血栓烷A2與腦血栓相關(guān)性研究*

康 慧 張敬軍

山東第一醫(yī)科大學(xué)(山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院)，山東 泰安 271016

腦卒中是常見病、多發(fā)病，發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，受遺傳及環(huán)境等多種因素的影響，腦卒中每年死亡人數(shù)約為620萬人，約占全球死亡人數(shù)的11%。中國腦卒中死亡率約占全世界的三分之一，中國最常見的腦卒中類型是腦血栓，主要特征是腦組織缺血缺氧，約占腦卒中的69.6%[1-2]。腦血栓形成與血栓烷A2(thromboxane A2，TXA2)密切相關(guān)，是國內(nèi)外研究重點(diǎn)之一，本文探討TXA2與腦血栓的形成及治療的關(guān)系。

1 TXA2的生物合成及功能

1.1 TXA2的生物合成

TXA2是前列腺素(prostaglandin，PG)中活性較強(qiáng)的一類，前列腺素由花生四烯酸(arachidonic acid，AA)在各種酶的催化下合成，AA是一種高級不飽和脂肪酸，是人體的必須脂肪酸之一， AA在人體內(nèi)廣泛分布，在血液及肝臟等器官都能檢測到AA生成，膜磷脂在磷脂酶A2(phospholipase A2，PLA2)催化下生成AA，繼而AA在環(huán)氧合酶(cyclooxygenase,COX)催化下生成前列腺素H2(prostaglandin H2，PGH2)、前列腺素G2(prostaglandin G2，PGG2)。在血小板與巨噬細(xì)胞內(nèi)有血栓烷合成酶，血栓烷合成酶催化PGH2生成TXA2，TXA2半衰期約30 s，迅速水解為血栓烷B2(thromboxane B2，TXB2)。在血管內(nèi)皮與平滑肌細(xì)胞上PGH2在前列環(huán)素合成酶(prostacyclin synthase,PGIS)作用下則生成前列環(huán)素(prostaglandin,PGI2),PGI2半衰期約3 min,快速水解為6-keto-PGF1ɑ。因此，在各項實(shí)驗(yàn)研究中通常采用采用TXB2代表TXA2的含量及分布，6-keto-PGF1ɑ代表PGI2的含量及分布。

TXA2在COX和血栓烷合成酶催化作用下合成。COX是花生四烯酸合成的限速酶，COX廣泛分布于細(xì)胞膜上，COX有3種亞型：COX-1、COX-2和COX-3。COX-1屬于固有酶，在人體內(nèi)各部位組成性表達(dá)，特別是在血小板、粘膜上皮、內(nèi)皮細(xì)胞及胃腸道細(xì)胞中表達(dá)較多，主要發(fā)揮調(diào)節(jié)血管張力、參與血小板生成和聚集、保護(hù)胃腸道黏膜、維持穩(wěn)定的腎臟灌流等作用，使人體組織維持正常生理功能，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，COX-1組成性表達(dá)于神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞[3]。COX-2屬于誘導(dǎo)酶，通常被看作是病理性酶，機(jī)體組織在正常生理情況下表達(dá)很少，在病理狀態(tài)下細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)可產(chǎn)生大量的COX-2，參與氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、誘導(dǎo)神經(jīng)元損傷等過程，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，COX-2廣泛表達(dá)于大腦皮層和海馬[3]。COX-1具有較窄的底物特異性，主要氧化花生四烯酸，COX-2具有更廣泛的底物特異性，與COX-1相比能更有效地氧化多種脂肪酸。COX-1和COX-2的一個功能差異是COX-2能夠有效地氧化花生四烯酸的中間衍生物，如2-花生酰甘油三酯(2-Ag)和阿南達(dá)胺(AEA)[4]。在人類體內(nèi)分離出COX-3，COX-3是COX-1的變異型[5]，COX-3主要分布于大腦和心臟，與人類多種疾病相關(guān)，比如腫瘤、阿爾茨海默病等，研究發(fā)現(xiàn)在腦腫瘤組織中COX-3的表達(dá)明顯高于正常腦組織，而COX-1和COX-2的表達(dá)差異無統(tǒng)計學(xué)意義[6]。在TXA2形成過程中，COX-1起主要作用，COX-2主要在前列環(huán)素的生成中起作用。血栓烷合成酶屬于細(xì)胞色素P450超家族，是一種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜蛋白，最初在血小板中被分離出來，主要在凝血酶原細(xì)胞和單核細(xì)胞前體造血干細(xì)胞、白細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中合成，后來在肺、腎、胃、腸、肝臟等器官也檢測到血栓烷合成酶[7]。

1.2 TXA2生物功能

TXA2與受體特異性結(jié)合后發(fā)揮生物學(xué)作用，血栓烷受體屬于G蛋白偶聯(lián)受體( G-protein-coupled receptor，GPCR)超家族，可與G11、G12、G13、Gq及Gi等多種G蛋白偶聯(lián)。在血小板、內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞等細(xì)胞膜上都能檢測到血栓烷受體表達(dá)，廣泛分布于人體各組織器官中。血栓烷受體是一個進(jìn)行選擇性剪接的基因編碼，產(chǎn)生兩種表型：ɑ型血栓烷受體(TPɑ)與β型血栓烷受體(TPβ)，兩者N-端328個殘基具有相同序列，但在C端尾部序列不同，TPɑ在人胎盤中被分離出來，TPβ在人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞被分離出來，兩者發(fā)揮不同作用[8]。TPɑ和TPβ與不同類別G蛋白偶聯(lián)，TPɑ主要與Gs蛋白家族偶聯(lián)，而TPβ則主要是Gi蛋白家族偶聯(lián)[9]。TPɑ在人體內(nèi)分布廣泛，TPβ僅在體內(nèi)特定組織分布，血小板中兩種亞型的血栓烷受體均有分布，以TPɑ分布為主[10]。

G蛋白偶聯(lián)受體與異源三聚體G蛋白相互作用并啟動多種信號通路，血栓烷受體主要與四種不同的G蛋白偶聯(lián)，其激活后的信號傳導(dǎo)可引發(fā)細(xì)胞和分子水平反應(yīng)，例如細(xì)胞內(nèi)鈣離子測定、細(xì)胞骨架重置、磷酸肌醇代謝、激酶活化、整合素激活和DNA的合成、細(xì)胞的增殖凋亡等[11]。

2 TXA2與腦血栓的發(fā)病機(jī)制

動脈粥樣硬化是腦血栓的重要病因，多種腦血栓危險因素導(dǎo)致動脈粥樣硬化血管內(nèi)皮損傷，在受損的內(nèi)皮上血小板被激活并黏附和聚集導(dǎo)致血栓形成。在生理情況下TXA2與PGI2維持動態(tài)平衡，二者共同維持血小板內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定[12]。TXA2在血小板生成，發(fā)揮收縮血管和促進(jìn)血小板聚集的作用，TXA2與其受體的結(jié)合促進(jìn)腦血栓形成，PGI2在血管內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞產(chǎn)生，具有舒張血管和抑制血小板聚集的作用。TXA2與PGI2失衡在腦血栓的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用。

動脈硬化斑塊破裂導(dǎo)致血管膠原暴露，血小板黏附于膠原表面，被膠原激活后發(fā)生腫脹和變形，隨后釋放血小板ɑ顆粒、致密顆粒，再從顆粒中釋放出TXA2，TXA2與血栓烷受體特異性結(jié)合。研究證實(shí)血小板上主要有Gq、G12和Gi三種G蛋白參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，其中Gq是第一個被發(fā)現(xiàn)與血栓烷受體進(jìn)行功能性和生理性偶聯(lián)的G蛋白，在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中發(fā)揮重要作用。血栓烷受體激活使偶聯(lián)的Gq蛋白分離為ɑ、β、γ三個亞基。Gɑq激活磷脂酶C-β(phospholipase C-β，PLC-β)，磷酯酰肌醇二磷酸(phosphatidylinositol bisphosphate，PIP2)在PLC-β作用下生成兩個第二信使，分別是三磷酸肌醇(inositol triphosphate，IP3)和二酰甘油酯(diacylglycerol，DAG)，在第二信使作用下胞外信號轉(zhuǎn)變?yōu)榘麅?nèi)信號，其中IP3動員細(xì)胞內(nèi)源鈣流入細(xì)胞質(zhì)，使細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度升高，促進(jìn)血小板聚集反應(yīng); DAG增強(qiáng)蛋白激酶C (protein kinase C/calcium dependent protein kinase，PKC)活性，促進(jìn)血小板致密顆粒釋放第二信使類物質(zhì)，如TXA2、5-羥色胺(5-hydroxytryptamine，5-HT)、二磷酸腺苷(adenosine diphosphate，ADP)等進(jìn)一步加強(qiáng)血小板的聚集促進(jìn)血栓形成[13]。

在動脈粥樣硬化斑塊形成過程中，TXA2與受體結(jié)合刺激內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子和單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)在內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)，誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞活化使內(nèi)皮細(xì)胞通透性增高，血腦屏障破壞，大腦內(nèi)環(huán)境失去穩(wěn)定性從而加劇腦血栓形成[14]。TXA2與受體結(jié)合介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)也與氧化應(yīng)激和微血管痙攣有關(guān)，可能促進(jìn)腦組織缺血的發(fā)生及發(fā)展[15]。

在一項研究中在招募了230名腦血栓患者和143名健康對照者的觀察性研究中，提取外周血DNA進(jìn)行基因分型，結(jié)果顯示血栓烷受體 rs768963的C等位基因與腦血栓有關(guān)，血栓烷受體 C795T、T924C和G1686A的基因型與腦血栓無關(guān)[16]。

3 TXA2與腦血栓的治療

3.1 環(huán)氧合酶抑制劑

TXA2主要在血小板經(jīng)環(huán)氧合酶和血栓烷合成酶催化生成，其中COX-1在TXA2生成中起主要作用，COX-2在PGI2生成中起主要作用。

阿司匹林是臨床上經(jīng)典的非選擇性環(huán)氧合酶抑制劑，也是目前使用最廣泛的抗血小板藥物，阿司匹林通過乙酰化COX第529位活性位點(diǎn)上的絲氨酸殘基，使COX-1失去生物活性，TXA2生成量減少，從而阻斷COX-1途徑的血栓形成，并且這一抑制作用是不可逆的[17]。臨床上，阿司匹林廣泛用于腦血栓等疾病二級預(yù)防。研究報道，使用阿司匹林治療后，非致死性腦血栓降低25%，非致死性心肌梗死死亡率降低34%[18]。但是在臨床實(shí)踐中，并非所有患者服用阿司匹林后都能收獲良好治療效果，仍有部分患者規(guī)律服用阿司匹林未能起到預(yù)防血栓形成作用或再次發(fā)生腦血管事件，這種現(xiàn)象稱為“阿司匹林抵抗(aspirin resistance, AR)”，目前AR的原因和機(jī)制尚未闡明，相關(guān)研究推測AR可能與遺傳、環(huán)境、藥物劑量等多因素有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)AR患者有更高的腦血栓事件復(fù)發(fā)率[19]。同時另一項研究表明，AR是中國腦血栓患者死亡率一個有效的預(yù)后指標(biāo)[20]。

新的選擇性環(huán)氧合酶抑制劑，如選擇性COX-1抑制劑吲哚布芬、高選擇性COX-1抑制劑P6和Mofezolac等。吲哚布芬可逆性抑制環(huán)氧合酶，從而減少TXA2生成，大量臨床研究證明，吲哚布芬療效確切，可以降低心腦血管事件的風(fēng)險，不良反應(yīng)發(fā)生率相對較低，但有效性和安全性尚需要進(jìn)一步大樣本多中心的前瞻性研究證實(shí)。Calvello等[21]研究證實(shí)，高選擇性COX-1抑制劑P6和Mofezolac具有控制神經(jīng)炎癥和神經(jīng)保護(hù)作用。

3.2 血栓烷合成酶抑制劑

在TXA2合成過程中，血栓烷合成酶是另一關(guān)鍵酶，催化PGH2生成TXA2，血栓烷合成酶抑制劑特異性抑制血栓烷合成酶從而減少TXA2的生成，從而抑制血小板聚集，同時血栓烷合成酶抑制劑還促進(jìn)PGI2生成，維持TXA2/PGI2在體內(nèi)的動態(tài)平衡預(yù)防血栓形成，擴(kuò)張腦血管，改善微循環(huán)。目前臨床廣泛應(yīng)用治療腦血栓的血栓烷合成酶抑制劑代表藥物是奧扎格雷。臨床研究證實(shí)奧扎格雷聯(lián)合阿司匹林治療腦血栓，能提高療效，同時不增加出血風(fēng)險等不良反應(yīng)。聯(lián)合應(yīng)用奧扎格雷與長春西汀，與單一用藥相比，更能促進(jìn)腦血栓后神經(jīng)功能康復(fù)[22]。Park等[23]研究者通過大鼠模型證實(shí)奧扎格雷不僅對腦血栓有治療作用，而且對一些有血栓形成風(fēng)險的腦血管手術(shù)比如頸動脈內(nèi)膜切除術(shù)、血管內(nèi)成形術(shù)等也有預(yù)防作用。研究人員分別對動脈粥樣硬化性腦血栓患者和腔隙性梗死患者進(jìn)行傾向評分匹配分析，平衡了接受奧扎格雷治療(奧扎格雷組)和未接受奧扎格雷治療(對照組)的患者的基線特征差異，比較奧扎格雷組和對照組出院時的改良Rankin量表評分和入院后出血并發(fā)癥的發(fā)生情況，研究結(jié)果示奧扎格雷并沒有改善動脈粥樣硬化患者或腔隙性梗死患者的功能預(yù)后[24]。其他血栓烷合成酶抑制劑還有Isobogrel、Terbogrel、Furegrelate等，這些藥物臨床應(yīng)用較少，其療效待進(jìn)一步研究證實(shí)。

3.3 血栓烷受體拮抗劑

TXA2與受體結(jié)合后發(fā)揮生物活性，血栓烷受體在在血管生理、止血和病理生理血栓形成中具有重要作用，近年來血栓烷受體拮抗是動脈粥樣硬化和腦血栓預(yù)防的一種新的治療干預(yù)手段，目前處于臨床實(shí)驗(yàn)階段[25]，血栓烷受體拮抗劑可作為腦血栓等治療用藥，現(xiàn)階段研發(fā)的血栓烷受體拮抗藥主要有特魯曲班、伊非曲班等。

特魯曲班是一種特異性的血栓烷受體拮抗劑，Lesault等[26]研究證實(shí)在動脈粥樣硬化人群中，特魯曲班改善了內(nèi)皮功能和動脈血管擴(kuò)張?zhí)匦浴Ｈ欢?，在一項具有中期結(jié)局的大型臨床試驗(yàn)中，與阿司匹林相比，特魯曲班未能顯示腦血栓患者腦血栓事件的二級預(yù)防的臨床相關(guān)性[27]。最近Lagier等[28]通過構(gòu)建蛛網(wǎng)膜下腔出血大鼠模型證實(shí)特魯曲班可用于預(yù)防出血后血腦屏障破壞、神經(jīng)元凋亡和遲發(fā)性腦灌注不足。

NSTPBP5185是一種新型血栓烷受體拮抗劑，NSTPBP5185比阿司匹林具有更有效的抗血栓活性和更少的副作用[29]，NSTPBP5185也有抗動脈粥樣硬化作用[30]，由于NSTPBP5185具有抗血栓和抗動脈粥樣硬化的特性，因此新型血栓烷受體拮抗劑NSTPBP5185是腦血栓二級預(yù)防的一個很好的候選者。

4 展 望

TXA2在腦血栓形成過程中起重要作用，與腦血栓形成的發(fā)生及發(fā)展密切相關(guān)，進(jìn)一步深入研究環(huán)氧合酶、血栓烷合成酶及血栓烷受體的遺傳特征及人群差異，研發(fā)針對性強(qiáng)的新的靶點(diǎn)藥物，提高腦血栓的精準(zhǔn)防治水平。