宋蘇蒙， 王麗琨綜述， 伍國鋒審校

腦出血(intracerebral hemorrhage，ICH)是指急性的、自發(fā)性的腦血管破裂，血液流出至大腦實(shí)質(zhì)、腦室或者蛛網(wǎng)膜下腔的過程。腦出血具有高發(fā)病率、高死亡率及高病殘率。腦出血后血腫的擴(kuò)大及吸收會引起一系列的反應(yīng)，即所謂的原發(fā)性腦損傷及繼發(fā)性腦損傷。小膠質(zhì)細(xì)胞是被認(rèn)為最早對腦出血做出反應(yīng)的非神經(jīng)元細(xì)胞，對于清除血腫及破碎的細(xì)胞組織非常重要，但同時(shí)也是繼發(fā)性顱腦損傷中炎癥損傷的重要來源[1]。

大量研究認(rèn)為，小膠質(zhì)細(xì)胞被激活后有兩種極化狀態(tài)即M1表型和M2表型，不同極化的小膠質(zhì)細(xì)胞起著損傷和保護(hù)的雙重作用。這一雙重作用的病理改變及具體作用機(jī)制尚不明確，大量研究表明可能和促炎與抗炎因子的釋放有關(guān)[2]。本文綜述了小膠質(zhì)細(xì)胞極化過程相關(guān)的重要進(jìn)展，特別是小膠質(zhì)細(xì)胞極化后M1/M2 表型之間作用差異及相互轉(zhuǎn)化的過程，并列舉了幾種通過改變小膠質(zhì)細(xì)胞極化狀態(tài)而治療腦出血的藥物。

1 小膠質(zhì)細(xì)胞概述

小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的常駐細(xì)胞，其不同與神經(jīng)外胚層細(xì)胞，它起源于原始的髓系細(xì)胞，主要來自卵黃囊原始巨噬細(xì)胞。在很早期經(jīng)過原始血流進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，分化成為成熟的小膠質(zhì)細(xì)胞，促進(jìn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育及維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，并對周圍環(huán)境起監(jiān)視作用[3]。激活后的小膠質(zhì)細(xì)胞與巨噬細(xì)胞在形態(tài)上極其相似，一直以來都缺乏區(qū)別兩者的特異性受體，最近的研究發(fā)現(xiàn)一種小膠質(zhì)細(xì)胞的特異受體：腺嘌呤受體(P2Y12受體)，它是一種二磷酸腺苷/三磷酸腺苷(ADP/ATP)反應(yīng)的G蛋白偶聯(lián)受體，在小膠質(zhì)靜息狀態(tài)下被發(fā)現(xiàn)，這也可以作為識別腦組織中的炎癥區(qū)域的一種手段[4]。

2 小膠質(zhì)細(xì)胞的極化

在一定環(huán)境的刺激下，小膠質(zhì)細(xì)胞可以被激活為兩種狀態(tài)，分別為經(jīng)典激活型(M1表型)和替代激活型(M2表型)，我們稱這一過程為極化。極化所涉及的不同表型，具有不同的生理作用[5]。M1表型的小膠質(zhì)細(xì)胞具有促炎作用，主要是由脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)或干擾素-γ(interferon-γ，IFN-γ)誘導(dǎo)而來，并分泌產(chǎn)生大量促炎細(xì)胞因子，包括IFN-γ、腫瘤壞死因子α(tumour necrosis factor-α，TNF-α)、白細(xì)胞介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)、趨化因子(CCL2，CXCL9，CXCL10)、蛋白水解酶(血紅素加氧酶-1(heme oxygenase-1，HO-1)，基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMPs)，一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase，iNOS)，活性氧(reactive oxygen species，ROS)以及主要組織相容復(fù)合物Ⅱ(major histocompatibility complex-Ⅱ，MHC-Ⅱ)這些都屬機(jī)體的防御要素。正常情況下激活的小膠質(zhì)細(xì)胞有利于清除入侵的病原體及壞死的細(xì)胞，但是小膠質(zhì)細(xì)胞一旦被過度激活，M1表型小膠質(zhì)細(xì)胞將釋放高水平的上述的炎癥因子及神經(jīng)毒素物質(zhì)，導(dǎo)致不受控制的炎癥反應(yīng)，加重組織損傷和神經(jīng)元死亡[2]。M2表型的小膠質(zhì)細(xì)胞可以被IL-4/IL-3誘導(dǎo)，產(chǎn)生高水平的抗炎因子，如IL-10、轉(zhuǎn)化生長因子β(transforming growth factor-β，TGF-β)、糖皮質(zhì)激素(Glucocorticoid，GC)，M2表型小膠質(zhì)細(xì)胞目前被認(rèn)為是一種保護(hù)細(xì)胞，分泌抗炎因子及上調(diào)神經(jīng)保護(hù)因子[6]。有研究表明M2表型的小膠質(zhì)細(xì)胞可以分為3個(gè)亞型：M2a、M2b和M2c，每種亞型刺激因子和標(biāo)志物都不同。M2a亞型的標(biāo)志物有IL-4和IL-13，它是小膠質(zhì)細(xì)胞激活的第一個(gè)階段，M2a亞型與 M1表型競爭精氨酸，作為一種抗炎小膠質(zhì)細(xì)胞亞型。M2b亞型是小膠質(zhì)細(xì)胞的混合活化狀態(tài)，可產(chǎn)生促炎和抗炎細(xì)胞因子。M2c亞型可由IL-10觸發(fā)，可以關(guān)閉小膠質(zhì)細(xì)胞的免疫應(yīng)答。不同極化的小膠質(zhì)細(xì)胞所表達(dá)的表面標(biāo)志物也不一樣，常用的M1表型小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物包括MHC-Ⅱ、CD16、CD32、CD80 (B7-1)、CD86 (B7-2)、CD40等，M2表型的表面標(biāo)志物為Ym1、CD206、CD68和 Arg1[7]。在動(dòng)物腦出血模型實(shí)驗(yàn)中，在腦出血的前3 d，M1表型標(biāo)志物CD16、CD32及iNOS表達(dá)明顯上升，這表明M1表型小膠質(zhì)細(xì)胞主要在急性期出現(xiàn)[8]。

3 極化的小膠質(zhì)細(xì)胞在腦出血中的作用

3.1 M1表型小膠質(zhì)細(xì)胞的作用 M1表型小膠質(zhì)細(xì)胞可以認(rèn)為是促炎細(xì)胞，激活后所釋放高水平的促炎因子包括IFN-γ、TNF-α、IL-1β，過度的炎癥反應(yīng)加重腦組織的水腫，是腦出血繼發(fā)性損傷的重要來源?除了促炎因子，M1表型小膠質(zhì)細(xì)胞分泌大量ROS以及蛋白水解酶，包括HO-1、MMPs、iNOS等。

腦出血后，發(fā)生M1表型極化的小膠質(zhì)細(xì)胞分泌大量的活性氧(ROS)，作為炎癥反應(yīng)中重要成分，它既是反應(yīng)的產(chǎn)物也是參與者，這一惡性循環(huán)反應(yīng)過程稱為呼吸爆發(fā)，通過激活NADPH氧化酶2(NOX 2)而介導(dǎo)[9]。ROS是一種活性很強(qiáng)壽命很短的分子，它包括超氧物、過氧化氫及羥基自由基。正常情況下ROS與抗氧化之間保持平衡，是細(xì)胞代謝及系統(tǒng)防御的重要組成部分，而在腦出血后，ROS的堆積使凋亡基因及炎癥介質(zhì)由低表達(dá)轉(zhuǎn)為高表達(dá)狀態(tài)，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、破壞血腦屏障，這一過程稱為氧化應(yīng)激作用，是腦出血后繼發(fā)性損傷機(jī)制的重要部分[10]。目前運(yùn)用較為成熟的抗氧化劑依達(dá)拉奉，可清除氧自由基起到抗氧化作用，該藥在臨床上的運(yùn)用已經(jīng)證實(shí)可以明顯改善缺血性腦卒中預(yù)后，但對于其在腦出血后的作用尚不明確，最近有試驗(yàn)研究表明，依達(dá)拉奉在腦出血后通過抑制小膠質(zhì)細(xì)胞NF-κB依賴性NLRP 3起到神經(jīng)保護(hù)作用，為依達(dá)拉奉應(yīng)用于腦出血后的臨床應(yīng)用提供了新的證據(jù)[11]。

小膠質(zhì)細(xì)胞M1表型極化后，血紅素加氧酶(HO-1)大量產(chǎn)生。在膠原酶誘導(dǎo)小鼠腦出血?jiǎng)游锬Ｐ椭?，腦出血后第1天，同側(cè)紋狀體內(nèi)HO-1蛋白表達(dá)顯著增加，第3天達(dá)高峰，第7天下降，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，敲除HO-1基因?qū)δX出血后早期腦功能有明顯的保護(hù)作用，這種保護(hù)作用可能與誘導(dǎo)腦出血后早期和關(guān)鍵階段小膠質(zhì)細(xì)胞活化、白細(xì)胞浸潤和ROS生成減少有關(guān)[12]。腦出血后血紅蛋白在代謝的過程中釋放大量游離的血紅素，并進(jìn)一步代謝為鐵、一氧化碳及膽紅素，而HO-1就是這一代謝過程的限速酶[13]。其中鐵是多種細(xì)胞色素和依賴與氧化還原反應(yīng)的蛋白質(zhì)必不可缺少的輔助因子，大量的HO-1分泌后使鐵在腦中聚集導(dǎo)致鐵超載，導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化和自由基的形成，引起腦損傷和不可逆轉(zhuǎn)的神經(jīng)功能缺損。此外也有研究表明，鐵聚集還可以進(jìn)一步誘導(dǎo)活性氧的大量產(chǎn)生，可能是導(dǎo)致腦出血后水腫形成的直接原因[14]。然而，目前對HO-1在腦出血后的作用研究尚具有爭議，現(xiàn)有研究認(rèn)為，對于HO-1的作用存在雙面性，使用HO-1誘導(dǎo)劑和HO-1抑制劑來研究其在腦出血過程中的作用，HO-1在腦出血早期加重了腦損傷，但是在晚期卻可以增加血腫的吸收和促進(jìn)血管的生成從而發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[12]。所以，HO-1在腦出血后的作用不可單純認(rèn)為只有損傷作用，其在這一過程中作用是動(dòng)態(tài)變化的，以該切入點(diǎn)進(jìn)行藥物干預(yù)試驗(yàn)應(yīng)存在“時(shí)間窗”的問題，而如何確定這一時(shí)間窗也是需要研究的重點(diǎn)。

M1表型小膠質(zhì)細(xì)胞是一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase，iNOS) 的主要來源，其可以激活神經(jīng)元中產(chǎn)生的NO，NO通過與超氧物的反應(yīng)形成過氧亞硝酸根，進(jìn)一步導(dǎo)致血腦屏障損壞[15]。另有實(shí)驗(yàn)表明，在腦出血的動(dòng)物模型中應(yīng)用iNOS抑制劑可以減少神經(jīng)細(xì)胞的死亡和神經(jīng)功能障礙，并且在膠原酶誘導(dǎo)的小鼠腦出血模型中，敲除其iNOS基因可以明顯改善腦出血后的腦水腫[16]。腦出血后iNOS的激活已被許多研究所證實(shí)，通過對它的抑制可明顯改善腦出血后的神經(jīng)損傷情況，這也是當(dāng)前腦出血新的治療靶點(diǎn)。

在腦出血后激活的M1表型小膠質(zhì)細(xì)胞大量表達(dá)基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)，它是一類鈣依賴的內(nèi)肽酶，可以降解細(xì)胞外機(jī)制的任何成分，一般時(shí)候腦內(nèi)含量極少，但是會對各種神經(jīng)疾病作出反應(yīng)[17]。目前研究主要集中在腦出血后2～3 d內(nèi)增加的MMP-2和MMP-9，在腦出血后，TNF-α、IL-1β等促炎因子的高表達(dá)，通過激活NF-κB通路使MMP-2和MMP-9表達(dá)的增加，從而降解血腦屏障毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞間的緊密連接和基底膜蛋白而導(dǎo)致血腦屏障破壞、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、與神經(jīng)炎癥反應(yīng)[18]。在腦出血大鼠模型試驗(yàn)中，予以脂氧合酶A4甲酯(LXA 4 ME)進(jìn)行腦室內(nèi)注射治療，抑制NF-κB依賴性MMP-9的表達(dá)，可以明顯減輕早期腦損傷，有效保護(hù)血腦屏障[19]。最近有研究表明，在腦卒中、神經(jīng)感染性疾病及多發(fā)硬化癥等神經(jīng)疾病的恢復(fù)期中，MMPs是起到有益作用，它可以增加生長因子的水平進(jìn)而促進(jìn)血管的再生及神經(jīng)保護(hù)作用[20]，但是這種有利作用是否同樣也適用于腦出血，或者說MMPs在腦出血后是否也存在雙重作用，這需要進(jìn)一步的研究證實(shí)。

3.2 M2的作用 在腦出血研究中，對M2表型小膠質(zhì)細(xì)胞的研究遠(yuǎn)少于M1表型，目前認(rèn)為M2極化小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷后修復(fù)的關(guān)鍵，M2表型小膠質(zhì)細(xì)胞被廣泛認(rèn)為具有神經(jīng)保護(hù)作用，相比較M1表型產(chǎn)生許多促炎因子，M2表型的作用相反，它可以促進(jìn)抗炎癥因子的釋放如IL-4、IL-10、TGF-β，從而表現(xiàn)出抗炎的作用，抑制免疫反應(yīng)，通過清除損傷部位的細(xì)胞碎片促進(jìn)腦組織的恢復(fù)，減輕局部炎癥，并參與損傷組織的重塑，M2表型小膠質(zhì)細(xì)胞的作用不僅表現(xiàn)在其抗炎作用，其也有利作用于吞噬細(xì)胞碎片及清除血腫[21]。除了產(chǎn)生抗炎因子，M2表型小膠質(zhì)細(xì)胞還同時(shí)產(chǎn)生很多生長因子，包括血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、堿性成纖維細(xì)胞生長因子(basic fibroblast growth factor，F(xiàn)GF-2)、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor，BDNF)、胰島素樣生長因子-1(insulin like growth factor-1，IGF-1)和血小板源性生長因子(platelet-derived growth factor，PDGF)，它們對誘導(dǎo)神經(jīng)再生、促進(jìn)血管生成、少突膠質(zhì)細(xì)胞的成熟、軸突再生具有重要的意義[22]。目前對于M2表型極化作用減輕腦出血后損傷的研究仍較少，但是目前研究普遍認(rèn)為M2表型小膠質(zhì)細(xì)胞具有保護(hù)作用這一特點(diǎn)是肯定的，它在腦出血后的動(dòng)態(tài)變化仍不明確，但是促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞從M1表型向M2表型轉(zhuǎn)化是目前研究的重點(diǎn)，成為以后腦出血治療方面重要的研究方向。

4 小膠質(zhì)細(xì)胞M1/M2表型間轉(zhuǎn)化

腦出血后小膠質(zhì)細(xì)胞的極化是一個(gè)很復(fù)雜的過程，在實(shí)驗(yàn)中，通過觀察M1表型和M2表型細(xì)胞標(biāo)志物的變化，M1表型和M2表型之間似乎存在互相轉(zhuǎn)化的過程。在膠原酶誘導(dǎo)的小鼠腦出血模型中，可以觀察到前期占主導(dǎo)地位M1表型小膠質(zhì)細(xì)胞在第1天～第3天向M2表型轉(zhuǎn)變，而在全成分血注射誘導(dǎo)小鼠腦出血模型中，這種轉(zhuǎn)變發(fā)生在第1周[23]。腦出血后在早期急性期，M1表型小膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生促炎加重顱腦損傷，隨后被M2型小膠質(zhì)細(xì)胞所取代，起到抑制炎癥反應(yīng)、清除毒性物質(zhì)及修復(fù)損傷神經(jīng)等作用。近年來多項(xiàng)研究表明，對于緩解腦實(shí)質(zhì)繼發(fā)性損傷的策略，不應(yīng)只局限于抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的活化，應(yīng)該更多的注意小膠質(zhì)細(xì)胞的比例，即促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞M1表型向M2表型轉(zhuǎn)化這一方面。因此，開發(fā)能夠改變M1/M2比值來調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)是治療腦出血的一種很有前途的藥物干預(yù)措施。

4.1 米諾環(huán)素 在腦出血?jiǎng)游飳?shí)驗(yàn)中，米諾環(huán)素作為四環(huán)素類抗生素中的一種，可以有效地穿透血腦屏障，它可以通過TrkB/BDNF途徑極化M2表型小膠質(zhì)細(xì)胞，分泌抗炎細(xì)胞因子及神經(jīng)營養(yǎng)因子，促進(jìn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷后的神經(jīng)恢復(fù)[24]。目前有研究認(rèn)為，在大鼠腦卒中模型中，米諾環(huán)素可以改善大鼠神經(jīng)功能恢復(fù)，有很好抑制M1表型小膠質(zhì)細(xì)胞從而達(dá)到抗炎的作用[25]。關(guān)于米諾環(huán)素，有臨床試驗(yàn)已經(jīng)評估了該藥物治療幾種精神和神經(jīng)疾病的潛力，包括主要的抑郁癥、精神分裂癥、雙相情感障礙、卒中和肌萎縮側(cè)索硬化癥，但是對腦出血的治療中還需要進(jìn)一步的研究和系統(tǒng)評價(jià)[26]。

4.2 他汀類 他汀類藥物以降低血清膽固醇水平和降低心血管事件而聞名，但其抗炎作用近年來得到人們的認(rèn)可。由于他汀類藥物的特殊性，他汀類藥物已被應(yīng)用與缺血性腦卒中的治療[27]。在體外實(shí)驗(yàn)中，辛伐他汀通過促進(jìn)M1型巨噬細(xì)胞表型向M2型巨噬細(xì)胞表型的轉(zhuǎn)換而發(fā)揮抗炎作用，阿托伐他汀在心肌梗死中也表現(xiàn)出類似的作用。并可能通過p38MAPK依賴性PPAR促進(jìn)循環(huán)單核細(xì)胞向M2表型巨噬細(xì)胞分化[28]。最近，在一些臨床研究中，與不使用他汀類藥物的患者相比，使用他汀類藥物的患者不能促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)，但可以明顯改善腦出血后的死亡率，特別是使用親水性他汀類藥物治療的患者中[29]。關(guān)于他汀類藥物，其對缺血性腦卒中的臨床療效已被證實(shí)，但是其對腦出血是否也有很好的治療效果，需要進(jìn)一步研究。

4.3 PPAR-γ激動(dòng)劑 核激素受體PPAR是巨噬細(xì)胞M2樣表型的主調(diào)節(jié)因子，PPAR-γ激動(dòng)劑激活小膠質(zhì)細(xì)胞進(jìn)入M2表型狀態(tài)，通過抑制NF-κB通路起到廣泛的抗炎和組織修復(fù)作用。有研究表明PPAP-γ激動(dòng)劑可以使M2標(biāo)記物CD206、IL-4、IGF-1、TGF-1、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、G-CSF和GM-CSF水平升高，M1標(biāo)記物CD86、COX-2、iNOS、IL-1β、IL-6水平降低，證明其可以增強(qiáng)小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬功能，可以促進(jìn)M1至M2的極化[30]。作為PPAR-γ激動(dòng)劑，羅格列酮不僅是一種抗糖尿病藥物，而且是一種神經(jīng)保護(hù)劑，在局灶性腦缺血和進(jìn)行性帕金森病小鼠模型中，羅格列酮具有促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞M2極化的作用。大量證據(jù)表明，PPAR-γ激動(dòng)劑吡格列酮可以調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激，在慢性輕度應(yīng)激的小鼠模型中，用吡格列酮治療小鼠后，可以看到小膠質(zhì)細(xì)胞M1標(biāo)記物的表達(dá)降低，而M2標(biāo)記物的表達(dá)升高。目前關(guān)于PPAR-γ激動(dòng)劑的研究，在全成分血注射誘導(dǎo)的動(dòng)物腦出血模型中，PPAR-γ激動(dòng)劑通過誘導(dǎo)CD36表達(dá)上調(diào)，促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬紅細(xì)胞，表明它可以有效的促進(jìn)血腫的清除，減少神經(jīng)元的損傷，在離體實(shí)驗(yàn)中也可減少炎癥因子和自由基的產(chǎn)生，現(xiàn)在已開展了一項(xiàng)評價(jià)吡格列酮治療腦出血血腫清除安全性的臨床試驗(yàn)(SHRINC)[31]。

5 展 望

小膠質(zhì)細(xì)胞的極化在腦出血的病理和相關(guān)進(jìn)展中具有重要意義，隨著小膠質(zhì)細(xì)胞激活的機(jī)制日益闡明，其與神經(jīng)系統(tǒng)疾病的關(guān)系逐漸明確。但是對小膠質(zhì)細(xì)胞的極化動(dòng)力學(xué)這方面的研究尚不完善，M1/M2樣極化作用，一方面可以促進(jìn)神經(jīng)功能的恢復(fù);另一方面可以促進(jìn)炎癥反應(yīng)加重組織的損傷。小膠質(zhì)細(xì)胞的M1和M2不同表型之間動(dòng)態(tài)變化，對于腦組織損傷修復(fù)的調(diào)節(jié)起著重要的作用，現(xiàn)在對于小膠質(zhì)細(xì)胞的廣泛抑制已不再是治療方案的研究重點(diǎn)，更加注重研究小膠質(zhì)細(xì)胞表型轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵調(diào)控機(jī)制，在抑制早期M1表型極化的小膠質(zhì)細(xì)胞和促進(jìn)后期M2表型極化小膠質(zhì)細(xì)胞的動(dòng)態(tài)變化中找到一個(gè)最佳的平衡狀態(tài)。從而最大限度的利用血腫清除和腦修復(fù)的自然過程。然而在目前的研究中存在一定的局限性，首先大多數(shù)的研究成果都是來源于嚙齒動(dòng)物腦出血模型，對于這些結(jié)果能否成功轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用，需要對腦出血患者組織病理學(xué)進(jìn)行更深入研究并建立與臨床疾病更加相似的腦出血?jiǎng)游锬Ｐ?。其次，目前的?dòng)物模型沒有考慮到性別的差異以及激素對炎癥可能造成的影響，因此今后的實(shí)驗(yàn)可以針對動(dòng)物性別進(jìn)行分組研究，為更好的將臨床前發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為有效的臨床治療靶點(diǎn)。最后，目前藥物干預(yù)小膠質(zhì)細(xì)胞不同表型之間轉(zhuǎn)化，大都著眼于表象，對于小膠質(zhì)細(xì)胞表型轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵調(diào)控機(jī)制研究較少。今后的研究應(yīng)主要集中于小膠質(zhì)細(xì)胞M1/M2極化的具體調(diào)控機(jī)制，為治療腦出血的藥物干預(yù)提供新的切入點(diǎn)，為腦出血疾病的治療提供新的方向。