秦振秀 劉競(jìng)麗
目前臨床上首選重組組織纖溶酶原激活劑(recombinant tissue-type plasminogen activator,rt-PA)[1]或血管內(nèi)血栓切除術(shù)(endovascular thrombectomy,EVT)[2]治療缺血性腦卒中,但這些治療遠(yuǎn)不能使絕大多數(shù)患者獲益。因此需要找到其他有效的治療方法來改善更多患者的預(yù)后。然而絕大多數(shù)在嚙齒動(dòng)物上有效的干預(yù)措施在臨床試驗(yàn)中都失敗了,這可能與嚙齒動(dòng)物在解剖學(xué)、遺傳學(xué)、病理學(xué)以及藥理學(xué)等各方面都與人差別大有關(guān),而非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物在各方面都與人類相近。所以使用非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物對(duì)缺血性腦卒中的治療方法進(jìn)行有效性及安全性評(píng)價(jià)是進(jìn)入臨床研究的關(guān)鍵一步,目前這方面的研究較少。因此,本文將對(duì)以非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物為模型的缺血性腦卒中的治療方法研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
目前在非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型上研究的藥物按機(jī)制分為酶/蛋白抑制藥物;抗血栓形成的藥物;清除自由基的藥物;以及干預(yù)其他機(jī)制的藥物,絕大多數(shù)這些藥物治療都能減少梗死面積以及改善神經(jīng)功能,他們都可作為治療缺血性腦卒中的主要候選藥物。以下具體介紹每種藥物的藥效作用特點(diǎn)。
1.1 酶/蛋白抑制藥物 4-((1E)-2-(5-(4-羥基-3-甲氧基苯基-)-1-苯基-1 h-吡唑基-3-基)乙烯基)-2-甲氧基苯酚[4-((1E)-2-(5-(4-hydroxy-3-methoxystyryl-)-1-phenyl-1H-pyrazoyl-3-yl)vinyl) -2-methoxy-phenol),CNB-001]是一種姜黃素化合物,具有親脂性和穿透血腦屏障(blood brain barrier,BBB)的藥物化 學(xué)特性[3],CNB-001在體外可抑制人 5-脂氧合酶 (5-lipoxygenase,5-LOX)和15-脂氧合酶(15-lipoxygenase,15-LOX),而 5-LOX 在大腦中含量豐富,其產(chǎn)物5-HPETE轉(zhuǎn)化為白三烯,介導(dǎo)炎癥和氧化應(yīng)激[4]。LAPCHAK等[5]在雄性食蟹猴永久性大腦中動(dòng)脈(permanent middle cerebral artery occlusion,pMCAO)阻塞中表明在6 h內(nèi)給予CNB-001治療,能有效的減少腦梗面積的擴(kuò)大。但還需進(jìn)一步在非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型上評(píng)估CNB-001與其他治療缺血性腦卒中的藥物聯(lián)合作用下的療效和安全性。
MP-124是聚腺苷酸二磷酸核糖基聚合酶 (poly ADP-ribose polymerase,PARP)抑制劑,有研究顯示MP-124在食蟹猴pMCAO和短暫大腦中動(dòng)脈阻塞(transient middle cerebral artery occlusion,tMCAO)術(shù)后 6 h內(nèi)均表現(xiàn)出明顯的神經(jīng)保護(hù)作用,而且無性別差異,也初步探討了tMCAO術(shù)后8 h給予MP-124仍有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但其效力低于6 h,MP-124是一種不僅能改善梗死面積,還能改善非人類靈長(zhǎng)類動(dòng)物缺血性卒中模型的神經(jīng)功能缺損的藥物,在tMCAO模型再灌注后PARP被強(qiáng)烈激活[6]。所以MP-124作為PARP的抑制劑更適合與血管再通治療方式協(xié)同應(yīng)用,減少缺血再灌注帶來的進(jìn)一步損傷,并且MP-124的神經(jīng)保護(hù)作用可持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間。
PSD-95是一種突觸支架蛋白,它將N-甲基-D-天冬氨酸受體(N-methyl-D-aspartic acid receptor,NMDAR)與神經(jīng)毒性信號(hào)通路連接起來[7]。NA-1(又稱Tat-NR2B9c)是PSD-95抑制劑,通過干預(yù)PSD-95的蛋白-蛋白相互作用而發(fā)揮作用,COOK等[8]通過MRI、組織學(xué)來評(píng)估獼猴發(fā)生缺血性腦卒中后的神經(jīng)功能和組織損傷,該研究證明了PSD-95抑制劑對(duì)非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物大腦的神經(jīng)保護(hù)作用。NA-1是一個(gè)非常有潛力的治療缺血性腦卒中的新藥物,目前已進(jìn)入二期臨床試驗(yàn)[9],臨床試驗(yàn)表明NA-1對(duì)血管痙攣沒有作用,NA-1相關(guān)的神經(jīng)功能改善機(jī)制被認(rèn)為是直接的神經(jīng)元保護(hù),NA-1尤其對(duì)蛛網(wǎng)膜下腔出血后的神經(jīng)功能改善更顯著。
1.2 抗血栓形成的藥物 煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADPH)是戊糖磷酸途徑的代謝產(chǎn)物,是參與細(xì)胞內(nèi)多種合成代謝反應(yīng)的輔酶和經(jīng)典分子。外源性NADPH能夠阻止缺血/再灌注期間細(xì)胞內(nèi)ROS水平的升高,此外,當(dāng)有氧時(shí),線粒體可以利用過量的NADPH產(chǎn)生ATP[10]。LI等[11]在雄性恒河猴血栓栓塞大腦中動(dòng)脈模型的研究上,表明了NADPH可以抑制血小板的聚集,還可以減少10 d后梗死體積。但目前對(duì)于該藥還只是初步探究,NADPH在非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物使用的安全性,有效性等方面還有待深入研究。
第三代噻吩吡啶類抗血小板藥物普拉格雷(prasugrel)是P2Y12拮抗劑,有研究[12]提示在食蟹猴血栓性腦卒中模型上使用 1 mg/(kg·d)以及 0.3 mg/(kg·d)的普拉格雷可以減少腦梗死體積,改善神經(jīng)功能,卻不增加出血風(fēng)險(xiǎn),研究表明,普拉格雷單藥治療對(duì)預(yù)防血栓性腦卒中是有效的。2016年SUGIDACHI等[13]研究了普拉格雷的活性代謝物R-138727可以增加再灌注的血管再通率,并且普拉格雷抗血小板作用的三期隨機(jī)非劣效性試驗(yàn)已經(jīng)在日本完成[14]。相對(duì)于氯吡格雷,普拉格雷最主要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)抗血小板治療反應(yīng)不良的患者有效,特別是那些CYP2C19功能下降的患者。
人源抗E/P選擇素抗體(humanized anti-E/P-selectin antibody,HuEP5C7)是一種選擇性阻斷E/P選擇素的抗體,選擇素在血栓形成中介導(dǎo)白細(xì)胞粘附,參與微血管血栓形成,HuEP5C7抑制中性粒細(xì)胞與表達(dá)E和P選擇素的細(xì)胞因子激活的內(nèi)皮細(xì)胞的結(jié)合,以及P選擇素介導(dǎo)的血小板結(jié)合。給予HuEP5C7治療的狒狒不僅可以減少梗死面積、改善神經(jīng)功能和增加存活率,更重要的是它可以顯著抑制外周選擇素水平和減少腦中性粒細(xì)胞內(nèi)流。從而減少腦梗死動(dòng)物的感染風(fēng)險(xiǎn)[15]。
水蘇霉小孢子三丙烯基苯酚(stachybotrys microspora triprenyl phenol,SMTP)是一小孢子水霉屬真菌的一個(gè)小分子家族。SMTP-7是一種有效的SMTP同源物,有研究[16]通過在食蟹猴血栓性腦卒中模型中,注射SMTP-7顯著提高了灌注后再通率,但SMTP-7對(duì)食蟹猴腦卒中模型的療效不涉及血流動(dòng)力學(xué)改變和凝血抑制,SMTP-7是通過改變纖溶酶原的構(gòu)象,使其易受內(nèi)源性纖溶酶原激活劑的蛋白水解激活而發(fā)揮作用。SMTP-7作為有潛力的溶栓藥需要進(jìn)一步與rt-PA進(jìn)行再通和出血性轉(zhuǎn)化比例的比較。SMTP-7能否真正降低出血的風(fēng)險(xiǎn)以及SMTP-7對(duì)神經(jīng)功能缺陷長(zhǎng)期預(yù)后的影響也都需要再進(jìn)一步深入研究。
1.3 清除自由基的藥物 2-(((1,1-二甲基乙基)氧化亞氨基)-甲基)-3,5,6-三甲基吡嗪[2-(((1,1-dimethylethyl)oxidoimino)-methyl)-3,5,6-trimethylpyrazine,TBN]是一種新型的四甲基吡嗪(tetramethylpyrazine,TMP)和硝基酮的合成物,TBN同時(shí)具有TMP和硝基酮的藥理特性,具有強(qiáng)大清除自由基的功能。TBN很容易穿透血腦屏障,TBN可以有效地進(jìn)入損傷的腦組織,既抑制Ca2+內(nèi)流,又清除自由基。有研究[17]證明TBN在雄性食蟹猴腦卒中發(fā)生后6 h仍然有效,TBN治療除能顯著減少腦梗死體積外,還可恢復(fù)食蟹猴癱瘓手臂的抓食功能。TBN對(duì)血小板聚集有邊緣作用,與阿司匹林沒有協(xié)同作用?;赥MP在臨床使用中的安全性以及TBN的臨床前安全性評(píng)價(jià),初步推測(cè)TBN在人體是安全的,且副作用小。TBN治療缺血性腦卒中的臨床前療效有待于臨床試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。
1.4 其他機(jī)制的藥物 N-((3R)-7-((1R)-1-羥乙基)-3-(4-異丙基苯基)-4,6-二甲基-2,3-二氫-1-苯并呋喃-5-基)-3,3-二甲基丁酰胺)[(N-((3R)-7-((1R)-1-Hydroxyethyl)-3-(4-isopropylphenyl)-4,6-dimethyl-2,3-dihydro-1-benzofuran-5-yl)-3,3-dimethylbutanamide),TAK-937]是一種選擇性高效的大麻素(cannabinoid,CB)受體激動(dòng)劑,SUZUKI等[18]在獼猴大腦中動(dòng)脈血栓栓塞模型研究中,證明了TAK-937能夠減少梗死體積和腦脊液中s-100β的水平,而且腦脊液中s-100β水平與梗死體積呈正相關(guān)。提示s-100β可作為未來TAK-937臨床前/臨床應(yīng)用的替代生物標(biāo)記物。但TAK-937在與人類卒中相關(guān)的共?。ㄈ绺哐獕汉吞悄虿。┲袦p少缺血性損傷的能力仍有待證實(shí)。
CNTO-0007是含有人臍組織來源細(xì)胞 (human umbili cal tissue-derived cells,hUTC)的一種細(xì)胞藥物,hUTC 包含間充質(zhì)祖細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞前體和其他具有廣泛增殖能力的未成熟祖細(xì)胞,這些細(xì)胞可以分化為神經(jīng)細(xì)胞,分泌神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子,并產(chǎn)生細(xì)胞因子,如趨化因子、白介素和生長(zhǎng)因子,這些因子最終可以調(diào)節(jié)炎癥、血管生成和突觸生成,并減少卒中后細(xì)胞死亡[19]。MOORE等[20]研究了細(xì)胞藥物CNTO-0007對(duì)恒河猴皮質(zhì)缺血后功能恢復(fù)的影響,結(jié)果表明CNTO-0007可以改善恒河猴的精細(xì)功能,特別是對(duì)抓握功能的影響,但這種恢復(fù)的確切機(jī)制仍不清楚。該藥物仍然需要在非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型上進(jìn)行更深入的機(jī)制研究。
人羊膜上皮細(xì)胞(human amniotic epithelial cells,hAECs)是胎盤來源的干細(xì)胞。hAECs突破了其他干細(xì)胞治療的一些限制,比如免疫排斥反應(yīng)、腫瘤形成、來源和可用性有限、倫理問題,hAECs可以有效預(yù)防卒中后全身免疫抑制,hAECs是一種比許多其他干細(xì)胞類型更安全的移植細(xì)胞[21]。有研究證明hAECs可以有效地抑制狨猴腦皮質(zhì)短暫性缺血模型梗死灶的擴(kuò)大[22]。羊膜上皮細(xì)胞療法已經(jīng)完成了在缺血性腦卒中的一期臨床實(shí)驗(yàn)[23]。靜脈注射羊膜上皮細(xì)胞治療缺血性腦卒中未來可期。
遠(yuǎn)端缺血后處理(remote ischemic postconditioning,RIPC)是一種非藥理學(xué)方法,通過間歇性和非侵入性阻斷肢體的血流來改善神經(jīng)功能。有研究[24]表明短期RIPC在恒河猴缺血性腦卒中模型超急性期是安全有效的,RIPC可改善恒河猴腦卒中后30~60 d的神經(jīng)功能,但對(duì)腦梗死體積無影響。與單肢RIPC/四肢RIPC相比,雙肢RIPC聯(lián)合兩個(gè)訓(xùn)練周期在減少心肌酶、血管內(nèi)皮損傷和炎癥反應(yīng)方面更有效。考慮到這一點(diǎn),在卒中超急性期應(yīng)用雙肢RIPC似乎是減少卒中相關(guān)的心功能障礙和神經(jīng)功能缺損的一種有希望的治療策略。RIPC具有無創(chuàng),成本低,使用方便的特點(diǎn),希望有條件可以進(jìn)一步對(duì)其深入研究。
SHIMIZU等[25]首次報(bào)高了經(jīng)顱靶向-低頻超聲溶栓(transcranial targeting-low frequency ultrasound thrombolysis,TCT-LoFUT)在食蟹猴以及恒河猴正常大腦中的臨床前安全性檢測(cè)。通過組織學(xué)證據(jù)支持TCT-LoFUT沒有對(duì)健康的非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物造成大腦腫脹、壞死等不良影響。TCT-LoFUT無創(chuàng),且同時(shí)可以達(dá)到診斷與治療缺血性腦卒中的目的,但是在不正確的聲學(xué)條件下使用它可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的腦損傷。所以TCT-LoFUT在非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物的安全性研究還需繼續(xù)。
缺血性腦卒中是一種簡(jiǎn)單而明確的病理狀態(tài),血流中斷導(dǎo)致組織連續(xù)損傷,另一方面,缺血性腦卒中又是一種高度復(fù)雜的疾病[26]。許多臨床前研究絕大多數(shù)臨床前研究都失敗了,原因包括神經(jīng)保護(hù)藥物只在年輕動(dòng)物身上進(jìn)行測(cè)試,這并不能模擬老年人類中風(fēng)的所有方面,同時(shí)嚙齒類動(dòng)物在解剖學(xué),遺傳學(xué),病理生理等各方面都與人類相差甚遠(yuǎn),還包括卒中模型只是單純的卒中,但是臨床上的卒中通常會(huì)合并高血壓,糖尿病等其他疾病。這些可能都是導(dǎo)致在動(dòng)物模型上有很好的療效,但在臨床前試驗(yàn)總是失敗的原因[27]。所以非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物缺血性腦卒中模型是特別有價(jià)值的工具。本文總結(jié)了到目前為止以非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物為模型的缺血性腦卒中的一些藥物以及非藥物治療研究,它們治療缺血性腦卒中各有利弊,但研究并不全面,想要應(yīng)用到臨床試驗(yàn)階段還需要對(duì)它們進(jìn)行深入研究。建議在非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型上建立共病的卒中模型,將這些神經(jīng)保護(hù)藥物與溶栓藥物相結(jié)合,評(píng)價(jià)這些藥物的療效以及安全性。同時(shí),非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物作為研究對(duì)象,成本昂貴,造模技術(shù)要求高,動(dòng)物護(hù)理還需要專業(yè)人員支持,希望有能力有資源的研究者們能突破難關(guān),在未來的缺血性腦卒中的臨床研究中能有重大突破。