楊錫彤， 王光明

大理大學(xué)第一附屬醫(yī)院基因檢測中心(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，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信號通路的蛋白激酶，能夠磷酸化下游的靶點，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腎臟的損傷并無保護(hù)作用，可能是因為低劑量的法舒地爾并未完全抑制ROCK2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治療時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，對神經(jīng)元有不同程度的毒副作用[16-17]。因此針對缺血性腦卒中的研究將重點關(guān)注減輕缺血損傷和再灌注損傷，以及如何延長治療時間窗。

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間窗可長達(dá)48 h，比tPA治療時間窗要長得多。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)，同時也讓神經(jīng)可恢復(fù)性的時間窗延長，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物的死亡率和改善運動功能[18]。所以，當(dāng)法舒地爾與tPA聯(lián)用后可以延長治療時間窗，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)周左右的時間。體外的研究表明法舒地爾對中性粒細(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]通過家兔實驗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)功能評分明顯高于未用法舒地爾治療的對照組。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]的實驗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導(dǎo)致大腦中動脈閉塞，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]。

臨床雙盲實驗中將生理鹽水作為對照組，法舒地爾作為實驗組，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，法舒地爾對腦缺血后的治療時間窗較為廣泛，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。