法舒地爾治療腦卒中的研究進(jìn)展*

楊錫彤， 王光明

大理大學(xué)第一附屬醫(yī)院基因檢測(cè)中心(云南大理 671000)

腦卒中(stroke)是一種突發(fā)性腦血液循環(huán)障礙疾病，由于腦血流量供應(yīng)減少，造成腦組織氧和營養(yǎng)物質(zhì)缺乏，最終導(dǎo)致神經(jīng)元細(xì)胞死亡和腦梗死[1]。缺血性腦卒中約占腦卒中的85%以上，在中國所占比例逐年增加，并出現(xiàn)年輕化的趨勢(shì)，成為我國第一位致殘和致死原因[2-3]，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)負(fù)擔(dān)。腦卒中除了高致殘率和高致死率，腦卒中還有高發(fā)病率、高復(fù)發(fā)率以及并發(fā)癥多的特征，因此對(duì)缺血性腦卒中進(jìn)行預(yù)防和治療顯得尤為重要。目前腦卒中的治療方法有限，而臨床上的藥物多為他汀類和阿司匹林，大多數(shù)腦卒中經(jīng)過當(dāng)前的藥物治療神經(jīng)功能不能得到完全恢復(fù)。法舒地爾是Rho相關(guān)激酶(Rho-associated kinase，ROCK)抑制劑，廣泛地用于治療蛛網(wǎng)膜下腔出血導(dǎo)致的腦損傷。法舒地爾在中樞神經(jīng)系統(tǒng)紊亂的動(dòng)物模型中治療帕金森疾病和腦卒中具有積極的效果。法舒地爾能夠改善大鼠和小鼠微栓塞模型的神經(jīng)缺損，法舒地爾使腦缺血組織的損傷得到緩解，從而起到保護(hù)神經(jīng)的作用[4]。

1 ROCK和法舒地爾的分子生物學(xué)特征

Rho激酶是一種參與Rho/ROCK信號(hào)通路的蛋白激酶，能夠磷酸化下游的靶點(diǎn)，包括肌球蛋白輕鏈激酶和肌球蛋白輕鏈磷酸酶，調(diào)控肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架組織和內(nèi)皮屏障功能[5]。

法舒地爾作為一種ROCK抑制劑，可以緩解一系列的神經(jīng)失調(diào)性疾病包括蛛網(wǎng)膜下腔出血、脊髓損傷、腦卒中、帕金森病、神經(jīng)性疼痛以及癲癇[6-7]。除法舒地爾以外，ROCK抑制劑還包括了C3轉(zhuǎn)移酶和Y27632，這兩種抑制劑在體內(nèi)和體外動(dòng)物神經(jīng)損傷模型中的治療效果相似但在臨床上并未使用，法舒地爾是目前臨床上唯一一種用于治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的ROCK抑制劑[8]。

ROCK是Rho下游的效應(yīng)器，是Rho-GTPases的成員之一，屬于Ras超家族。ROCK有兩種類型，ROCK1和ROCK2。ROCK1也稱為ROKα或者p160ROCK，主要在非神經(jīng)系統(tǒng)中表達(dá)，ROCK2也稱為ROKβ或者Rho激酶，主要在神經(jīng)系統(tǒng)中表達(dá)[9-10]。然而，兩者特異性功能調(diào)控在很多細(xì)胞和組織中的作用還是未知的。ROCK1敲除能導(dǎo)致白血球遷移到炎癥組織中的數(shù)量減少[11]，而ROCK2能在腎臟的炎癥和纖維化調(diào)節(jié)中起到重要作用[12]。研究表明，在小鼠的腎臟損傷模型中，只有法舒地爾的用量為30 mg/kg才能夠起到保護(hù)作用，而低劑量的法舒地爾對(duì)腎臟的損傷并無保護(hù)作用，可能是因?yàn)榈蛣┝康姆ㄊ娴貭柌⑽赐耆种芌OCK2的表達(dá)[13]。ROCK參與細(xì)胞黏附、遷移、增殖、細(xì)胞因子活化、炎癥細(xì)胞遷移、平滑肌細(xì)胞收縮和細(xì)胞生長調(diào)節(jié)。此外，ROCK還參與了多種神經(jīng)功能的調(diào)節(jié)，包括軸突再生、抑制神經(jīng)分化和腫瘤細(xì)胞的增殖[14]。

2 法舒地爾與tPA聯(lián)合使用治療腦缺血

腦缺血后組織纖溶酶原激活劑(tissue plasminogen activator，tPA)治療是目前臨床上最常用的溶栓方法，在臨床上得到了廣泛應(yīng)用，tPA能夠改善腦血流，從而減輕腦組織損傷[15]。但是tPA在治療缺血性腦卒中患者時(shí)治療時(shí)間窗較短并且不能夠減輕再灌注損傷，還可能誘發(fā)腦內(nèi)出血，激活基質(zhì)金屬蛋白酶-9(matrix metalloprotein 9，MMP-9)，MMP-9活性增高會(huì)破壞血腦屏障(BBB)的完整性，導(dǎo)致腦出血和腦水腫的發(fā)生，對(duì)神經(jīng)元有不同程度的毒副作用[16-17]。因此針對(duì)缺血性腦卒中的研究將重點(diǎn)關(guān)注減輕缺血損傷和再灌注損傷，以及如何延長治療時(shí)間窗。

目前tPA是獲得FDA批準(zhǔn)的腦卒中的唯一用藥，但tPA的治療具有明顯的局限性：治療的時(shí)間窗較短(必須在中風(fēng)4.5 h內(nèi)服用)，藥物延遲治療容易引起不良反應(yīng)，主要是出血性轉(zhuǎn)化。在急性缺血性腦卒中發(fā)生后，采用法舒地爾治療時(shí)間窗可長達(dá)48 h，比tPA治療時(shí)間窗要長得多。因此有研究將tPA與法舒地爾聯(lián)合應(yīng)用，結(jié)果表明兩者聯(lián)用可延長腦卒中治療的溶栓時(shí)間窗，不僅緩解了tPA因治療延緩而引發(fā)的不良反應(yīng)，同時(shí)也讓神經(jīng)可恢復(fù)性的時(shí)間窗延長，使治療后損傷恢復(fù)和神經(jīng)功能得到改善。法舒地爾在大腦中動(dòng)脈閉塞6 h后用10 mg/kg進(jìn)行治療，靜脈注射治療后經(jīng)18 h再灌注損傷后引起的出血性轉(zhuǎn)化明顯降低，再灌注后7 d能明顯降低腦卒中動(dòng)物的死亡率和改善運(yùn)動(dòng)功能[18]。所以，當(dāng)法舒地爾與tPA聯(lián)用后可以延長治療時(shí)間窗，減少不良反應(yīng)的產(chǎn)生，改善腦卒中導(dǎo)致的神經(jīng)缺損的預(yù)后。

3 法舒地爾可增加腦梗死區(qū)域血流量

某些急性疾病(例如中風(fēng))能引發(fā)其他不良的病理生理反應(yīng)，包括血流動(dòng)力學(xué)障礙、炎癥反應(yīng)、水腫和神經(jīng)細(xì)胞死亡。在腦缺血后，大腦血流量降低，局部出現(xiàn)梗死，導(dǎo)致神經(jīng)損傷。研究表明[19]在腦卒中發(fā)生后6～12 h之間中性粒細(xì)胞的水平增高，其高水平的中性粒細(xì)胞在患者體內(nèi)可維持6～9 d，中性粒細(xì)胞的數(shù)目與腦組織損傷的嚴(yán)重程度及神經(jīng)系統(tǒng)損傷預(yù)后較差有密切聯(lián)系。在腦卒中發(fā)生1周后，患者體內(nèi)的單核細(xì)胞積聚并且持續(xù)數(shù)周左右的時(shí)間。體外的研究表明法舒地爾對(duì)中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞的遷移有抑制作用[15]。Rho激酶被認(rèn)為在血液動(dòng)力學(xué)障礙和炎癥進(jìn)程中起到重要作用。血管收縮，血液黏稠度過高和內(nèi)皮損傷是引起血液動(dòng)力學(xué)功能障礙的主要因素。法舒地爾通過增加局部腦血流改善血液動(dòng)力學(xué)障礙，防止血液的高度黏稠，還能上調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞中內(nèi)皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase，eNOS)的活性[20]。法舒地爾在急性腦卒中的效果可能歸因于通過抑制Rho激酶而降低多種腦部的二次損傷例如炎癥反應(yīng)和血流動(dòng)力學(xué)異常。

近來研究表明法舒地爾和其代謝產(chǎn)物都是ROCK選擇性抑制劑，在腦缺血的狀況下能增加體內(nèi)和體外eNOS的表達(dá)以及NO的產(chǎn)生，并且能增加大腦缺血區(qū)血流量，降低大腦梗死面積，改善腦缺血后神經(jīng)系統(tǒng)的缺血指數(shù)[15]。Baba等[21]通過家兔實(shí)驗(yàn)的研究表明在再灌注2 d內(nèi)通過法舒地爾治療后能夠延長eNOS免疫反應(yīng)，并且再灌注后1～2 d后神經(jīng)功能評(píng)分明顯高于未用法舒地爾治療的對(duì)照組。因此，在腦缺血后通過法舒地爾的治療可以改善側(cè)支循腦血流和微循環(huán)，從而起到神經(jīng)保護(hù)作用。

4 法舒地爾可減輕腦梗死灶周圍組織的炎癥反應(yīng)

腦缺血后可引起一系列的并發(fā)癥如出血性轉(zhuǎn)化、炎癥和腦水腫，而炎癥反應(yīng)的增強(qiáng)可導(dǎo)致缺血后腦梗死面積的增加。激活的中性粒細(xì)胞可以通過自由基、彈性水解酶和細(xì)胞因子加重組織損傷[22]。法舒地爾和其代謝產(chǎn)物在腦缺血后通過抑制中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞浸潤避免腦部發(fā)生炎癥反應(yīng)，抑制中性粒細(xì)胞和血管中O2-的生成。法舒地爾通過抑制浸潤細(xì)胞的遷移從而起到減輕炎癥反應(yīng)保護(hù)神經(jīng)的作用[23]。

法舒地爾介導(dǎo)神經(jīng)保護(hù)的分子機(jī)制包括促炎性細(xì)胞因子[白細(xì)胞介素(IL)-1b、IL-6、干擾素(IFN)-c和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)]降低和抗炎性細(xì)胞因子(IL-4和IL-10)的增多。膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的主要免疫效應(yīng)細(xì)胞，可通過介導(dǎo)促炎性因子例如一氧炎氮(NO)、IL-1b、IL-6和TNF-α激活小膠質(zhì)細(xì)胞從而導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞的死亡。Ding等[24]的實(shí)驗(yàn)表明小鼠腦缺血后分別用生理鹽水和法舒地爾處理，與生理鹽水對(duì)照組相比法舒地爾可抑制IL-1b和TNF-α的產(chǎn)生，而使用法舒地爾治療后IL-10的表達(dá)水平在小鼠中明顯增高。分別用1.5 mg/mL和15 μg/mL的法舒地爾處理小鼠，發(fā)現(xiàn)15 μg/mL的法舒地爾能降低腦組織中膠質(zhì)細(xì)胞釋放促炎性因子IL-1b、IL-6、IFN-c和TNF-α的水平。然而與生理鹽水對(duì)照組相比，在法舒地爾處理后膠質(zhì)細(xì)胞中抗炎細(xì)胞因子IL-10的表達(dá)明顯增高。在缺氧后，在小膠質(zhì)細(xì)胞中使用15 μg/mL濃度的法舒地爾治療能降低低氧誘導(dǎo)促炎性因子IL-1b、IL-6、TNF-α和IFN-c，但是在法舒地爾處理后小膠質(zhì)細(xì)胞IL-10的表達(dá)并未出現(xiàn)明顯變化[24]。

在腦缺血后法舒地爾的治療能夠降低TNF-α、IL-1b和IL-6的產(chǎn)生，因此抑制神經(jīng)炎性的微環(huán)境可能有利于神經(jīng)的保護(hù)。法舒地爾能夠明顯降低促炎因子的生成，減少腦缺血后炎細(xì)胞的浸潤，緩解炎癥反應(yīng)，從而起到神經(jīng)保護(hù)作用。

5 法舒地爾恢復(fù)神經(jīng)損傷

在小鼠腦損傷模型中法舒地爾對(duì)神經(jīng)腦損傷有神經(jīng)保護(hù)作用并且在急性腦梗死中其治療劑量的降低會(huì)導(dǎo)致大腦中動(dòng)脈閉塞，表明法舒地爾可能改善急性缺血性腦卒中患者腦部的缺血性損傷[25]。

臨床雙盲實(shí)驗(yàn)中將生理鹽水作為對(duì)照組，法舒地爾作為實(shí)驗(yàn)組，結(jié)果顯示法舒地爾能夠明顯地降低血管痙攣，從安慰劑組的血管痙攣比例61%到使用法舒地爾后的38%，表明法舒地爾能抑制血管痙攣和改善相關(guān)的腦缺血癥狀[23]。

法舒地爾能夠減小缺血后腦梗死的面積和改善神經(jīng)在大腦中動(dòng)脈閉塞模型中的預(yù)后，法舒地爾還能夠改善神經(jīng)系統(tǒng)的缺陷并且減少大鼠血栓模型中梗死區(qū)域。研究表明法舒地爾在沙鼠的雙側(cè)頸動(dòng)脈閉塞模型中能夠顯著減少CA1神經(jīng)元的丟失[26]。

在小鼠大腦中動(dòng)脈閉塞模型后引起的腦缺血，法舒地爾不僅能夠減少神經(jīng)功能缺損還能夠降低大腦梗死面積，并且在缺血再灌注損傷后能夠增加內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)蛋白質(zhì)表達(dá)的增加以及抑制誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)蛋白質(zhì)的表達(dá)。此外，法舒地爾能夠減弱谷氨酸誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性從而在體內(nèi)和體外起到缺血性神經(jīng)損傷的預(yù)防作用[27]。

6 法舒地爾對(duì)BBB和MMP-9的影響

ROCK抑制劑能夠用于治療缺血性腦卒中患者，在大腦缺血性損傷中ROCK活性會(huì)增加并且通過影響神經(jīng)元、炎癥反應(yīng)、氧化性損傷、內(nèi)皮細(xì)胞損傷參與腦損傷的發(fā)展進(jìn)程[27]。

ROCK通路與血栓溶解、BBB受損有關(guān)，體外星形膠質(zhì)細(xì)胞的結(jié)果表明重組組織型纖維蛋白溶酶原激活劑(recombinant tissue plasminogen activator，rt-PA)通過血纖維蛋白溶酶依賴激活ROCK從而影響B(tài)BB，導(dǎo)致BBB的回縮。rt-PA進(jìn)一步調(diào)控ROCK的活性，當(dāng)血漿纖維蛋白溶酶裂開趨化蛋白增加ROCK的活性和膜突蛋白依賴的緊密連接遭到破壞時(shí)可上調(diào)MMP-2和MMP-9在星形膠質(zhì)細(xì)胞和腦微血管細(xì)胞中的表達(dá)，破壞BBB的完整性。BBB的完整性被破壞，有害物質(zhì)通過BBB進(jìn)入腦組織的量增多，加重了腦損傷，MMP-9的表達(dá)增高能加劇BBB的破壞，促使腦水腫的發(fā)生，影響腦卒中患者的預(yù)后[17]。法舒地爾，作為ROCK非選擇性抑制劑，通過rt-PA和體內(nèi)的纖溶酶保護(hù)BBB完整性，降低MMP-9活性，減少出血性轉(zhuǎn)化，腦卒中體內(nèi)神經(jīng)缺陷和病死率[28]。因此，對(duì)于靶向抑制在急性腦卒中的血栓溶解ROCK通路是較好的選擇，可以保護(hù)大腦免受缺血損傷并且從rt-PA和纖溶酶的中同時(shí)保護(hù)BBB的通透性。

7 展望

綜上所述，缺血性腦卒中患者的生存質(zhì)量受到明顯的影響，而治療腦卒中的方法雖然較多但受益的患者卻較少，這與治療的時(shí)間窗限制有關(guān)。法舒地爾作為ROCK抑制劑，能明顯改善腦缺血后的梗死面積，增加腦梗死區(qū)域的腦血流量，減輕腦梗死灶周圍組織的炎癥反應(yīng)，增加側(cè)支循環(huán)灌注的影響，減輕再灌注對(duì)腦血流量的影響，減少缺血后腦損傷和水腫形成。此外，法舒地爾對(duì)腦缺血后的治療時(shí)間窗較為廣泛，已經(jīng)作為治療缺血性腦卒中的一種有效手段，對(duì)腦卒中患者的生存質(zhì)量和預(yù)后中都起到重要作用。因此，法舒地爾可作為臨床缺血性腦卒中患者保護(hù)神經(jīng)的用藥。