鄒明
卒中從2010年開(kāi)始成為我國(guó)居民第一致死病因[1],至今一直保持這一地位[2],給社會(huì)、家庭和個(gè)人帶來(lái)巨大的疾病負(fù)擔(dān)[3]。缺血性卒中在所有卒中患者中約占70%,具有較高的致殘風(fēng)險(xiǎn)[4]。目前指南明確推薦針對(duì)缺血性卒中的特異性治療主要是時(shí)間窗內(nèi)的靜脈溶栓治療和血管內(nèi)治療、抗血小板治療及他汀治療[5]。血管開(kāi)通治療由于狹窄的時(shí)間窗而難以使多數(shù)患者受益,抗血小板治療及他汀治療則側(cè)重于預(yù)防卒中的復(fù)發(fā)和進(jìn)展,因此,有待開(kāi)發(fā)新的針對(duì)缺血性卒中的特異性治療以進(jìn)一步改善缺血性卒中患者的預(yù)后。
免疫系統(tǒng)通過(guò)固有免疫反應(yīng)和適應(yīng)性免疫反應(yīng)在缺血性卒中的整個(gè)病理生理過(guò)程中扮演著復(fù)雜的角色,一方面釋放破壞性細(xì)胞因子及炎性介質(zhì)加重缺血部位神經(jīng)元和血管內(nèi)皮損傷,破壞血腦屏障(blood brain barrier,BBB),加劇腦水腫,并進(jìn)一步引發(fā)全腦炎性反應(yīng);另一方面通過(guò)清除壞死組織,釋放保護(hù)性細(xì)胞因子,調(diào)節(jié)免疫抑制等來(lái)保護(hù)細(xì)胞,減輕神經(jīng)元損傷[6-7]。近年來(lái),越來(lái)越多的研究開(kāi)始聚焦于缺血性卒中后免疫系統(tǒng)變化的機(jī)制及相應(yīng)的藥物干預(yù)可能產(chǎn)生的效果,并希望找到新的治療手段。本文將對(duì)近期缺血性卒中發(fā)生后的免疫反應(yīng)及免疫調(diào)節(jié)治療的相關(guān)研究進(jìn)展做一綜述。
1.1 缺血性卒中后免疫激活 在缺血性卒中發(fā)生后,隨著血管內(nèi)缺氧的發(fā)生及血流動(dòng)力學(xué)的改變,血小板和凝血系統(tǒng)及補(bǔ)體系統(tǒng)被激活,炎癥反應(yīng)首先從血管內(nèi)發(fā)生。缺氧所致的氧化應(yīng)激反應(yīng)與激活的補(bǔ)體系統(tǒng)直接損傷局部血管系統(tǒng),導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞壞死、解離,BBB完整性被破壞,血管內(nèi)皮下的抗原暴露。血液中的免疫細(xì)胞借此黏附于血管壁,上調(diào)黏附因子和趨化因子的表達(dá),中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等固有免疫細(xì)胞被激活,在趨化因子作用下向缺血部位遷移并通過(guò)受損的BBB滲出至血管外間隙。隨后局部缺血腦組織內(nèi)的巨噬細(xì)胞被激活,進(jìn)一步釋放炎性因子,加重固有免疫細(xì)胞趨化及滲出。與此同時(shí)缺血損傷部位的中性粒細(xì)胞及肥大細(xì)胞等免疫細(xì)胞釋放胞內(nèi)儲(chǔ)存的MMP,破壞血管基底膜及緊密連接蛋白,加速BBB的破壞,并導(dǎo)致腦梗死面積的增加[8]。
由于神經(jīng)元對(duì)缺血極度敏感,因此缺血會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)元迅速壞死。壞死的神經(jīng)元釋放內(nèi)源性因子,也稱為損傷相關(guān)分子模式(damageassociated molecular parterns,DAMPs)。DAMPs通過(guò)小膠質(zhì)細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹(shù)突樣細(xì)胞以及滲出的中性粒細(xì)胞等免疫細(xì)胞表面的Toll樣受體(toll-like receptors,TLRs)增加免疫細(xì)胞釋放趨化因子[9],進(jìn)一步促進(jìn)免疫細(xì)胞的趨化作用,激活并放大固有免疫反應(yīng),加速血管破壞以及細(xì)胞死亡,最終形成血管損傷、炎癥以及神經(jīng)元死亡的惡性循環(huán)[10]。
適應(yīng)性免疫反應(yīng)是缺血性卒中后第二階段的免疫反應(yīng),其產(chǎn)生是由于BBB破壞,正常情況下免疫隔離的中樞神經(jīng)系統(tǒng)抗原可以與外周血液中的抗原呈遞細(xì)胞(antigenpresenting cell,APC)接觸而誘發(fā)的自身免疫反應(yīng)。DAMPs可以促進(jìn)APC與受體間的相互作用而激活適應(yīng)性免疫反應(yīng),并由效應(yīng)T細(xì)胞介導(dǎo)[6]。效應(yīng)T細(xì)胞在適應(yīng)性免疫反應(yīng)過(guò)程中所發(fā)揮的作用是募集到缺血區(qū)域,穿過(guò)損傷的BBB,在腦實(shí)質(zhì)內(nèi)釋放炎性細(xì)胞因子如γ干擾素(interferon-γ,IFN-γ),并最終導(dǎo)致遲發(fā)性神經(jīng)毒性反應(yīng)[11-12]。
卒中后的免疫反應(yīng)是自限性的病理生理過(guò)程,在調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和B細(xì)胞的聯(lián)合作用下逐漸消退,為后期腦損傷部位的結(jié)構(gòu)和功能重建進(jìn)行了準(zhǔn)備。在炎癥消退過(guò)程中,調(diào)節(jié)性T細(xì)胞通過(guò)IL-10及局部組織內(nèi)的巨噬細(xì)胞分泌的轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)來(lái)發(fā)揮作用,抑制輔助性T細(xì)胞進(jìn)一步誘導(dǎo)炎癥反應(yīng),從而促進(jìn)殘余神經(jīng)元的修復(fù)[13-14]。
1.2 缺血性卒中后免疫抑制 缺血性卒中后在免疫系統(tǒng)激活的同時(shí),還會(huì)同時(shí)出現(xiàn)免疫抑制。腦缺血后數(shù)小時(shí)內(nèi)即可出現(xiàn)全身免疫功能下調(diào),細(xì)胞免疫受到抑制,各種免疫細(xì)胞如單核細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞數(shù)量減少,凋亡增加或出現(xiàn)細(xì)胞功能障礙[15]。同時(shí),多種炎性因子包括IL-10,IL-1β,TNF-α,IL-6等受到抑制。這種免疫抑制狀態(tài)被稱為卒中誘導(dǎo)的免疫抑制綜合征(stroke-induced immunodepression syndrome,SIDS)[16],其發(fā)生與應(yīng)激造成下丘腦-垂體-腎上腺軸和交感神經(jīng)系統(tǒng)激活,腎上腺皮質(zhì)激素和兒茶酚胺類物質(zhì)分泌增加并發(fā)揮免疫抑制作用有關(guān)[17]。
卒中后的免疫激活和免疫抑制是一對(duì)矛盾的統(tǒng)一體,前者通過(guò)炎癥反應(yīng)清除壞死組織,為神經(jīng)修復(fù)創(chuàng)造條件,也可以因過(guò)度的炎癥反應(yīng)造成繼發(fā)性神經(jīng)損傷;后者可減輕免疫系統(tǒng)對(duì)神經(jīng)元的破壞而起到神經(jīng)保護(hù)作用,但是過(guò)度的免疫抑制不可避免的增加了感染機(jī)會(huì)并導(dǎo)致臨床預(yù)后惡化[18]。
針對(duì)免疫系統(tǒng)的干預(yù)措施,如抑制固有免疫反應(yīng)或者適應(yīng)性免疫反應(yīng),是治療缺血性卒中的一個(gè)潛在途徑。一項(xiàng)基于大鼠大腦中動(dòng)脈缺血(middle cerebral artery occlusion,MCAO)模型的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)抑制CD8+和CD4+ T細(xì)胞向中樞神經(jīng)系統(tǒng)遷移及直接破壞CD8+ T細(xì)胞的細(xì)胞毒性可以減輕卒中后的免疫反應(yīng)并減小腦梗死體積[19]。另一項(xiàng)基于大鼠缺血/再灌注模型的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示抑制DAMPs激活的免疫細(xì)胞同樣可以減小腦梗死體積并改善功能結(jié)局[20]。臨床試驗(yàn)也顯示較低的CD14+促炎單核細(xì)胞/CD16+修復(fù)性單核細(xì)胞比值與卒中患者較好的急性期和遠(yuǎn)期功能結(jié)局相關(guān),提示對(duì)CD14+和CD16+細(xì)胞的調(diào)節(jié)可能是改善卒中預(yù)后的治療靶點(diǎn)[21]。
目前針對(duì)缺血性卒中后免疫調(diào)節(jié)的藥物治療研究方興未艾,有研究顯示出了相對(duì)積極的結(jié)局。
2.1 芬戈莫德 芬戈莫德是鞘氨醇1-磷酸鹽(sphingosine 1-phosphate,S1P)受體調(diào)節(jié)劑。芬戈莫德與T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞膜上的S1P受體結(jié)合后可以防止淋巴細(xì)胞從淋巴結(jié)中離巢及使遷徙過(guò)程中的淋巴細(xì)胞歸巢,甚至誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡,從而起到免疫調(diào)節(jié)作用[22]。
芬戈莫德除了對(duì)淋巴細(xì)胞發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用,減輕缺血腦組織炎癥之外,還可以減少白細(xì)胞浸潤(rùn)及細(xì)胞黏附因子如細(xì)胞間黏附分子(intercelluar adhesion molecule,ICAM)-1和炎性細(xì)胞因子如IL-1β和IFN-γ的釋放,從而減少白細(xì)胞對(duì)內(nèi)皮血管的黏附和繼發(fā)的炎性反應(yīng),發(fā)揮血管保護(hù)作用并減輕BBB的破壞及出血轉(zhuǎn)化的發(fā)生[23-25]。一項(xiàng)以大鼠MCAO模型為研究對(duì)象的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)提示芬戈莫德可以通過(guò)多個(gè)信號(hào)通路抑制神經(jīng)元凋亡從而發(fā)揮直接的神經(jīng)保護(hù)作用[26]。一項(xiàng)納入19個(gè)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)回顧和Meta分析結(jié)果也提示芬戈莫德能夠減小腦梗死體積,改善功能預(yù)后,從而支持芬戈莫德可能成為缺血性卒中一個(gè)新的治療選擇[27]。
由于芬戈莫德具有較好的免疫調(diào)節(jié)、血管保護(hù)和神經(jīng)保護(hù)作用,一些研究也探索了其治療缺血性卒中的臨床應(yīng)用價(jià)值。一項(xiàng)小樣本的開(kāi)放性單盲平行組探索性研究結(jié)果提示,對(duì)于前循環(huán)缺血性卒中的患者,在發(fā)病72 h內(nèi)口服芬戈莫德可以減輕7 d內(nèi)的繼發(fā)腦組織損傷,降低微血管通透性,減輕神經(jīng)功能缺損并改善預(yù)后[28]。另一項(xiàng)多中心隨機(jī)對(duì)照研究探索了阿替普酶靜脈溶栓聯(lián)合口服芬戈莫德治療的有效性和安全性。研究結(jié)果顯示芬戈莫德可以減少靜脈溶栓治療的前循環(huán)缺血性卒中患者的再灌注損傷,改善臨床結(jié)局并具有較好的安全性[29]。另一項(xiàng)研究探索了時(shí)間窗外(4.5~6 h)阿替普酶靜脈溶栓聯(lián)合口服芬戈莫德治療的臨床療效,結(jié)果提示對(duì)多模式影像篩選后的時(shí)間窗外近端腦大動(dòng)脈梗死患者,口服芬戈莫德能夠增強(qiáng)阿替普酶的治療效果,增加正向再灌注血流及逆向側(cè)支循環(huán)血流[30]。目前正在進(jìn)行的芬戈莫德與橋接治療聯(lián)合干預(yù)急性缺血性卒中的研究(Fingolimod with Alteplase bridging with Mechanical Thrombectomy in Acute Ischemic Stroke,F(xiàn)AMTAIS)也試圖探索接受阿替普酶靜脈溶栓橋接動(dòng)脈支架取栓治療的缺血性卒中患者,聯(lián)合口服芬戈莫德治療對(duì)臨床結(jié)局的影響[31]。
2.2 米諾環(huán)素 米諾環(huán)素是半合成的四環(huán)素類抗生素,兼具免疫調(diào)節(jié)和神經(jīng)保護(hù)作用。體外實(shí)驗(yàn)以及基于大鼠缺血/再灌注模型的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),米諾環(huán)素可以有效地抑制小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)于BBB的破壞,從而有助于維持BBB的完整性,減少卒中后的出血轉(zhuǎn)化,同時(shí)有助于減小腦梗死體積和神經(jīng)功能殘疾程度[32-33]。同時(shí),基于大鼠MCAO模型的動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)米諾環(huán)素對(duì)于出血轉(zhuǎn)化的抑制作用有助于延長(zhǎng)靜脈溶栓治療的時(shí)間窗[34]。一項(xiàng)以大鼠短暫性MCAO模型為研究對(duì)象的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示米諾環(huán)素還可以通過(guò)調(diào)節(jié)核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域(nucleotide-binding oligomerization domain,NOD)樣受體蛋白3炎癥小體的激活來(lái)影響炎性細(xì)胞因子IL-1β及IL-18的釋放,抑制缺血后的炎性反應(yīng),最終減輕腦組織的缺血性損傷[35]。在一項(xiàng)大鼠局灶性永久缺血模型動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),米諾環(huán)素可以通過(guò)抑制單核細(xì)胞趨化蛋白的活性,降低炎性細(xì)胞因子水平,減輕缺血后局部腦組織的炎癥反應(yīng)[36]。
臨床研究結(jié)果提示,口服米諾環(huán)素治療可以改善急性缺血性卒中患者的功能結(jié)局[37-38]。一項(xiàng)較早的探索性臨床研究提示缺血性卒中患者靜脈注射米諾環(huán)素?zé)o效,但是具有較好的安全性,而當(dāng)對(duì)3項(xiàng)臨床研究進(jìn)行薈萃分析時(shí),發(fā)現(xiàn)米諾環(huán)素能夠改善患者的功能結(jié)局[39]。一項(xiàng)納入7項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究的薈萃分析結(jié)果顯示,米諾環(huán)素治療能夠更好地改善急性缺血性卒中患者3個(gè)月時(shí)的功能預(yù)后,而不增加死亡、卒中復(fù)發(fā)、心肌梗死或者出血轉(zhuǎn)化的風(fēng)險(xiǎn)[40]。雖然目前臨床研究為米諾環(huán)素在急性缺血性卒中患者中的應(yīng)用進(jìn)行了有益的嘗試,但總體樣本量偏小,同時(shí)缺乏設(shè)計(jì)完善的隨機(jī)對(duì)照研究來(lái)驗(yàn)證該藥物對(duì)急性缺血性卒中的有效性和安全性。
2.3 其他免疫調(diào)節(jié)藥物 那他珠單抗是一種單克隆抗體,可以與白細(xì)胞表面的黏附整聯(lián)蛋白α4亞基結(jié)合,從而阻止白細(xì)胞穿過(guò)BBB,減輕缺血腦組織的炎癥反應(yīng)?;诖笫驧CAO模型的動(dòng)物研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),那他珠單抗可以減小梗死病灶的體積并改善短期神經(jīng)功能結(jié)局[41-42],但也有一些應(yīng)用相同模型的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)并未得到陽(yáng)性結(jié)果[43]。評(píng)估那他珠單抗治療急性缺血性卒中有效性和安全性的Ⅱ期臨床研究結(jié)果顯示那他珠單抗具有良好的安全性,雖然與對(duì)照組相比并沒(méi)有顯著減小梗死體積,但是那他珠單抗治療組患者功能預(yù)后要優(yōu)于對(duì)照組[44]。
IL-1受體拮抗劑(IL-1 receptor antagonist,IL-1ra)能夠抑制炎性介質(zhì)IL-1的作用?;诖笫驧CAO模型的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示IL-1ra能夠減少IL-1介導(dǎo)的缺血后神經(jīng)損傷[45]。一項(xiàng)關(guān)于IL-1ra治療卒中動(dòng)物模型的系統(tǒng)回顧研究發(fā)現(xiàn),IL-1ra減少了38.2%的梗死體積,且更高劑量,更早治療能使療效更好[46]。IL-1ra治療缺血性卒中的Ⅱ期臨床研究中,IL-1ra治療組中性粒細(xì)胞及白細(xì)胞計(jì)數(shù),CRP和IL-6等炎癥指標(biāo)均低于安慰劑組,而3個(gè)月時(shí)的臨床結(jié)局則優(yōu)于安慰劑組[47]。另一項(xiàng)Ⅱ期臨床研究觀察了皮下注射的IL-1ra治療缺血性卒中的有效性和安全性,結(jié)果顯示IL-1ra可降低與缺血性卒中不良臨床預(yù)后相關(guān)的血漿炎性標(biāo)志物(IL-6和CRP),安全性和耐受性良好,但是并未帶來(lái)更好的臨床預(yù)后[48]。
免疫系統(tǒng)是缺血性卒中整個(gè)病理生理過(guò)程中重要的參與者,且扮演雙重角色,既能在疾病早期加重缺血組織損傷,又能在疾病后期促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)。隨著對(duì)缺血性卒中炎性反應(yīng)過(guò)程的深入研究,免疫調(diào)節(jié)治療開(kāi)始嶄露頭角,并有可能成為缺血性卒中新的治療手段。
【點(diǎn)睛】缺血性卒中后的免疫反應(yīng)復(fù)雜,免疫調(diào)節(jié)治療提供了新的治療手段,但仍需要深入研究。