水蛭素防治腦出血的藥理作用研究進(jìn)展

孫明燕，王懷敏，孫明玉，劉備

重慶市大足區(qū)人民醫(yī)院 神經(jīng)外科，重慶 402360

腦出血是指非外傷性腦實(shí)質(zhì)出血，通常在活動(dòng)中突然發(fā)病，伴有頭痛、血壓升高、意識(shí)障礙，嚴(yán)重者可因腦疝、顱內(nèi)壓增高、腦水腫等導(dǎo)致死亡[1]。腦出血的發(fā)病急、進(jìn)展迅速、預(yù)后較差，已經(jīng)成為威脅人類健康的重大疾病之一。水蛭素是從水蛭的唾液腺中分離出來(lái)的多肽，由65～66 個(gè)氨基酸殘基組成，相對(duì)分子質(zhì)量約為7 000，具有抗凝、抗血小板聚集、調(diào)血脂、抗血栓、抗腫瘤、抗纖維化、傷口修復(fù)等作用，臨床可用于糖尿病并發(fā)癥、腦出血、免疫球蛋白A（IgA）腎病、急性肺損傷、心肌梗死等多種病變的治療[2-3]。水蛭素可通過抗凝血酶活性、抑制細(xì)胞凋亡、減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)、降低炎癥反應(yīng)、抑制水通道蛋白4 的表達(dá)、阻止膠質(zhì)纖維酸性蛋白的上調(diào)、抑制血小板反應(yīng)蛋白表達(dá)、調(diào)節(jié)Na+，K+-ATP 酶的活性對(duì)腦出血發(fā)揮防治作用。本文綜述了水蛭素防治腦出血的藥理作用研究進(jìn)展，為水蛭素臨床治療腦出血提供依據(jù)。

1 抗凝血酶活性

水蛭素對(duì)凝血酶的高度特異性抑制作用與其化學(xué)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，在水蛭素的N 端（Cys6-Cys14、Cys16-Cys28、Cys32-Cys39）有3 對(duì)二硫鍵，可以與凝血酶活性位點(diǎn)結(jié)合，此外含有的C 端富含酸性氨基酸殘基，可與凝血酶的纖維蛋白原結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，可顯著抑制凝血酶的抗凝作用[4]。Karabiyikoglu等[5]通過腦內(nèi)注射水蛭素治療大腦中動(dòng)脈開口建立的腦出血大鼠模型，結(jié)果顯示腦內(nèi)持續(xù)泵入2 U 水蛭素有助于降低腦組織缺血區(qū)域的凝血酶數(shù)量，顯著降低皮質(zhì)腦水腫的體積，顯著改善腦組織的血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，結(jié)果證實(shí)水蛭素可以發(fā)揮直接抗凝血酶活性，有效預(yù)防心臟血管再血栓形成。

2 抑制細(xì)胞凋亡

2.1 調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白分泌

細(xì)胞凋亡參與腦出血神經(jīng)細(xì)胞損傷，腦出血可促使凝血酶釋放，與血管內(nèi)皮細(xì)胞、膠質(zhì)細(xì)胞、神經(jīng)元上的凝血酶受體結(jié)合，介導(dǎo)B 淋巴細(xì)胞瘤2（Bcl-2）/B 淋巴細(xì)胞瘤相關(guān)X 蛋白（Bax）等多種信號(hào)通路，促使神經(jīng)細(xì)胞凋亡[6]。殷萍等[7]研究證實(shí)，100 U 水蛭素能顯著減少實(shí)驗(yàn)性腦出血大鼠的神經(jīng)凋亡細(xì)胞，提高Bcl 陽(yáng)性細(xì)胞，減少半胱天冬酶（Caspase）-3 陽(yáng)性細(xì)胞，表明水蛭素可通過調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá)抑制神經(jīng)細(xì)胞的凋亡，降低神經(jīng)組織的損傷。

2.2 抑制蛋白激酶C 同工酶（PKC）表達(dá)

PKC 能促使蛋白質(zhì)磷酸化，參與細(xì)胞增殖、突觸塑性的多種病理進(jìn)程，可誘導(dǎo)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，促進(jìn)神經(jīng)元凋亡和死亡，加重腦出血后神經(jīng)損傷[8]。田力等[9]使用水蛭素干預(yù)尾狀核建立的實(shí)驗(yàn)性大鼠腦出血，結(jié)果表明10 U 水蛭素能促使腦出血周圍的腦水腫吸收，顯著抑制TUNEL 染色陽(yáng)性細(xì)胞和PKC 同工酶陽(yáng)性的表達(dá)，結(jié)果證實(shí)水蛭素可以通過抑制PKC 的表達(dá)以抑制細(xì)胞凋亡，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

2.3 抑制Janus 激酶2（JAK2）/轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3）信號(hào)通路激活

JAK2/STAT3 信號(hào)通路在細(xì)胞凋亡、分化、增殖中具有重要作用，能識(shí)別細(xì)胞刺激后，促進(jìn)JAK2、STAT3 磷酸化，并遷移至細(xì)胞核內(nèi)，以誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[10]。李紅等[11]使用水蛭素干預(yù)腦出血大鼠，結(jié)果顯示，15 U 水蛭素能顯著降低大鼠的神經(jīng)行為評(píng)分和腦組織的含水量，阻止腦系數(shù)增加，明顯降低腦細(xì)胞的凋亡率，降低腦組織中p-STAT3、p-JAK2 的表達(dá)，表明水蛭素可通過抑制JAK2/STAT3 信號(hào)通路阻止腦細(xì)胞凋亡，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

3 減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)

細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK）1/2 可促使過氧化氫的磷酸化，細(xì)胞外刺激細(xì)胞，促使細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷[12]。Xia 等[13]研究證實(shí)，腦內(nèi)注射10 U 水蛭素能顯著減輕腦組織缺血后的梗死體積，可有效促進(jìn)ERK 1/2 和絲氨酸-蘇氨酸激酶的磷酸化，進(jìn)而顯著減輕大鼠機(jī)體內(nèi)的氧化應(yīng)激反應(yīng)，降低海馬神經(jīng)的氧化損傷，調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝。

4 降低炎癥反應(yīng)

4.1 阻止炎癥細(xì)胞高表達(dá)

腦出血后可繼發(fā)腦水腫和腦損傷，血腦屏障破壞可造成血管源性腦水腫，腦組織CD34 陽(yáng)性微血管、中性粒細(xì)胞、RCA-1 陽(yáng)性細(xì)胞的高表達(dá)能加重血腦屏障的破壞，加重血管源性腦水腫的發(fā)生[14]。劉春梅等[15]使用水蛭素治療腦出血大鼠發(fā)現(xiàn)10 U水蛭素可顯著降低RCA-1 陽(yáng)性細(xì)胞和中性粒細(xì)胞數(shù)量，減少CD34 陽(yáng)性微血管數(shù)量，結(jié)果表明水蛭素可通過減輕炎癥反應(yīng)以降低血腦組織屏障的損傷，從而降低繼發(fā)性腦損傷。

4.2 抑制核因子-κB（NF-κB）信號(hào)通路激活

NF-κB 是典型的炎癥信號(hào)通路，能調(diào)節(jié)白細(xì)胞介素（IL）-2、IL-8、腫瘤壞因子-α（TNF-α）、誘導(dǎo)型NO 合成酶（iNOS）、環(huán)氧合酶-2（COX-2）、膠質(zhì)纖維酸性蛋白（GFAP）等多種炎癥介質(zhì)的分泌，擴(kuò)大腦出血部位炎癥反應(yīng)，加重神經(jīng)細(xì)胞損傷[16]。楊文海等[17]使用水蛭素干預(yù)大鼠腦出血，結(jié)果20 U水蛭素能顯著降低大鼠水腫，顯著降低血腫周圍NF-κB p65 陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量，表明水蛭素能通過阻止NF-κB 的活化減輕腦組織損傷，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

5 抑制水通道蛋白4（AQP4）的表達(dá)

AQP4 主要分布于星形膠質(zhì)細(xì)胞上的膠質(zhì)介膜上，是血腦屏障的第二道屏障，能調(diào)節(jié)腦內(nèi)水含量，高表達(dá)能促進(jìn)腦內(nèi)水的轉(zhuǎn)運(yùn)，加重腦水腫的發(fā)生[18]。朱加應(yīng)等[19]使用水蛭素治療大鼠腦出血，發(fā)現(xiàn)15 U水蛭素能呈時(shí)間相關(guān)性降低腦組織中的含水量，有助于抑制AQP4 mRNA 和蛋白在腦組織中的表達(dá)，結(jié)果證實(shí)水蛭素可通過促進(jìn)AQP4 的表達(dá)以降低腦出血腦水腫程度。滕偉禹等[20]研究也證實(shí)，實(shí)驗(yàn)性腦出血后可促使腦組織中AQP4mRNA 的表達(dá)提高，經(jīng)3 μL 水蛭素干預(yù)后，顯著抑制腦組織中AQP4mRNA 的表達(dá)，進(jìn)一步降低腦組織的含水量。

6 阻止GFAP 的上調(diào)

GFAP 是星形膠質(zhì)細(xì)胞的骨架成分，其水平與腦損傷程度密切相關(guān)，多種應(yīng)激因素可促使星形膠質(zhì)細(xì)胞腫脹損傷，釋放過度NO 和谷氨酸，可造成星形膠質(zhì)細(xì)胞的繼發(fā)性損傷[21]。吳瑛等[22]使用水蛭素治療膠原酶誘導(dǎo)建立的腦出血大鼠模型，結(jié)果顯示2 U/kg 水蛭素能顯著減輕腦出血部位組織壞死、疏松、水腫、變性、腫脹等病理改變，顯著降低GFAP染色的星形膠質(zhì)細(xì)胞，結(jié)果證實(shí)水蛭素可通過阻止GFAP 上調(diào)阻滯反應(yīng)性膠質(zhì)化進(jìn)程，降低腦組織的損傷。張穎等[23]使用水蛭素治療實(shí)驗(yàn)性腦出血急性期大鼠模型，結(jié)果10 U 水蛭素能顯著降低大鼠腦出血周圍水腫、膠質(zhì)細(xì)胞腫脹、細(xì)胞周圍間隙變大、神經(jīng)細(xì)胞壞死等病理變化，有效降低GFAP 陽(yáng)性細(xì)胞，結(jié)果表明水蛭素可通過阻止GFAP 上調(diào)發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。

7 抑制血小板反應(yīng)蛋白（TSP）表達(dá)

TSP 能調(diào)節(jié)細(xì)胞基質(zhì)蛋白酶，腦出血可促使大量TSP 的分泌，進(jìn)一步促使基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）的分泌，加重繼發(fā)性腦水腫的發(fā)生[24]。Yang 等[25]使用水蛭素干預(yù)自發(fā)性腦出血大鼠，結(jié)果顯示20 U 水蛭素能抑制自發(fā)性出血引起的TSP-1、TSP-2mRNA的表達(dá)，有助于降低血腦屏障損傷。

8 調(diào)節(jié)Na+，K+-ATP 酶的活性

腦出血時(shí)可釋放大量凝血酶，發(fā)揮神經(jīng)毒性作用，抑制星形膠質(zhì)細(xì)胞上Na+，K+-ATP 酶的活性，促使細(xì)胞內(nèi)鈉離子內(nèi)流和鉀離子外流，造成血腦屏障損傷，加重腦水腫形成[26]。夏鷹等[27]使用水蛭素干預(yù)大鼠腦出血，結(jié)果20 U 水蛭素呈時(shí)間相關(guān)性降低血腫周圍腦組織的含水量，干預(yù)8 h 后腦組織中鈉離子的水平顯著降低，鉀離子水平顯著升高，顯著降低腦組織的血腦屏障通透性，結(jié)果表明水蛭素能通過調(diào)節(jié)Na+，K+-ATP 酶的活性減輕腦組織損傷。

9 結(jié)語(yǔ)

水蛭素可通過抗凝血酶活性、抑制細(xì)胞凋亡、減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)、降低炎癥反應(yīng)、抑制水通道蛋白4 的表達(dá)、阻止膠質(zhì)纖維酸性蛋白的上調(diào)、抑制血小板反應(yīng)蛋白表達(dá)、調(diào)節(jié)Na+，K+-ATP 酶的活性發(fā)揮多途徑的腦出血防治作用。目前雖有水蛭素用于腦出血的臨床報(bào)道，但整體的證據(jù)不足，還需多中心、多樣本等臨床研究進(jìn)行論證。水蛭素目前用于腦出血治療的局限性較大，大部分以基礎(chǔ)研究研究為主，對(duì)人體的毒效關(guān)系、藥理作用機(jī)制尚需進(jìn)一步研究確認(rèn)?？傊?，水蛭素防治腦出血的前景較好，有望為腦出血的臨床治療提供補(bǔ)充。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突