脑出血神经保护的治疗进展

王运良 曾志磊 娄季宇

1）解放军第148中心医院神经内科 淄博 255300 2）郑州大学第二附属医院神经内科 郑州 450014

脑出血（ICH）是一种发病率和病死率较高的卒中类型，尽管医学技术和外科手术不断进展，ICH仍是致死性和难以治愈的疾病。目前的治疗选择仅限于支持性和康复治疗证实能改善ICH预后。此外，预防血肿扩大、血肿清除和维持最佳脑灌注压等措施在随机临床试验中尚未有确切证据证实其临床益处，因此迫切需要有效治疗ICH的新方法。最近研究的热点是ICH后血肿部位和血肿周围区域（PFZ）继发性脑损伤的机制。越来越多的证据提示ICH的继发作用涉及血脑屏障（BBB）破坏、脑水肿、炎症细胞浸润、细胞坏死和凋亡，对ICH后的临床过程和功能结果有重要的促进作用［1］。通过对ICH病理生理机制的了解，增加人们对神经保护措施的兴趣，目的是通过减少ICH引起的继发性病理过程而改善预后。

神经保护有不同的策略，ICH后启动调节特异的细胞和分子通路，许多神经保护制剂证实能减少细胞死亡、减小血肿和水肿体积及改善预后。本文对ICH引起继发性脑损伤的病理生理机制进行综述，同时对炎性产物、炎症级联反应和促凋亡通路的神经保护假说提出自己的观点。

1 ICH引起继发性脑损伤的机制

ICH引起脑损伤的制剂源于临床试验，ICH的早期损伤来自血肿扩展的机械压迫。在最初4h内，物理破坏和周围神经元及胶质细胞伸展引起神经递质过度释放，钙内流和线粒体功能障碍，严重时引起细胞中毒性水肿和细胞死亡。在随后几天内，血肿分解释放破坏性物质如凝血酶和二价铁，导致氧自由基、基质金属蛋白酶（MMPs）、补体蛋白和炎症标志物活化，这些下游分子增加BBB通透性，吸附炎症细胞、启动凋亡途径，最终加重脑水肿和神经元死亡［2］。

脑水肿是ICH病理生理学的重要组成部分，脑出血后很快发生，明显增加血肿周围体积、加重质量效应、使临近结构缺血和梗死。虽然脑水肿与神经功能缺损有关，但对ICH后临床结果仍有争议。ICH后的脑水肿主要是血管源性水肿且发生在PHZ，ICH后立即发生脑水肿，5～6d达高峰，持续2周。水肿形成发生在3个阶段：急性期（ICH最初几小时内）：静水压和血块回缩以及来自血块的血清进入PHZ；亚急性期（ICH 2d内）：激活凝血级联系统释放凝血酶促进脑水肿发生。后期：主要发生红细胞裂解和血红蛋白（Hb）毒性。ICH后8～12h，凝血酶、MMPs、补体蛋白和溶血副产物引起BBB破坏也对脑水肿形成有一定影响［3］。

细胞尤其是神经元的破坏和死亡，是ICH引起继发性损害的另一主要终点事件。ICH后某些互联分子和细胞通路导致神经元进一步损害、坏死或凋亡。凝血酶主要促进脑水肿形成或BBB破坏，在早期脑损伤中发挥作用。Hb及其降解产物如红细胞裂解后释放的血红素，直接介导神经元毒性和死亡。炎症浸润细胞，如巨噬细胞和中性粒细胞，通过细胞因子产物，趋化因子和活性氧等聚集在损伤部位，激活小胶质和星型胶质细胞也参与炎症损伤。补体级联活化进一步加重炎症反应，促使红细胞裂解释放Hb相关分子，并通过形成膜攻击复合物引起细胞死亡。尽管有危害作用，但炎症和补体通路在血肿吸收、细胞碎片清除和发病后恢复方面也起一定作用［4］。

2 治疗目标与策略

2.1 抑制血肿降解产物

2.1.1 凝血酶抑制剂：凝血酶是一种丝氨酸蛋白酶，是ICH后快速产生的主要凝血蛋白，是早期终止出血和防止血肿扩展的关键物质。低浓度时，凝血酶可能通过上调热休克蛋白和铁处理蛋白发挥神经保护作用，但高浓度时，如ICH时凝血酶引起炎症细胞浸润、BBB破坏、脑水肿形成和神经元死亡［5］。

水蛭素和α－N－萘磺酰－甘氨酰－D－A－氨基苯－丙氨酰－哌啶（NAPAP），作为凝血酶的抑制剂能明显减轻ICH大鼠的脑水肿。最近研究发现，另一凝血酶抑制剂阿加曲班，在ICH后3h直接注射能明显减少动物模型的水肿体积，甚至在发作后6h内全身应用大剂量阿加曲班也能明显减轻脑水肿，这些资料提示凝血酶抑制剂可提供有效的神经保护作用。

2.1.2 Hb、血红素和铁毒性的预防：Hb和其他裂解产物进入脑实质引起明显的脑水肿、脑损伤和神经功能缺损，尤其Hb是一种与细胞氧化损伤、坏死和凋亡有关的强力的神经毒素。最近研究发现，结合珠蛋白（Hp）作为神经保护剂能减轻ICH病人Hb引起的有害影响。Hp是一种急性期血浆蛋白，与Hb形成稳定的复合物，中和细胞因子、Hb及其产物的促氧化特性。脑内Hp的表达形式与ICH后细胞毒性损害、脑水肿和组织损伤的发生密切相关，而且PHZ部位Hp自然上调能明显减轻啮齿类模型的脑损伤，类似的结果也在全身应用莱菔硫烷使局部Hp浓度增高得到证实。因此，Hp及其上调物质，如莱菔硫烷对减轻ICH后Hb介导的脑损伤有望提供神经保护作用［6］。

血红素在血红素氧化酶（HO）作用下发生降解释放铁，在ICH后脑组织达较高浓度，ICH当天发生即发生铁积聚，未来几周达高峰。铁对正常脑功能有重要作用，但铁超载可独立引起脑水肿、加重凝血酶引起的水肿效应，并加重氧化应激和兴奋毒性引起的神经元损害。最近研究发现，HO作为血红素破坏的限速酶，有潜在的神经保护作用。HO有HO－1和HO－2两种异构形式，各自位于神经元和小胶质细胞，正常脑组织主要表达HO－2。目前对HO在ICH中的作用存在争议，虽然有报道提示 HO－1有神经保护作用，但HO－1过表达与ICH引起的脑损害有关，HO－1缺失明显减少炎症细胞浸润、巨噬细胞活化和氧化DNA损伤。研究提示HO－2可能在ICH后降解血红素或转化为一氧化碳及胆红素发挥神经保护作用，但其他报道提示去除HO－2能减轻Hb引起的神经毒性。已证实非特异性HO抑制剂锡中吡喀紫质能减轻脑损伤，提示两种异构形式对ICH后都有明显的恶化作用。

铁螯合剂去铁胺能减少羟自由基的生成，激活补体转录因子和减轻Hb有关的神经毒性。去铁胺也能通过调节水孔通道蛋白－4的表达减少细胞毒性水肿的形成。ICH模型全身应用去铁胺能减轻氧化损伤严重性和脑水肿，改善神经功能。应用去铁胺治疗的ICH病人有全身氧化应激减少的证据。目前，去铁胺作为神经保护剂正用于ICH病人的多中心、剂量调查、安全和可行性研究的Ⅰ期临床试验［7］。

2.1.3 NF－E2相关因子2上调（Nrf2）：Nrf2是由氧化应激激活的氧化敏感性转录因子，通过诱导抗氧化基因，包括Hp减轻Hb和自由基介导的毒性。Nrf2敲除小鼠的神经元较对照组动物更易受氧化应激损害，Nrf2转染恢复活性氧中间体（ROI）抵抗。因此，基因敲除小鼠ICH后比对照组表现更多的血肿周围DNA损伤、凋亡和神经缺损。应用上游诱导剂莱菔硫烷上调Nrf2的大鼠，能减少中性粒细胞迁移、增加ROI解毒酶活性、减少ICH后炎症反应和氧化损伤。

2.2 抑制炎症通路

2.2.1 环氧化酶抑制剂：环氧化酶（COX）是通过花生四烯酸代谢形成前列腺素的关键酶，有3种异构体，COX－2是中枢神经系统内的主要异构体，位于星型胶质细胞、神经元和小胶质细胞。炎症状态下高度诱导和促进神经元死亡。ICH时COX使前列腺素、前列环素和血栓素产物上调，后者反过来加重血肿和PHZ部位的炎症反应。研究证实，选择性COX－2抑制剂塞来昔布以剂量依赖方式减轻ICH大鼠炎症和脑水肿，因此，塞来昔布与非竞争性NMDA受体拮抗剂美金刚合用，对改善ICH大鼠的功能恢复有协同作用［8］。

2.2.2 抑制基质金属蛋白酶活性：MMPs是锌离子依赖性肽链内切酶家族，在细胞外基质的降解和重塑中起重要作用。这种调节酶能影响细胞功能、参与多种疾病状态的炎症反应。ICH后由于血肿源性产物如等离子体、凝血酶和ROI活化使MMPs明显上调，凝血酶与MMP－9引起细胞外基质整合素分解而加重神经毒性，导致人类及小鼠胚胎神经元死亡。GM－6001通过抑制 MMP9，减轻ICH小鼠中性粒细胞浸润、氧化应激、神经变性和脑水肿。自由基清除剂依达拉奉能降低ROI引起的MMP上调。抗炎热休克蛋白诱导剂明显降低啮齿类ICH模型MMP－9表达浓度和脑水肿。而且，四环素类抗生素米诺环素也能降低细胞培养中MMP－2、MMP9浓度，减轻MMP引起的微血管通透性改变、BBB破坏、炎症细胞浸润以及铁介导的神经毒性［9］。

2.2.3 抑制炎症细胞活化：ICH在缺血条件下激活内源性小胶质细胞，产生白介素－1β和肿瘤坏死因子α（TNF－α），促进血肿和PHZ部位的炎症反应。他福新（tuftsin）是小胶质细胞抑制剂，减少炎症细胞因子释放和减轻脑水肿。米诺环素也能抑制小胶质细胞并调节它们在ICH时的活性［10］。

中性粒细胞也参与ICH后脑组织的炎症损伤，ICH后炎性黏附分子上调使中性粒细胞浸润到血肿和PHZ部位增多。CD18使中性粒细胞与内皮细胞相互作用，去除后导致实验性ICH后脑水肿减轻。选择性腺苷A2A受体激动剂CGS21680能激活中性粒细胞A2A受体，阻止白细胞与内皮细胞粘附，也能减少中性粒细胞脱颗粒和ROI释放。

2.2.4 TNF－α调节：TNF－α是一种致炎细胞因子，对ICH引起脑损伤的病理生理中有明显影响。TNF－α通过细胞外谷氨酸干扰星型胶质细胞清除而引起继发性脑损伤、加重兴奋毒性、激活小胶质细胞、诱导炎症细胞因子ROI的NKκB产物。研究证实TNF－α浓度与ICH后脑损伤程度直接相关。腺苷受体激动剂是产生TNF－α的潜在抑制剂，CGS21680能减少ICH后TNF－α产生和中性粒细胞浸润，但半衰期短和脱敏快，目前正在探索其他上游靶点，雌激素是其中之一，能明显增加A2A受体表达。另一制剂ORF4－PE是TNF－α特异性反义寡核苷酸，ICH后脑内使用能减少细胞死亡和减少神经行为学缺损［11］。

2.2.5 AT1受体阻滞：血管紧张素Ⅱ是明显收缩血管的激素，影响神经疾病时的炎症反应。血管紧张素Ⅱ也参与一氧化碳合酶（NOS）的上调，尤其是内皮细胞的NOS（eNOS），NOS的血管舒张作用对ICH后维持脑血流和保护神经元抗氧化应激及兴奋毒性相当重要。

血管紧张素Ⅱ受体亚型AT1阻滞剂替米沙坦，证实能减少ICH大鼠炎症细胞浸润和水肿体积，另外，能减少炎症和促凋亡分子浓度，包括TNF－α、Fas和FasL，上调eNOS表达，减少血肿和水肿体积、中性粒细胞浸润和细胞凋亡。认为替米沙坦做为过氧化物酶增值激活受体γ的部分激动剂发挥功能，后者主要中和自由基并通过减少转录因子NFKB的表达而抑制炎症级联反应，由于作用于多种通路，替米沙坦和其他血管紧张素Ⅱ受体亚型AT1阻滞剂有可能成为ICH特别有用的神经保护剂。

2.3 抑制凋亡通路

2.3.1 丙戊酸钠（VPA）：VPA最近成为ICH神经保护研究的焦点，认为VPA诱导细胞外信号调节激酶／cAMP应答元件结合蛋白通路而增加ICH后抗凋亡基因bcl－2表达，VPA也能增加热休克蛋白70的表达，下调MMP－9、FasL和其他促炎症细胞因子，并通过抑制caspase－3活性发挥抗凋亡作用。研究证实，VPA保护大鼠皮层神经元免受谷氨酸诱导的兴奋毒性，延长培养的皮层神经元的寿命。而且，VPA能明显限制血肿扩展、降低ICH后MMP－9浓度上调，增加实验性ICH 后bcl－2b表达［12］。

2.3.2 抑制c－Jun氨基端激酶（JNK）：JNK是一种应激活化激酶，介导神经损伤时的凋亡。研究认为ICH后通过诱导应激受体，如凋亡信号激酶1和FasL受体，在神经元和小胶质细胞激活JNK。小鼠ICH后3h静脉应用选择性JNK抑制剂XG－102，明显减小水肿和血肿体积，改善神经功能。XG－102也是一种炎症介质，影响小胶质细胞活化和TNF－α上调，因此，XG－102与其他JNK抑制剂在减少ICH后凋亡和炎症反应具有神经保护作用［13］。

2.3.3 N甲基 D天门冬氨酸／α氨基－3羟基－5甲基－4异恶唑丙酸拮抗剂：谷氨酸是中枢神经系统内最主要的兴奋性神经递质，病理情况下大量释放引起细胞功能障碍和凋亡。ICH后损伤部位谷氨酸积聚并与N甲基D天门冬氨酸（NMDA）／α氨基－3羟基－5甲基－4异恶唑丙酸受体结合，导致细胞内钙大量升高和腺苷5’三磷酸浓度降低，也可发生葡萄糖高代谢，最终引起氧化副产物的产生。目前认为这种毒性是由凝血酶蛋白激活受体诱导Src蛋白磷酸化触发的，Src蛋白增强突触小泡和NMDA受体释放谷氨酸，由此增加神经毒性钙内流和自由基产生。针对这种通路的分子阻滞显示能减轻许多上述的凋亡和炎症作用。Src激酶抑制剂PP1能降低ICH后病理性葡萄糖高代谢和细胞死亡，NMDA拮抗剂美金刚也能减少血肿扩展，应用其功能模拟，证实MK801能减少ICH猪模型的神经毒性、钙超载和细胞水肿［14］。

2.3.4 表面活性剂泊洛沙姆188：泊洛沙姆188是ICH的一种新的神经保护剂，这种复合物易于修复损伤的神经元膜，由此恢复细胞内成分、保存和恢复细胞功能。泊洛沙姆188保护细胞抵抗兴奋毒性损害，可能经插入神经元膜和减少损伤后电生理变化的速度发挥作用。也可作为抗炎药物，减少巨噬细胞浸润和脂质过氧化及减小血肿体积［15］。

2.3.5 促红细胞生成素（EPO）：EPO是一种糖蛋白激素，正常情况下诱导造血干细胞分化为红细胞。研究提示EPO也是维持细胞功能存活和血管反应的多种分子级联的重要介质，如START－3和eNOS通路，能预防谷氨酸的兴奋毒性、凋亡和炎症。最近研究发现EPO与阿法达贝泊汀结合，通过JAK－2和Akt依赖机制发挥神经保护和抗凋亡作用［16］。

3 讨论

ICH神经保护是一新兴领域，目前正在探讨其有效性、最佳时间和给药方式，在成为临床有效治疗选择的道路上仍面临许多挑战。

首先，神经保护治疗的发展受到对ICH病理生理和继发性脑损伤机制缺乏了解的限制，尽管研究提示各种分子通路和遗传表达方式的改变，但对ICH引起损伤的真正机制及这些机制与结果的关系还缺乏了解。因为对脑水肿的临床意义仍有争议，啮齿类研究证实减小水肿体积与功能恢复有明显关系，但在水肿没有减轻的情况下也能达到明显功能恢复，提示绝对的水肿体积不能独立地预测结果。而相对水肿体积（水肿体积／血肿体积）能独立预测超急性期（3h）自发性ICH神经功能改善，提示急性期和迟发性脑水肿不同的病理生理特点与结果之间有特定联系［17］。脑水肿形成是一动态过程，明显受多种因素的影响，如ICH病因学和发作时间，在解释实验结果时应阐述超急性期和迟发性水肿之间的关系，详细记录水肿体积的测定时间。另外，应认识到水肿体积不能作为独立地结果检查以证实临床效果。

需要对ICH的病理生理学进一步研究，包括缺血促进水肿形成以及水肿、血肿周围低代谢、低灌注和细胞死亡之间的相互作用。神经元损伤引起神经结果恶化的机制需要进一步证实。关键分子的表达时间及短暂变化仍需进一步探讨，对脑出血机制的不断研究，了解更多特异靶点和有益的调节通路，结合最佳治疗时机和介入程度，有利于改善神经保护的治疗效果。

其次，ICH引起的脑损伤是由复杂的分子通路引起，需要有多目标的神经保护策略，能够更好的解释ICH病理生理学的异质性和最大治疗益处。神经保护剂如XG－102和莱菔硫烷能影响不同的分子通路，神经保护剂联合应用，如塞来昔布与美金刚合用具有协同作用。对多种细胞类型提供保护的药物也有较多证据，提示ICH后神经元的恢复和存活明显依赖于周围神经细胞的状况［18］。值得注意的是，ICH后触发的多种病理分子通路在临床过程的不同时间点可能具有有益作用，如凝血酶的止血和神经保护特性、参与全程血肿吸收、细胞碎片清除及发病后神经发生。因此，应根据个体化方案严格调整多靶位药物和联合治疗。

第三，大多数ICH后神经保护的药物仍处于试验研究和临床验证阶段，因此，迄今的少数临床试验还不能验证明显的临床益处。由于试验和临床之间的本质不同，ICH神经保护策略从实验到临床的转化面临巨大挑战，尽管动物模型证实对ICH治疗有效，但最终不能完全代表人类ICH。动物纹状体自体血注射模型已广泛使用，但不是自发性或连续出血受到限制。胶原酶注射模型是另一常见的使用方法，但加重胶原引起的炎症反应和神经毒性［19］。这2种方法的可重复性、结构损伤的部位和程度、神经损害与恢复的特点、以及最佳神经学评估方法也存在不同。两种模型涉及的麻醉、侵入的解剖入路可改变分子环境和治疗反应。在缺乏完全模拟人类ICH情况下，使用最佳ICH模型应进行严格、综合、长期的结果评估。因此，谨慎解释现有资料，完全了解每一模式的优势和限制，洞察试验和临床ICH之间的真正不同点，对成功的临床试验至关重要。最近进行的许多设计完善的试验，包括ICH病人去铁胺的剂量和安全性研究，塞来昔布治疗颅内出血的作用，吡格列酮对ICH血肿消散的安全性研究等，汲取以前缺血性卒中神经保护试验的经验教训，代表ICH神经保护的重要进展，对实验设计、结果测定、最佳介入时间及研究标本之间的异质性进行详细研究，以促进ICH神经保护的临床转化。

神经保护策略从试验到临床的转化，有可能成为ICH重要的治疗选择。对ICH后脑损伤病理生理机制的了解，有利于开发和修订新的神经保护策略。而且，试验模式的改善和应用将增进试验结果的临床转化，有助于成功的随机临床试验。随着重症监护和手术治疗、最佳血肿清除不断完善，神经保护有可能促进多种模式的治疗，增加神经元存活和改善ICH后的临床预后。

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