S1P介導(dǎo)的化學(xué)趨化作用[28]；其四，抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥細(xì)胞的聚集，顯著減少腦缺血損傷后中性粒細(xì)胞在缺血中心和梗死灶周圍的浸潤及小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的活化；其五，芬戈莫德可能減輕中樞神經(jīng)系統(tǒng)膠質(zhì)細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞及血管內(nèi)皮細(xì)胞等自噬過程；還可能通過非免疫作用減輕腦缺血性損傷。其神經(jīng)保護(hù)作用又涉及復(fù)雜的信號通路。

3.2.1 p38/MAPK信號通路 芬戈莫德具有親脂性，它可通過血腦屏障直接作用于神經(jīng)細(xì)胞。有研究使用興奮毒性神經(jīng)元死亡的體外和體內(nèi)模型檢測芬戈莫德作為神經(jīng)保護(hù)劑的有效性，并檢測芬戈莫德是否對神經(jīng)元產(chǎn)生直接作用，以及是否間接調(diào)節(jié)炎癥介導(dǎo)的神經(jīng)變性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)芬戈莫德在體外能夠降低興奮毒性神經(jīng)元的死亡，芬戈莫德在體內(nèi)重復(fù)給藥可減少海人藻酸（Kainic acid，ka）誘導(dǎo)的大鼠海馬CA3區(qū)病變部位的神經(jīng)變性和小膠質(zhì)細(xì)胞增生。此外，芬戈莫德在脂多糖（Lipopolysaccharides，LPS）活化的小膠質(zhì)細(xì)胞中負(fù)調(diào)控p38/MAPK（絲裂原活化蛋白激酶），而對c-Jun氨基末端激酶1/2（JNK1/2）活化沒有影響[29]。這些均表明芬戈莫德作為一種抗興奮毒素誘導(dǎo)的神經(jīng)元死亡的神經(jīng)保護(hù)劑，以及通過靶向小膠質(zhì)細(xì)胞中的p38/MAPK應(yīng)激信號通路干擾小膠質(zhì)細(xì)胞分型比例，完成神經(jīng)炎癥的負(fù)調(diào)制器的作用。

3.2.2 STAT3信號通路 在慢性腦灌注不足后，芬戈莫德可能是一種潛在的減輕大腦炎癥的藥物，通過使小膠質(zhì)細(xì)胞向M2表型極化傾斜發(fā)揮作用。腦白質(zhì)缺血損傷后脫髓鞘的發(fā)病機(jī)制常伴有小膠質(zhì)細(xì)胞活化。從機(jī)制上講，腦灌注不足可誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞活化，產(chǎn)生相關(guān)的促炎性細(xì)胞因子，啟動小膠質(zhì)細(xì)胞極化向M1表型發(fā)展，而芬戈莫德可減弱小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的腦白質(zhì)缺血后的神經(jīng)炎癥，并通過將小膠質(zhì)細(xì)胞向M2表型極化轉(zhuǎn)變促進(jìn)少突膠質(zhì)細(xì)胞形成。芬戈莫德對小膠質(zhì)M2表型極化的影響在體外通過選擇性信號換能器和對STAT3（信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3）阻滯劑的抑制發(fā)揮作用，說明芬戈莫德激活的小膠質(zhì)細(xì)胞從M1向M2極化狀態(tài)的轉(zhuǎn)化可能是由STAT3信號介導(dǎo)的[22]。

3.2.3 mTOR/p70S6K信號通路 有研究試圖確定S1P通路是否參與神經(jīng)元自噬，在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)芬戈莫德在卒中后第1、3天顯著降低梗死體積，減少神經(jīng)元凋亡，并伴有功能缺損的改善。此外，研究還發(fā)現(xiàn)芬戈莫德可降低缺血性腦卒中后自噬體蛋白、微管相關(guān)蛋白1輕鏈3（light chain 3，LC3-Ⅱ）和Beclin1的誘導(dǎo)，其誘導(dǎo)量呈劑量依賴性。同時，哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）和70-kD核糖體蛋白S6 kinase1（p70S6K）的蛋白水平在芬戈莫德處理動物中也上調(diào)，結(jié)果表明芬戈莫德對S1P信號通路的調(diào)控可能通過mTOR/p70S6K通路有效降低神經(jīng)元自噬，減輕小鼠缺血性腦損傷[30]，芬戈莫德影響自噬的過程中可能同時涉及小膠質(zhì)細(xì)胞表型的轉(zhuǎn)化。

4 問題與展望

腦血管病仍是是神經(jīng)醫(yī)學(xué)界的難題之一，進(jìn)一步深入研究腦血管病的致病因素、病理生理過程及發(fā)病機(jī)制，為腦血管疾病患者的早期防治及預(yù)后改善尋找更好的辦法。芬戈莫德作為一種免疫抑制劑，已通過部分實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)能夠減輕大腦炎癥、促進(jìn)微血管生成、改善大腦微循環(huán)、保護(hù)大腦神經(jīng)功能，可以預(yù)見芬戈莫德將作為一種新型藥物應(yīng)用于腦血管疾病。但目前芬戈莫德對腦血管病的神經(jīng)保護(hù)作用涉及的分子機(jī)制及信號通路研究尚不完善，芬戈莫德應(yīng)用于臨床腦血管病的治療仍缺少高質(zhì)量的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)，仍需對芬戈莫德應(yīng)用于腦血管病的作用機(jī)制及毒副作用開展更為深入的研究，為腦血管疾病尋找更加安全有效的治療方法，為腦血管疾病相關(guān)防治藥物的研制和臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)，為世界腦血管疾病患者帶來福音。