腦出血后神經(jīng)炎癥的研究進展

張 瑛，周德生

腦出血(intracerebral hemorrhage, ICH)是指原發(fā)性非外傷性腦實質(zhì)內(nèi)出血，占所有中風(fēng)類型的15%～20%，病死率高達50%[1]。大部分幸存患者都遺留有與出血位置相關(guān)的神經(jīng)功能殘疾，嚴重影響患者的生活質(zhì)量，增加社會和家庭的經(jīng)濟和醫(yī)療負擔(dān)[2]。ICH后的腦損傷包括原發(fā)性損傷和繼發(fā)性損傷。原發(fā)性損傷是由于血管破裂后血液滲入腦實質(zhì)內(nèi)或血腫擴大引起鄰近組織壓迫或分離的機械性損傷[3]；而繼發(fā)性損傷是在出血后，由于腦實質(zhì)內(nèi)的血液及溶血產(chǎn)物釋放的有害物質(zhì)可通過激活炎癥反應(yīng)、細胞性毒性和興奮性毒性，促使神經(jīng)元和神經(jīng)細胞在退行性改變、炎癥和生化級聯(lián)的相互作用下引起腦組織損傷和細胞死亡[4-5]。神經(jīng)炎癥是ICH后急性期腦實質(zhì)內(nèi)血液及血腫周圍發(fā)生的炎癥級聯(lián)反應(yīng)，在ICH后幾分鐘內(nèi)即可發(fā)生，并可持續(xù)數(shù)天至數(shù)周，包括小膠質(zhì)細胞和T淋巴細胞等免疫細胞的激活，外周血循環(huán)白細胞、中性粒細胞和單核細胞滲入中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system, CNS)，以及血液及溶血過程中產(chǎn)生的凝血酶、基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases, MMPs)、亞鐵離子和補體等有害物質(zhì)[6-7]。ICH后神經(jīng)炎癥的作用機制根據(jù)其發(fā)生時間不同，可產(chǎn)生不同效應(yīng)。在ICH早期，神經(jīng)炎癥可加重腦水腫，使神經(jīng)功能惡化，但在ICH后期，神經(jīng)炎癥具有促進組織修復(fù)和神經(jīng)功能恢復(fù)的重要作用[6]。因此，本文將闡釋ICH后具有雙向調(diào)節(jié)神經(jīng)炎癥作用的小膠質(zhì)細胞、淋巴細胞、凝血酶、MMP-9，并對能夠調(diào)控神經(jīng)炎癥治療ICH的藥物(米諾環(huán)素、芬戈莫德和他汀類)進行綜述，希望能為ICH后神經(jīng)炎癥的治療方向提供新方法和新思路，減少ICH的病死率和致殘率，改善ICH患者的預(yù)后。

1 神經(jīng)炎癥的雙向調(diào)節(jié)

神經(jīng)炎癥在ICH后早期會導(dǎo)致神經(jīng)功能惡化，增加病死率；但在ICH后期，神經(jīng)炎癥具有促進腦組織修復(fù)和神經(jīng)功能恢復(fù)的重要作用。ICH后具有雙向調(diào)控神經(jīng)炎癥作用的主要是小膠質(zhì)細胞、淋巴細胞、凝血酶和MMP-9。

1.1小膠質(zhì)細胞 小膠質(zhì)細胞占據(jù)CNS膠質(zhì)細胞的5%～10%，是CNS固有的主動免疫防御的第一關(guān)和主要形式[8]。在生理狀態(tài)下，小膠質(zhì)細胞呈分支樣形態(tài)，其短小突起，能夠監(jiān)測周圍微環(huán)境；但在腦損傷后，它們能迅速被激活，變成吞噬細胞形態(tài)(阿米巴樣)，具有產(chǎn)生炎癥細胞因子和吞噬功能的作用[9]。目前學(xué)術(shù)界普遍將其劃分為兩種表型，即加速細胞和組織功能死亡的M1型(促炎型)，和促進細胞和組織功能恢復(fù)，發(fā)揮神經(jīng)保護作用的M2型(調(diào)節(jié)型)。臨床研究[10]顯示，在ICH發(fā)生后30小時內(nèi)的外周血清樣本和顱內(nèi)血腫樣本中均可發(fā)現(xiàn)這兩種表型的小膠質(zhì)細胞，并且發(fā)現(xiàn)血腫中M1小膠質(zhì)細胞減少，以及血清和血腫中M2小膠質(zhì)細胞水平升高，是ICH患者90天良好預(yù)后的獨立預(yù)測因素。因此，小膠質(zhì)細胞表型變化是調(diào)控ICH后神經(jīng)炎癥的重要手段。

1.1.1 M1小膠質(zhì)細胞 M1小膠質(zhì)細胞在ICH后幾分鐘內(nèi)即可被激活，24小時達到高峰，盡管在7天內(nèi)有緩慢下降趨勢，但仍維持在高水平，此后快速下降，至21天恢復(fù)至基線水平[7]。ICH后可導(dǎo)致神經(jīng)元損傷，神經(jīng)元損傷釋放的損傷相關(guān)分子模式以及血液和溶血反應(yīng)所釋放的凝血酶、MMP-9、亞鐵離子和血紅蛋白等有害物質(zhì)，均能激活M1小膠質(zhì)細胞，產(chǎn)生細胞因子、趨化因子和活性氧/活性氮，促進ICH后早期神經(jīng)炎癥的發(fā)生、發(fā)展，加重組織損傷[11]。Teng等[12]研究發(fā)現(xiàn)，在小鼠ICH模型中，Toll樣受體4(toll-like receptor 4, TLR4)和其介導(dǎo)的經(jīng)典炎癥通路核因子Kappa B(nuclear factor κappa B， NF-κB)可激活M1小膠質(zhì)細胞，促進炎性細胞因子白細胞介素(IL)-6、腫瘤壞死因子(TNF)-α、IL-1β釋放，誘發(fā)并加重神經(jīng)炎癥，加劇腦水腫和神經(jīng)功能惡化。有臨床研究[13]顯示，ICH患者在入院時外周血清樣本中TLR4表達水平與3個月預(yù)后不良和CT顯示更大的殘余空腔體積有明顯關(guān)聯(lián)。另一項臨床研究[14]獲取55位ICH患者的血腫樣本，發(fā)現(xiàn)NF-κB在所有患者的膠質(zhì)細胞中高表達，而且表達水平與6個月功能預(yù)后不良呈正相關(guān)[14]。由此可見，激活M1小膠質(zhì)細胞可通過多條路徑誘發(fā)并加重ICH后早期神經(jīng)炎癥，并且神經(jīng)炎癥產(chǎn)生的炎性產(chǎn)物也可激活M1小膠質(zhì)細胞，形成惡性循環(huán)，加重ICH后繼發(fā)性腦損傷。因此，ICH后早期減少M1小膠質(zhì)細胞產(chǎn)生，減輕神經(jīng)炎癥，可能降低ICH后早期病死率，并有利于后期神經(jīng)功能恢復(fù)。

1.1.2 M2小膠質(zhì)細胞 M2小膠質(zhì)細胞是具有對抗神經(jīng)炎癥、促進細胞吞噬壞死碎片、釋放營養(yǎng)因子和組織再生的調(diào)節(jié)型小膠質(zhì)細胞[15]。M2小膠質(zhì)細胞在ICH后1天開始表達，逐步上升至14天達到高峰，然后快速下降至21天恢復(fù)至基線水平[7]?？寡准毎蜃涌杉せ頜2小膠質(zhì)細胞，通過促進血腫清除、組織修復(fù)，發(fā)揮神經(jīng)保護作用；也可通過下調(diào)炎癥因子水平，抑制M1小膠質(zhì)細胞活性，最終減輕ICH后繼發(fā)性腦損傷，促進神經(jīng)功能恢復(fù)[16]。過氧化物酶體增殖物激活受體γ(peroxisome proliferators-activated receptors-gamma， PPARγ)具有調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細胞表型的作用，可促進小膠質(zhì)細胞轉(zhuǎn)變成M2抗炎型[17]。激活PPARγ能夠上調(diào)小膠質(zhì)細胞中CD36的表達，加快血腫吸收速度，減輕血腫周圍炎癥和氧化應(yīng)激反應(yīng)，促進ICH小鼠神經(jīng)功能恢復(fù)[18]。PPARγ還可以通過抑制NF-κB或激活核因子E2相關(guān)因子(Nrf)通路，減輕ICH后炎癥損傷[19]。ICH后予以微創(chuàng)血腫清除術(shù)的同時，還可以進行PPARγ激動劑羅西格列酮灌注治療，結(jié)果[20]顯示，聯(lián)合治療組在降低血腦屏障(blood brain barrier, BBB)通透性，減輕ICH后繼發(fā)性腦損傷，改善神經(jīng)功能方面有明顯優(yōu)勢。因此，在ICH后早期促進小膠質(zhì)細胞向M2型轉(zhuǎn)變，直接或間接抑制M1小膠質(zhì)細胞，減輕ICH后早期神經(jīng)炎癥的有害效應(yīng)，可促進血腫吸收和組織修復(fù)，最終改善神經(jīng)功能。

1.2淋巴細胞 淋巴細胞參與ICH后神經(jīng)炎癥的過程主要集中在兩組功能相反的淋巴細胞即輔助性T細胞(Th)1和Th2以及Th17和調(diào)節(jié)性T細胞(regulatory, Treg)。Th1可能通過分泌促炎細胞因子(IL-2、IL-12和TNF-α)，增加血管通透性，誘導(dǎo)神經(jīng)元凋亡；相反，Th2可能通過分泌抗炎細胞因子(IL-4、IL-10和IL-13)，直接或間接抑制Th1活化[21]。在另外一組功能相反的淋巴細胞中，Th17分泌的細胞因子與IL-17受體在內(nèi)皮細胞上結(jié)合，可破壞BBB，Th17和其他的炎性細胞滲入CNS，并在病灶部位聚集，加重局部炎癥損傷[22]。Treg是ICH后具有抗炎功能的淋巴細胞，激活或抑制Treg，可調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細胞表型向M2或M1型轉(zhuǎn)變，發(fā)揮減輕或加重小鼠ICH后炎癥損傷的效應(yīng)[23]。小膠質(zhì)細胞和Th淋巴細胞之間存在著交互作用，兩者可通過細胞因子調(diào)節(jié)彼此的表型和分化。M1小膠質(zhì)細胞產(chǎn)生的促炎細胞因子TNF-α和IL-6能誘導(dǎo)Th1和Th17分化；反之，Th1分泌干擾素(IFN)-γ、Th17分泌IL-17，均能激活M1小膠質(zhì)細胞，加重炎癥損傷[24]。同理，M2小膠質(zhì)細胞分泌的抗炎細胞因子IL-4、IL-10和轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)-β，可加速Th2和Treg分化，減輕炎癥損傷，并促進組織修復(fù)[25]；Treg反之也能調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細胞表型，通過抑制M1小膠質(zhì)細胞激活和促進M2小膠質(zhì)細胞活化，減輕ICH后早期的炎癥損傷[26-27]。因此，通過調(diào)節(jié)淋巴細胞分化，使其減輕ICH后早期神經(jīng)炎癥損傷，可直接或間接促進ICH后功能恢復(fù)。

1.3凝血酶和MMP-9

凝血酶是ICH后進入腦實質(zhì)內(nèi)的血液和溶血反應(yīng)所釋放的有害物質(zhì)，參與調(diào)節(jié)ICH后的神經(jīng)炎癥病理過程[11]。凝血酶是一種絲氨酸蛋白酶，可將纖維蛋白原轉(zhuǎn)化為纖維蛋白，后者參與血塊形成過程。ICH后腦實質(zhì)內(nèi)立即產(chǎn)生凝血酶[28]。它在ICH中的角色是一把雙刃劍，一方面，低濃度的凝血酶具有神經(jīng)保護作用，可以減少神經(jīng)元死亡和防止血腫進一步擴大；另一方面，凝血酶能夠誘導(dǎo)小膠質(zhì)細胞激活，加重ICH后早期神經(jīng)炎癥，使用凝血酶抑制劑可減少ICH后小膠質(zhì)細胞活化，減輕腦損傷和神經(jīng)元死亡[29-30]。凝血酶受體(PAR)-1在小鼠ICH模型的神經(jīng)元和小膠質(zhì)細胞中表達，基因敲除PAR-1與野生型小鼠相比，可明顯減少M1小膠質(zhì)細胞激活，降低促炎性細胞因子(TNF-α、IL-1β)水平，而且并不影響M2小膠質(zhì)細胞表達，最終可減少腦水腫和神經(jīng)元死亡[31]。

MMP-9在CNS中主要來源于小膠質(zhì)細胞、星形細胞和內(nèi)皮細胞，它在ICH后炎癥損傷和組織修復(fù)過程中均扮演重要角色。在ICH后早期，MMP-9能裂解細胞外基質(zhì)和神經(jīng)細胞，增加BBB的通透性，加重炎癥損傷；抑制MMP-9水平，能減輕腦水腫、小膠質(zhì)細胞活化、中性粒細胞滲入和神經(jīng)元死亡，最終改善運動和感覺功能[32]。有臨床研究[33]顯示，在ICH患者的血腫樣本中，MMP-9在ICH后1天的表達就明顯升高，第4天達到高峰，其水平與血腫體積和神經(jīng)功能預(yù)后不良呈正相關(guān)，與格拉斯哥昏迷評分呈負相關(guān)。然而，在ICH恢復(fù)期，MMPs可通過調(diào)節(jié)血管重塑和髓鞘再生等方式促進組織修復(fù)[34]。Lei等[35]在大鼠ICH造模后第7天和第10天使用小干擾RNA(siRNA)沉默MMP-9表達，發(fā)現(xiàn)其可減少促進組織修復(fù)功能的血管內(nèi)皮生長因子和神經(jīng)生長因子的表達水平，阻礙神經(jīng)功能恢復(fù)。

由于凝血酶和MMP-9對ICH后神經(jīng)炎癥的影響因其濃度和時間的不同產(chǎn)生了截然相反的效應(yīng)，所以在通過調(diào)節(jié)凝血酶和MMP-9來調(diào)控ICH后神經(jīng)炎癥時應(yīng)注意時間和濃度的把控，使其最終能夠達到減輕ICH后神經(jīng)功能缺損，促進神經(jīng)功能康復(fù)的有利效應(yīng)。

調(diào)控ICH后神經(jīng)炎癥可利用小膠質(zhì)細胞、淋巴細胞、凝血酶和MMP-9的雙向調(diào)控作用，以及小膠質(zhì)細胞與淋巴細胞、凝血酶和MMP-9的交叉調(diào)節(jié)作用。但必須引起注意的是，由于ICH后神經(jīng)炎癥在不同時間段產(chǎn)生了相反的效應(yīng)，因此，抑制神經(jīng)炎癥級聯(lián)反應(yīng)引起的繼發(fā)性腦損傷的治療手段，應(yīng)該局限于ICH后的早期階段。

2 調(diào)控神經(jīng)炎癥的治療方式

根據(jù)ICH后原發(fā)性損傷和繼發(fā)性損傷的病理生理機制，在內(nèi)科保守治療中，關(guān)于ICH后早期通過調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細胞表型、調(diào)控神經(jīng)炎癥的藥物治療，一直是臨床研究的熱點。隨著外科微創(chuàng)手術(shù)及術(shù)后管理技術(shù)的不斷增強，外科治療聯(lián)合內(nèi)科干預(yù)調(diào)節(jié)神經(jīng)炎癥的治療方式也在不斷創(chuàng)新。

2.1藥物治療

由于小膠質(zhì)細胞表型不僅自身參與ICH后神經(jīng)炎癥的調(diào)節(jié)，也通過與其他細胞或物質(zhì)相互作用調(diào)控ICH后神經(jīng)炎癥，因此，調(diào)控小膠質(zhì)細胞表型是調(diào)節(jié)ICH后神經(jīng)炎癥的重要方向。其中在臨床轉(zhuǎn)化研究中取得較多進展，在臨床應(yīng)用較為安全的藥物是米諾環(huán)素、芬戈莫德和他汀類藥物。

米諾環(huán)素可抑制M1小膠質(zhì)細胞活性，并且不影響M2小膠質(zhì)細胞的抗炎功能[36]。其在治療很多CNS疾病，如多發(fā)性硬化(multiple sclerosis， MS)、肌萎縮側(cè)索硬化、阿爾茨海默病的過程中，發(fā)現(xiàn)其可減輕細胞凋亡，減少神經(jīng)炎癥損傷，具有神經(jīng)保護功能[37]。因此，米諾環(huán)素這些效應(yīng)均可作用于ICH后的病理生理過程。Power等[38]在大鼠ICH模型1小時和12小時后，腹腔注射米諾環(huán)素各45 mg/kg，之后劑量減半，每日二次，持續(xù)至ICH后7天，然后繼續(xù)以該劑量每日一次，持續(xù)7天，發(fā)現(xiàn)其可抑制M1小膠質(zhì)細胞活性，減輕細胞凋亡，促進大鼠長期行為功能恢復(fù)。一項研究專門針對米諾環(huán)素的劑量、給藥方式和濃度，在小鼠ICH模型中進行測試，發(fā)現(xiàn)早期、腦局部注射、高濃度給藥產(chǎn)生的治療效應(yīng)，明顯優(yōu)于晚期、腹腔注射和低濃度給藥[39]。有臨床研究證實了米諾環(huán)素在ICH治療中的有效性及安全性。一項納入16例ICH患者的單中心研究顯示，在ICH后24小時靜脈注射400 mg米諾環(huán)素，后每日口服1次400 mg，沒有發(fā)現(xiàn)炎性標記物、血腫體積和血腫周圍水腫，與對照組有明顯差異，但證明該劑量對于人體安全[40]。因此，米諾環(huán)素在ICH中的治療還需進一步探索，如完善給藥方式、時間和劑量，可以試圖嘗試靜脈高濃度的短期給藥方式，抑制ICH后早期神經(jīng)炎癥。

芬戈莫德屬于鞘氨醇1-磷酸受體(sphingosine-1-phosphate receptors, S1PRs)調(diào)節(jié)劑，能調(diào)控細胞增殖、凋亡和炎癥，其不僅能夠抑制小膠質(zhì)細胞和滲入CNS的促炎性單核細胞，減少促炎性細胞因子的產(chǎn)生，還可以通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路促使M2小膠質(zhì)細胞激活，減輕白質(zhì)損害[41-43]。在大鼠ICH模型中，芬戈莫德能減少T淋巴細胞滲入CNS，降低炎性細胞因子干擾素(INF)-γ和IL-17含量，維持BBB的完整性，改善大鼠短期和長期功能預(yù)后[44-45]。與米諾環(huán)素不同的是，芬戈莫德的小型臨床實驗均取得良好結(jié)果。一項臨床研究招募23例幕上ICH體積在5～30 mL患者，連續(xù)3天口服芬戈莫德0.5 mg，發(fā)現(xiàn)其能減輕血腫周圍水腫，減少神經(jīng)功能缺損，有利于患者康復(fù)[46]。另一項臨床研究[47]結(jié)果顯示，芬戈莫德治療組與標準內(nèi)科治療組相比，在ICH急性期能明顯降低血清MMP-9水平，提升抗炎細胞因子IL-10含量，有利于預(yù)防血腫周圍水腫進一步擴大，最終促進患者神經(jīng)功能恢復(fù)。因此，S1PRs調(diào)節(jié)劑在調(diào)節(jié)ICH后神經(jīng)炎癥方面具有較大的發(fā)展空間，值得在今后的臨床研究中進一步探索。

他汀類藥物是當(dāng)今世界使用最廣泛的調(diào)控血脂類藥物。由于有大型臨床試驗的亞組分析[48-49]結(jié)果顯示，使用他汀類藥物可能會增加ICH風(fēng)險，故限制其在ICH方面的研究。但丹麥一項基于人群的注冊研究[50]發(fā)現(xiàn)，早期使用他汀類藥物可能會降低發(fā)生ICH的風(fēng)險。他汀類藥物在CNS具有激活小膠質(zhì)細胞，抑制MMPs和興奮性毒性的作用，能產(chǎn)生抗炎和免疫調(diào)節(jié)療效[51]。阿托伐他汀在大鼠ICH模型中，可通過減少促炎細胞因子TNF-α表達的同時，提升抗炎細胞因子IL-10和TGF-β1水平，促進神經(jīng)功能康復(fù)[52]。辛伐他汀也發(fā)現(xiàn)能在ICH動物模型中促進M2小膠質(zhì)細胞活性，減少中性粒細胞滲入，從而改善神經(jīng)功能[53]。一項他汀的ICH臨床研究結(jié)果[54]顯示，接受瑞舒伐他汀治療的ICH患者，在住院期間的病死率和出院時神經(jīng)功能評分均優(yōu)于對照組。由于他汀類藥物廣泛使用于防治動脈粥樣硬化，而且目前有大量研究顯示，其可調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細胞表型，參與調(diào)節(jié)神經(jīng)炎癥。因此，研究他汀類藥物作用于ICH的病理生理過程，具有重要意義。

2.2外科干預(yù)聯(lián)合藥物治療

隨著微創(chuàng)、內(nèi)鏡技術(shù)及術(shù)后管理水平的不斷提高，外科手術(shù)清除血腫一直是ICH后的研究方向，但均未在改善ICH患者預(yù)后方面取得明顯進展[55]。也許是因為清除血腫只干預(yù)了ICH后的原發(fā)性損傷，對繼發(fā)性損傷的修復(fù)作用欠佳。因此，使用微創(chuàng)手術(shù)聯(lián)合藥物治療，調(diào)節(jié)ICH后神經(jīng)炎癥，可能會減輕腦組織損傷，促進腦組織和神經(jīng)功能恢復(fù)。有研究者在兔ICH模型干預(yù)中，使用微創(chuàng)手術(shù)摘除血腫后，在血腫內(nèi)灌注羅格列酮，發(fā)現(xiàn)其可能通過增加M2小膠質(zhì)細胞標記物的表達，降低谷氨酸水平和BBB通透性，改善神經(jīng)功能[56]。

由此可見，在ICH發(fā)生后早期，足量和短期使用藥物亦或是外科干預(yù)后聯(lián)合藥物治療，用以調(diào)控ICH后神經(jīng)炎癥，可能是未來ICH治療的方向。

綜上所述，ICH的治療一直是臨床的瓶頸，許多實驗性研究的有效治療方式在轉(zhuǎn)化為臨床研究過程中均以失敗告終，針對這一問題，我們也許可以進一步改善動物試驗?zāi)Ｐ?，如可以嘗試使用年老且伴有高血壓病的動物造模以更好的模擬人類ICH的病理生理過程。神經(jīng)炎癥參與ICH后早期組織損傷和后期組織修復(fù)過程，是ICH治療的重要方向。因此，干預(yù)神經(jīng)炎癥時需防止過度抑制神經(jīng)炎癥，而阻礙其在ICH后期發(fā)揮的組織修復(fù)效應(yīng)?？梢钥紤]早期、短程、大劑量和靜脈給藥方式的原則，以最佳效應(yīng)調(diào)控ICH后神經(jīng)炎癥損傷和修復(fù)之間的平衡；甚至可以考慮將微創(chuàng)血腫清除術(shù)聯(lián)合靜脈亦或是腦內(nèi)局部給予調(diào)控神經(jīng)炎癥的藥物治療，以最小化原發(fā)性腦損傷和繼發(fā)性腦損傷，減輕ICH病死率和致殘率，改善ICH患者的預(yù)后。