糖皮質(zhì)激素在脊髓損傷中的應(yīng)用研究進(jìn)展

李夢攀，孫柏林，吳嘉寶，劉家明

(南昌大學(xué)a.第一附屬醫(yī)院骨科； b.第一臨床醫(yī)學(xué)院； c.脊柱脊髓研究所，南昌 330006)

脊髓損傷(SCI)可分為原發(fā)性損傷和繼發(fā)性損傷2個(gè)階段。原發(fā)性損傷一般是由于創(chuàng)傷、車禍等外力所引起，往往引起脊髓組織受壓或橫斷。嚴(yán)重者可破壞中心區(qū)域的血管系統(tǒng)、損壞血-脊髓屏障，進(jìn)而引發(fā)持續(xù)的繼發(fā)性損傷級聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致脊髓進(jìn)一步損傷[1]。手術(shù)減壓和藥物治療是目前緩解脊髓損傷的主要方法[2]。糖皮質(zhì)激素具有較好的抗炎和免疫抑制作用，其在脊髓損傷中的治療一直是醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域討論的熱點(diǎn)[3]?，F(xiàn)將糖皮質(zhì)激素在脊髓損傷中的應(yīng)用研究進(jìn)展綜述如下。

1 糖皮質(zhì)激素治療SCI的積極作用

20世紀(jì)90年代，甲潑尼龍(MP)就被用于脊髓損傷的治療。有研究[4]指出，在急性脊髓損傷8 h內(nèi)給予MP治療，首次劑量30 mg·kg-1于15 min內(nèi)快速靜脈滴注，45 min后給與5.4 mg·kg-1·h-1持續(xù)靜脈滴注23 h，可以改善脊髓損傷且不良反應(yīng)相對較少。近年來，研究者們對糖皮質(zhì)激素治療脊髓損傷的作用機(jī)制進(jìn)行了大量研究，發(fā)現(xiàn)糖皮質(zhì)激素在急性脊髓損傷后的保護(hù)機(jī)制主要有控制繼發(fā)性炎癥反應(yīng)、改善脊髓水腫、調(diào)節(jié)膠質(zhì)細(xì)胞的活性、抑制脂質(zhì)過氧化反應(yīng)、提高神經(jīng)元興奮性和抑制細(xì)胞凋亡[5]。

1.1 抑制炎癥反應(yīng)

脊髓損傷后，腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和白細(xì)胞介素-6(IL-6)等促炎介質(zhì)在病變部位升高會(huì)加重脊髓損傷部位的炎癥反應(yīng)，從而引起嚴(yán)重的繼發(fā)性脊髓損傷。而血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)和血小板衍生生長因子(PDGF)可通過促進(jìn)血管生成以加速脊髓損傷的修復(fù)[6]。SENCAR等[7]研究發(fā)現(xiàn)，MP與米諾環(huán)素聯(lián)合治療脊髓受損的大鼠時(shí)，TNF-α和IL-6炎癥介質(zhì)的表達(dá)明顯下降。OZKUNT等[8]指出，在脊髓損傷的大鼠中，甲基強(qiáng)的松龍可以使小鼠脊髓節(jié)段的PDGF-β的表達(dá)顯著增加且運(yùn)動(dòng)功能明顯增強(qiáng)。SHAO等[9]研究發(fā)現(xiàn)，鞘內(nèi)給予糖皮質(zhì)激素受體激動(dòng)劑地塞米松(DA)，可抑制TNF-α和IL-6的釋放，緩解脊髓損傷導(dǎo)致的神經(jīng)疼痛。

1.2 改善脊髓水腫

脊髓水腫是脊髓繼發(fā)性損傷之一，若未及時(shí)進(jìn)行治療，則會(huì)加重神經(jīng)細(xì)胞缺血、缺氧，甚至引起神經(jīng)細(xì)胞壞死。因此，減輕細(xì)胞水腫在治療脊髓損傷過程中至關(guān)重要。近年來大量研究表明，糖皮質(zhì)激素在改善脊髓水腫中發(fā)揮一定的作用。LIN等[10]將大鼠隨機(jī)分為對照組、假手術(shù)組、急性脊髓損傷組(ASCI)和MP治療組，結(jié)果顯示，ASCI組大鼠和MP治療組大鼠均出現(xiàn)脊髓水腫，但MP治療組脊髓水腫較ASCI組明顯緩解，且該組小鼠的運(yùn)動(dòng)功能評分高于ASCI組小鼠；分別檢測2組小鼠脊髓組織中的水通道蛋白4(AQP4)和內(nèi)向整流鉀通道4.1(Kir4.1)的含量發(fā)現(xiàn)，MP治療組小鼠脊髓組織的AQP4和Kir4.1較ASCI組明顯降低。因此，糖皮質(zhì)激素改善脊髓水腫可能是通過降低脊髓組織中的AQP4和Kir4.1的表達(dá)來實(shí)現(xiàn)的。另有研究[11]表明，MP治療脊髓損傷雖然可以降低AQP4的表達(dá)，但卻可以通過增加血漿成分外滲促使組織水腫。所以，MP對脊髓水腫的作用還需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

1.3 調(diào)節(jié)膠質(zhì)細(xì)胞活性

中樞神經(jīng)系統(tǒng)膠質(zhì)細(xì)胞主要分為星形膠質(zhì)細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞。小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的免疫細(xì)胞，在神經(jīng)炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。小膠質(zhì)細(xì)胞在脊髓損傷反應(yīng)中被激活可導(dǎo)致多種炎癥因子上調(diào)，從而加重脊髓繼發(fā)性損傷[12]。KIM等[13]研究發(fā)現(xiàn)，使用小膠質(zhì)細(xì)胞藥物傳遞載體聚胺樹突分子與曲安奈德聯(lián)合用藥治療小鼠神經(jīng)損傷結(jié)果顯示，聚胺樹突分子與曲安奈德聯(lián)合用藥可抑制脊髓小膠質(zhì)細(xì)胞的活性、減輕神經(jīng)性疼痛。LI等[14]研究發(fā)現(xiàn)，脂多糖(LPS)誘導(dǎo)了小膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)活性鋅濃度的升高，MP給藥后其濃度進(jìn)一步升高，推斷可能是通過鋅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(ZIP8)實(shí)現(xiàn)的。ZIP8表達(dá)增加會(huì)導(dǎo)致鋅的主要抑制靶點(diǎn)NF-κβ的下調(diào)，而激活NF-κβ可以抑制自噬。MP處理后會(huì)導(dǎo)致NF-κβ表達(dá)下調(diào)，因此可以推測MP可引起細(xì)胞內(nèi)活性鋅濃度升高，下調(diào)NF-κβ的表達(dá)，最終導(dǎo)致小膠質(zhì)細(xì)胞自噬功能的上調(diào)，從而保護(hù)大鼠脊髓損傷后的神經(jīng)元運(yùn)動(dòng)功能，促進(jìn)行為恢復(fù)。

星形膠質(zhì)細(xì)胞作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)中數(shù)量最多的細(xì)胞，其在維持中樞神經(jīng)功能穩(wěn)定中發(fā)揮重要作用。有研究[15]發(fā)現(xiàn)，星形膠質(zhì)細(xì)胞在脊髓損傷后可以通過隔離炎癥因子、分泌各種保護(hù)因子和促進(jìn)神經(jīng)元生長促進(jìn)脊髓損傷的修復(fù)。因此，維持星形膠質(zhì)細(xì)胞的活性在脊髓損傷修復(fù)中有重要意義。SMANO等[16]研究指出，MPSS可以保護(hù)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞免受代謝紊亂的損害。ZOU等[17]研究指出，MP可以減輕急性創(chuàng)傷性SCI小鼠模型星形膠質(zhì)細(xì)胞的死亡，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的活化，促進(jìn)神經(jīng)修復(fù)和功能恢復(fù)。但同時(shí)也有研究[15]指出，脊髓損傷后星形膠質(zhì)細(xì)胞在脊髓損傷區(qū)域附近會(huì)被迅速激活、肥大、增生，最后形成膠質(zhì)瘢痕組織抑制脊髓損傷的修復(fù)。因此，對于糖皮質(zhì)激素通過星型膠質(zhì)細(xì)胞治療脊髓損傷可能還需更進(jìn)一步的探索。

2 糖皮質(zhì)激素治療SCI的消極作用

2.1 糖皮質(zhì)激素治療SCI的并發(fā)癥

20世紀(jì)90年代，大量MP沖擊療法被認(rèn)為是治療急性SCI最為有效的藥物治療方法。但近年來大量臨床研究[18]表明，該方法不僅無明顯的益處，反而增加深靜脈血栓、呼吸道感染、胃腸道疾病、腎上腺功能不全及高血糖等嚴(yán)重的并發(fā)癥發(fā)生率。特別是老年脊髓損傷患者更應(yīng)注意并發(fā)癥的發(fā)生[19]。EVANIEW等[20]研究指出，在患者脊髓損傷8 h內(nèi)給予MP治療可顯著改善短期運(yùn)動(dòng)評分，但在長期運(yùn)動(dòng)評分上與對照組并無明顯差異，反而增加患者胃腸道出血的風(fēng)險(xiǎn)。CHIKUDA等[21]也發(fā)現(xiàn)，接受高劑量MP治療的患者可顯著增加胃腸道疾病的發(fā)生。SULTAN等[22]報(bào)道，急性SCI后8 h 內(nèi)的MP治療未能顯示患者整體運(yùn)動(dòng)和神經(jīng)系統(tǒng)評分的改善，且與未使用類固醇激素治療組相比，MP治療組患肺炎和高血糖的風(fēng)險(xiǎn)顯著增高。

2.2 抑制神經(jīng)干細(xì)胞的活性

糖皮質(zhì)激素治療脊髓損傷除了會(huì)引起上述并發(fā)癥之外，其對室管膜內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞的影響近年來也備受關(guān)注。內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞具有分化為神經(jīng)元和其他神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的潛能，脊髓損傷后這些細(xì)胞被激活并遷移至受損部位，分化為各種類型的神經(jīng)細(xì)胞，促進(jìn)脊髓損傷的修復(fù)[23]。

YE等[24]就MP對內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞的影響進(jìn)行了相關(guān)研究，其將14只獼猴隨機(jī)分為對照組、脊髓損傷組和MP治療組。MP治療組在脊髓損傷后立即靜脈注射MP(30 mg·kg-1)，7 d后檢測MP治療組室管膜細(xì)胞明顯低于脊髓損傷組，并得出結(jié)論，MP可抑制脊髓損傷后室管膜細(xì)胞的增殖。TANG等[25]進(jìn)一步研究認(rèn)為MP導(dǎo)致神經(jīng)干細(xì)胞(NSCs)功能障礙，可能與MP造成NSCs部分LncRNA和mRNA差異表達(dá)有關(guān)。此外，MP也可以降低內(nèi)源性神經(jīng)前體細(xì)胞(NPC)的活力并抑制NPC的增殖，而內(nèi)皮素受體B(EDNRB)激動(dòng)劑可以逆轉(zhuǎn)MP的這一作用。此外，有研究[26]還指出，MP對NSCs的功能影響可能與PI3K-Akt信號通路有關(guān)。

3 脊髓損傷的聯(lián)合藥物治療

近年來，針對糖皮質(zhì)激素治療脊髓損傷存在的不良反應(yīng)，學(xué)者們通過對糖皮質(zhì)激素在脊髓損傷中的作用機(jī)制研究，提出了各種聯(lián)合治療方案。

3.1 納米載體介導(dǎo)給藥治療法

大劑量MP常通過鞘內(nèi)注射治療脊髓損傷，但游離的MP存在多種不良反應(yīng)，并且由于其水溶性較低往往限制了其給藥方案和途徑。而以白蛋白為基礎(chǔ)的納米顆粒可以封裝治療藥物并靶向釋放藥物，表現(xiàn)出高生物相容性和低毒性。LIN等[27]研究發(fā)現(xiàn)，Nogo蛋白常表達(dá)于少突膠質(zhì)細(xì)胞，其通過與軸突Nogo受體(NgR)結(jié)合抑制軸突生長，而Peptide NEP1-40是一種NgR拮抗劑，可特異性結(jié)合Nogo，顯著改善軸突的生長；在白蛋白納米顆粒內(nèi)使用NEP1-40修飾的MP治療脊髓損傷，不僅增強(qiáng)了MP的治療效果，同時(shí)減輕了不良反應(yīng)。CHEN等[28]研究指出，白蛋白偶聯(lián)多層納米乳(albumin-MNE)可在脊髓損傷部位特異性傳遞MP，減少并發(fā)癥的發(fā)生。WANG等[29]利用一種生物降解聚合物作為DA載體可成功制備出DA/MPEG-PCL聚合物膠束，研究結(jié)果顯示，該DA膠束可延長DA的釋放時(shí)間，在減少損傷部位膠質(zhì)瘢痕和囊腫形成和促進(jìn)軸突再生等方面表現(xiàn)出了積極的治療效果。

3.2 與中醫(yī)藥聯(lián)合治療

中醫(yī)藥治療脊髓損傷具有經(jīng)濟(jì)、不良反應(yīng)輕、療效好等優(yōu)勢，可大大緩解治療脊髓損傷引起的一系列并發(fā)癥，如神經(jīng)性疼痛、骨質(zhì)疏松、深靜脈血栓、呼吸系統(tǒng)疾病等[30]。曹海云等[31]將MP治療組與益氣活血湯和針灸聯(lián)合MP治療組進(jìn)行對比，觀察2組治療前后神經(jīng)及運(yùn)動(dòng)功能變化情況、感染和高血糖發(fā)生率情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用針灸與益氣活血湯聯(lián)合MP治療具有更顯著的療效，可明顯降低并發(fā)癥，促進(jìn)神經(jīng)和運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)。

3.3 與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞聯(lián)合治療

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)具有良好的多向分化、神經(jīng)營養(yǎng)和免疫調(diào)節(jié)等功能特性。近年來，其常被用于治療包括脊髓損傷在內(nèi)的各類難治性組織損傷性疾病。為了探究BMSCs與MP聯(lián)合治療的效果，研究者[32]將脊髓損傷大鼠分為對照組、MP組、BMSCs組和MP+BMSCs組，分別觀察損傷部位TNF-α和IL-1β的表達(dá)情況和各組大鼠的后肢運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)狀況，結(jié)果表明，MP+BMSCs組可明顯提高大鼠后肢運(yùn)動(dòng)功能，降低TNF-α和IL-1β的表達(dá)水平，并且MP還可以有效提升移植BMSCs的存活率。但MP與BMSCs協(xié)同作用的內(nèi)在分子機(jī)制尚未明確。

3.4 與其他藥物聯(lián)合治療

MP與線粒體分裂抑制因子-1(Mdivi-1)聯(lián)用可通過改善脊髓損傷大鼠脊髓組織線粒體功能狀態(tài)，抑制脂質(zhì)過氧化，促進(jìn)脊髓損傷修復(fù)[33]。高壓氧聯(lián)合MP治療脊髓損傷患者[34]，可使TNF-α和Caspase-3的表達(dá)顯著降低，患者神經(jīng)功能明顯改善，脊髓組織損傷程度明顯減輕。丹參酮IIA(TIIA)和MP聯(lián)合治療可刺激急性SCI后神經(jīng)保護(hù)的快速啟動(dòng)從而保護(hù)神經(jīng)元，同時(shí)也可降低MP的劑量，減少各類并發(fā)癥的發(fā)生[35]。MP與米諾環(huán)素聯(lián)合治療脊髓損傷小鼠[7]，可顯著降低TNF-α和IL-6的表達(dá)，減少脂質(zhì)過氧化和神經(jīng)細(xì)胞、膠質(zhì)細(xì)胞的死亡；此外，也可觀察到該組小鼠丙二醛(MDA)水平顯著降低，超氧化物歧化酶(SOD)水平顯著升高。

4 小結(jié)

以MP為代表的的糖皮質(zhì)激素類藥物有較好的抗炎、改善脊髓水腫和調(diào)節(jié)膠質(zhì)細(xì)胞活性作用，其在治療脊髓損傷中一直發(fā)揮重要作用。上述多項(xiàng)研究表明，糖皮質(zhì)激素可以通過免疫抑制、調(diào)節(jié)水通道蛋白和調(diào)節(jié)膠質(zhì)細(xì)胞活性等多種途徑參與脊髓損傷的恢復(fù)過程。因此，糖皮質(zhì)激素類藥物在脊髓損傷患者治療中具有一定的應(yīng)用價(jià)值。然而，由于糖皮質(zhì)激素類藥物作用范圍廣、特異性較差等特點(diǎn)，往往引起深靜脈血栓、呼吸道感染、胃腸道疾病、腎上腺功能不全及高血糖等嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生。因此，通過對糖皮質(zhì)激素治療脊髓損傷的進(jìn)一步認(rèn)識，并對藥物進(jìn)行改良、優(yōu)化給藥途徑、提出合理的聯(lián)合治療方案等措施可大大提高其治療效果，減少并發(fā)癥的發(fā)生。同時(shí)，糖皮質(zhì)激素可能抑制神經(jīng)干細(xì)胞的增殖也讓其在治療脊髓損傷的過程中飽受爭議，因此進(jìn)一步研究糖皮質(zhì)激素對神經(jīng)干細(xì)胞和膠質(zhì)細(xì)胞的影響對于指導(dǎo)臨床治療有重要意義。