涂克濤 陳志穎

1）九江學(xué)院，江西 九江 332000 2）九江學(xué)院附屬醫(yī)院，江西 九江 332000

自發(fā)性腦出血（intracerebral hemorrhage,ICH）是指原發(fā)性非外傷性腦實(shí)質(zhì)內(nèi)出血，并且是腦實(shí)質(zhì)內(nèi)小血管出血以及隨后血腫形成和擴(kuò)張的結(jié)果。盡管自發(fā)性ICH 在腦卒中病例中所占比例不到20%，但仍是所有卒中類型中病死率最高的，同時(shí)具有高發(fā)病率、高致殘率。血-腦屏障（blood brain barrier,BBB）結(jié)構(gòu)和功能的完整性在維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定中起核心作用，而BBB 破壞是ICH 后引起腦損傷的關(guān)鍵機(jī)制之一，這與預(yù)后不良密切相關(guān)。BBB 通透性的增加導(dǎo)致ICH 后血管源性腦水腫，之后滲出物的質(zhì)量效應(yīng)導(dǎo)致延遲神經(jīng)系統(tǒng)惡化。目前，許多因素與BBB 破壞有關(guān)，包括凝血酶、炎癥因子、血紅蛋白降解產(chǎn)物和基質(zhì)金屬蛋白酶等。根據(jù)腦出血的當(dāng)前研究和治療現(xiàn)狀，本文闡述了ICH 后BBB 通透性增高的相關(guān)機(jī)制，以期為尋找治療靶點(diǎn)提供新的研究方向，并為ICH患者提供前瞻性選擇。

1 血-腦屏障（BBB）的結(jié)構(gòu)及功能

BBB 是血液與腦實(shí)質(zhì)物質(zhì)交換的動態(tài)平臺，其主要功能是維持腦穩(wěn)態(tài)，調(diào)節(jié)流入和流出運(yùn)輸，以及保護(hù)腦實(shí)質(zhì)免受傷害［1］，是中樞神經(jīng)系統(tǒng)不可或缺的功能守門人。BBB 的核心解剖成分是神經(jīng)血管單元，是由內(nèi)皮細(xì)胞、周細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞緊密的功能聯(lián)系組成的細(xì)胞集合；內(nèi)皮細(xì)胞被周細(xì)胞或平滑肌細(xì)胞包圍，此外星形膠質(zhì)細(xì)胞的延伸足突包圍了血管，并介導(dǎo)了神經(jīng)血管的溝通。這些不同類型的細(xì)胞之間的相互作用在神經(jīng)血管單元調(diào)節(jié)BBB滲透性。研究發(fā)現(xiàn)許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病會導(dǎo)致BBB連續(xù)性的中斷［2-3］，各種神經(jīng)細(xì)胞、組織間液、腦內(nèi)壓等維持正常代謝平衡都需要完整BBB 的存在，否則很容易出現(xiàn)各種神經(jīng)細(xì)胞的病理變化及腦損傷。

2 自發(fā)性腦出血（Intracerebral hemorrhage，ICH）后導(dǎo)致BBB通透性升高

在每次發(fā)生腦出血和隨后的腦損傷中，凝血酶原分解為凝血酶是止血和血栓形成的關(guān)鍵步驟，但是大量激活的凝血酶卻顯著損害BBB 的完整性［4］；炎癥的激活在BBB 損害起著關(guān)鍵的作用，包括小膠質(zhì)細(xì)胞的激活、各種炎癥介質(zhì)的上調(diào)及破壞緊密連接蛋白導(dǎo)致BBB 通透性增高等；水通道蛋白促進(jìn)BBB 通透性的增加及腦水腫的形成；紅細(xì)胞釋放的血紅蛋白和血紅蛋白來源的血紅素以及鐵的毒性導(dǎo)致腦出血后神經(jīng)元及白質(zhì)損傷、BBB 破壞和功能下降［5-6］；基質(zhì)金屬蛋白酶（Matrix metalloproteinases，MMPs）促進(jìn)腦損傷后的炎癥級聯(lián)反應(yīng)。針對上述BBB通透性增高機(jī)制，進(jìn)行了大量的研究。

2.1 血紅蛋白血紅蛋白釋放后可導(dǎo)致腦損傷，隨之降解產(chǎn)生血紅素等毒性物質(zhì)可誘導(dǎo)炎性損傷，同時(shí)伴有腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和白介素-6（IL-6）依賴［7］，致使BBB破壞。此外，鐵沉積和鐵介導(dǎo)的羥基自由基是所有氧自由基中反應(yīng)性最強(qiáng)的，可以激活MMPs及隨后的誘導(dǎo)分解緊密連接，并導(dǎo)致氧化應(yīng)激［8］，從而導(dǎo)致BBB 的通透性的增高。血紅蛋白誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性被認(rèn)為在腦出血的病理生理學(xué)中有重要作用，增加血紅蛋白的清除和/或減輕其毒性在治療上尤為重要。

2.2 凝血酶腦出血時(shí)，凝血酶對BBB 的作用主要由蛋白酶激活受體家族介導(dǎo)［9］，尤其是蛋白酶激活受體-1（PAR-1）亞型，并誘導(dǎo)閉鎖小帶（ZO-1）和VE-鈣黏蛋白表達(dá)的降低，從而使BBB通透性增加；在ICH期間，凝血酶也可通過PAR-1 增加腦內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)鈣離子，誘導(dǎo)肌動蛋白應(yīng)力纖維形成，破壞連接這些細(xì)胞的緊密連接［10］，進(jìn)而增加BBB 通透性。然而目前我們對凝血酶在大腦中的確切來源和確切功能知之甚少。因此進(jìn)一步研究血管外凝血酶及其受體作為治療策略是有必要的，特別是在腦出血中。

2.3 炎性因子腦出血后，炎癥最初由M1小膠質(zhì)細(xì)胞驅(qū)動，分泌細(xì)胞因子［如白介素-1β（IL-1β）和腫瘤壞死因子-α）］參與細(xì)胞外基質(zhì)、細(xì)胞完整性和BBB的破壞。在早期，小膠質(zhì)細(xì)胞扮演顱內(nèi)吞噬細(xì)胞的角色，通過清除血細(xì)胞和其他小分子來保護(hù)腦組織［11］；而在中晚期，小膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為炎性細(xì)胞并釋放含有pyrin 結(jié)構(gòu)域-3（NLRP3）的炎性小體［12］，分泌大量促炎因子破壞血管內(nèi)皮，而且促炎因子的直接吞噬作用和間接作用會通過血腫周圍BBB通透性的增加促進(jìn)了水腫的形成，這加劇了腫塊效應(yīng)，通過繼發(fā)性缺血增加細(xì)胞死亡過程［13］，并進(jìn)一步對周圍腦組織產(chǎn)生炎癥損傷。因目前對于BBB 通透性升高機(jī)制探索不夠透徹，故很難做到對炎癥級聯(lián)反應(yīng)的合適描述。

2.4 基質(zhì)金屬蛋白酶腦出血后，自由基如活性氧等小分子可以觸發(fā)MMPs的激活，導(dǎo)致BBB的破壞［6］；而MMPs的激活（主要是MMP-3和MMP-9）負(fù)責(zé)神經(jīng)血管基質(zhì)的降解，通過過度的蛋白水解活性導(dǎo)致血管壁損傷，促進(jìn)BBB通透性增加，進(jìn)而導(dǎo)致水腫和白細(xì)胞向腦實(shí)質(zhì)外滲［14］。最新研究發(fā)現(xiàn)腦出血后MMP-2/MMP-9 表達(dá)增加，通過異常裂解營養(yǎng)不良聚糖增加使其表達(dá)減少，促進(jìn)基底細(xì)胞膜成分降解和加劇BBB的破壞［15］，并且在發(fā)病早期MMP-2與IL-6、TNF-α以及腦水腫體積呈正相關(guān)［16］。值得注意的是，到目前為止，我們對不同的MMPs在腦出血后繼發(fā)性腦損傷和恢復(fù)的病理生理學(xué)中所扮演的時(shí)間特異性作用還沒有明確的認(rèn)識。

2.5 水通道蛋白腦出血后可能伴有抗利尿激素激活［17］，使水通道蛋白介導(dǎo)穿過BBB的水通量增加，并增加毛細(xì)血管通透性，從而形成血管源性腦水腫。既往研究表明［18］，水通道蛋白4（Aquaporin-4）的過表達(dá)可能是BBB 破壞的主要因素。盡管在BBB 中，星形膠質(zhì)細(xì)胞利用AQP-4 來維持顱內(nèi)液體穩(wěn)態(tài)，但KOIKE等［19］為水通道蛋白在大腦中介導(dǎo)的水轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制提供了一種新的見解：AQP-11的缺失導(dǎo)致水轉(zhuǎn)運(yùn)減少而下調(diào)AQP-4 在BBB 中的表達(dá)。因此，我們認(rèn)為腦出血后AQP-11 的上調(diào)與BBB 通透性增加和水腫形成有關(guān)。然而，AQP-11在BBB功能和水腫形成中的確切作用需要進(jìn)一步闡明。

2.6 緊密連接蛋白腦血管內(nèi)皮細(xì)胞對BBB 功能至關(guān)重要，其通過內(nèi)皮細(xì)胞和特定轉(zhuǎn)運(yùn)體之間的緊密連接和低水平的胞吞噬［20-21］限制分子從血液進(jìn)入腦組織。緊密連接蛋白被認(rèn)為是維持BBB通透性最關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)。MANAENKO等［22］研究發(fā)現(xiàn)，在大鼠腦出血后24 h 和72 h 可檢測到VE-鈣黏蛋白降解，在腦出血后72 h 可檢測到claudin-3 和occludin 降解。同時(shí)ICH 后激活內(nèi)皮細(xì)胞，誘導(dǎo)肌動蛋白細(xì)胞骨架的重排，肌動蛋白束的收縮導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞之間形成細(xì)胞間隙，從而使BBB 的通透性升高。緊密連接蛋白是BBB 的直接成分，各種原因?qū)е碌木o密連接蛋白損害，均可以造成BBB 的損害。盡管有許多研究表明腦出血后緊密連接蛋白丟失，但其丟失的發(fā)生時(shí)間和持續(xù)時(shí)間尚未確定，仍需進(jìn)一步探索。

3 調(diào)控BBB通透性的藥物

ICH 后BBB 完整性破壞和通透性升高是ICH 后病理生理改變的重要環(huán)節(jié)，腦出血后腦實(shí)質(zhì)損傷的嚴(yán)重性與復(fù)雜性越來越受到重視，通過降低BBB 的通透性，可以減少腦組織受循環(huán)血液中有害物質(zhì)的損害。因此，我們總結(jié)了針對不同病理機(jī)制調(diào)控BBB通透性的藥物。

3.1 米諾環(huán)素米諾環(huán)素相對容易地穿過BBB，通過減少腦內(nèi)鐵超載，降低小膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生的炎癥介質(zhì)及抑制MMPs［23-24］，從而提供神經(jīng)保護(hù)和保護(hù)BBB。近來研究發(fā)現(xiàn)在ICH 模型和培養(yǎng)的大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞中，米諾環(huán)素降低了分泌型蛋白Dickkopf-1的表達(dá)，并增強(qiáng)了Wnt1-β-連環(huán)蛋白活性，表明Dickkopf-1 是其用于降低BBB 水腫的靶點(diǎn)之一［25］。LI等［26］研究也證實(shí)了這一觀點(diǎn)，即Dickkopf-1缺乏可減少腦水腫和BBB破壞。多項(xiàng)臨床試驗(yàn)［27-29］顯示米諾環(huán)素是一種有前景的神經(jīng)保護(hù)劑，但其有效性和安全性還需要進(jìn)一步試驗(yàn)。

3.2 辛伐他汀辛伐他汀具有抗炎及抗氧化應(yīng)激作用［30］。近來研究顯示辛伐他汀在體內(nèi)和體外均能增加過氧化物酶體增殖劑活化受體（PPAR-γ）激活，促進(jìn)M2小膠質(zhì)細(xì)胞/巨噬細(xì)胞極化，增強(qiáng)小膠質(zhì)細(xì)胞誘導(dǎo)的紅細(xì)胞吞噬功能，進(jìn)而增加血腫清除能力，維持BBB的完整性［31］。臨床試驗(yàn)表明辛伐他汀治療可使炎癥因子IL-4、IL-6、IL-8 和IL-10 水平下降并改善腦水腫［32］，可能通過這一機(jī)制降低BBB 的通透性。盡管他汀類藥物治療是否能改善腦出血的預(yù)后還存在爭議，然而越來越多的臨床證據(jù)［33-34］表明腦出血后使用他汀類藥物是安全的，具有良好的應(yīng)用前景。

3.3 格列本脲格列本脲可以減少腦水腫，并具有抗氧化作用［35］。動物實(shí)驗(yàn)表明，格列本脲能完整地保護(hù)BBB［36-37］，減少體外蛋白誘導(dǎo)的促炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生，并改善實(shí)驗(yàn)性ICH后的神經(jīng)結(jié)果。FULIN等［38］研究發(fā)現(xiàn)格列本脲通過減少了血紅素誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞死亡及IL-1β、IL-18、IL-6 和TNF-α的產(chǎn)生，顯著降低了NLRP3 炎癥小體的上調(diào)以及caspase-1 的表達(dá)，這樣有助于維持BBB完整性和減少腦出血損傷。格列本脲在腦出血的臨床治療中尚未得到驗(yàn)證，但其仍具有保護(hù)腦出血后BBB的潛力。

3.4 去鐵胺去鐵胺主要是穿過BBB 并螯合鐵離子，與鐵和含鐵血黃素形成穩(wěn)定的復(fù)合物，從而降低神經(jīng)組織中的鐵積累［39-40］，并降低小膠質(zhì)細(xì)胞CD163的表達(dá)和入侵凝塊內(nèi)巨噬細(xì)胞的表達(dá)，其通過這一機(jī)制發(fā)揮多種神經(jīng)保護(hù)功能。而動物實(shí)驗(yàn)［41］表明，去鐵胺保護(hù)BBB可能是其抗炎機(jī)制的一部分。臨床試驗(yàn)表明去鐵胺可能是治療腦出血水腫的有效方法［42-44］。由于去鐵胺治療仍是一種新的、有潛力的腦出血治療方法，且許多研究仍處于早期階段，因此符合納入條件的臨床試驗(yàn)較少。

3.5 考尼伐坦考尼伐坦是一種抗利尿激素受體拮抗劑，而抗利尿激素通過調(diào)節(jié)毛細(xì)血管的通透性來維持腦內(nèi)水分含量。其通過V1a和V2受體聯(lián)合阻斷作用：同時(shí)調(diào)節(jié)腦血管張力及升高血漿鈉水平和滲透壓，進(jìn)而減輕腦水腫，改善腦區(qū)的血流量，并下調(diào)MMP-9 以及增加ZO-1 和occludin 的表達(dá)［45］，防止繼發(fā)性腦損傷和BBB 破壞［46］。最近的一項(xiàng)I 期臨床試驗(yàn)［47］證實(shí)了考尼伐坦治療腦水腫的安全性。目前迫切需要開展抗利尿激素受體拮抗劑的Ⅱ期臨床試驗(yàn)，進(jìn)一步探討其對腦出血患者的療效。

3.6 其他相關(guān)研究另外一些關(guān)于腦出血后針對保護(hù)BBB的藥物治療的研究正在進(jìn)行中，如丙戊酸鈉［48］、熱休克蛋白-8［49］、黑皮質(zhì)素-1受體激動劑［50］、重組人胰島素樣生長因子-1［51］以及P2X7 核苷酸受體激動劑［52］等，可通過保護(hù)內(nèi)皮緊密連接蛋白或增加其表達(dá)，或減輕神經(jīng)炎癥以及腦水腫，進(jìn)而保護(hù)血腦屏障的完整性，但均需要進(jìn)一步探索其安全性和有效性。

4 總結(jié)與展望

目前腦出血藥物治療的臨床研究主要針對腦出血損傷機(jī)制而研發(fā)新型藥物，多種內(nèi)源性機(jī)制可減輕BBB 通透性相關(guān)病理，但單用這些療法的效果差強(qiáng)人意。隨著研究的逐漸深入，仍有導(dǎo)致BBB 通透性增高的其他機(jī)制需要進(jìn)一步去探索，如微小RNA 與腦水腫的形成機(jī)制以及腦出血后由氧化應(yīng)激、神經(jīng)炎癥和自噬等引起的線粒體功能障礙的病理機(jī)制，這有助于對機(jī)制的深入理解，以期尋找更新更有效的治療靶點(diǎn)，且BBB 保護(hù)劑到臨床上的應(yīng)用還仍需進(jìn)一步努力，將藥物轉(zhuǎn)化為人體研究進(jìn)行臨床評估，同時(shí)增加藥物的療效與安全性成為必然的選擇。