TLR9介导的炎症反应与蛛网膜下腔出血后脑血管痉挛关系的研究进展

王那仁朝格吐(综述)，李思慧，武　彦(审校)

(　1.通辽市医院 a.医患办，b.神经外科，内蒙古 通辽 028000； 2.内蒙古医科大学，呼和浩特 010059；

3.内蒙古医科大学附属医院病理科，呼和浩特 010059)

TLR9介导的炎症反应与蛛网膜下腔出血后脑血管痉挛关系的研究进展

王那仁朝格吐1a,2△(综述)，李思慧1b，武彦3※(审校)

(1.通辽市医院 a.医患办，b.神经外科，内蒙古 通辽 028000； 2.内蒙古医科大学，呼和浩特 010059；

3.内蒙古医科大学附属医院病理科，呼和浩特 010059)

摘要：蛛网膜下腔出血(SAH)是脑血管破裂，血液流至蛛网膜下腔出现的一组症状，是一种高发病率、高病死率的脑血管疾病。脑血管痉挛(CVS)是SAH一个潜在的致命性并发症。新近研究表明，Toll样受体9(TLR9)作为TLRs家族的重要成员，通过与特异性的配体相结合，激活先天免疫系统，参与CVS和脑缺血引发的炎症反应。该文就TLR9介导的炎症反应与SAH后CVS关系的研究进展作一综述，以期为临床治疗措施提供有意义的理论依据。

关键词：蛛网膜下腔出血；脑血管痉挛；炎症反应；Toll样受体9

蛛网膜下腔出血(aneurismal subarachnoid hemorrhage，SAH)是一种高发病率和高病死率的脑血管疾病[1]。据报道，SAH的发病率约为每年10人/100 000人，其中有11%的患者在接受治疗前死亡，40%的患者在入院4周内死亡[2]。脑血管痉挛(cerebral vasospasm，CVS)可造成脑缺血或脑损,是SAH发病的主要原因之一，在出血发病后的3 d出现，6～7 d 达到高峰[3]。已有研究表明，炎症反应是造成CVS后早期脑组织损伤的重要病理生理过程，而炎症反应在脑组织损伤后期则发挥内源性的修复作用[4]。目前研究表明，Toll样受体9(Toll-like receptor-9，TLR9)作为TLRs家族的重要成员，通过与特异性的配体相结合，激活先天免疫系统，参与CVS和脑缺血引发的炎症反应[5]。现就TLR9介导的炎症反应与SAH后CVS关系的研究进展进行综述。

1SAH后的CVS

1.1概述CVS是指颈内动脉或椎-基底动脉系统的斑块使脑血管腔狭窄并使血液出现涡流，当涡流加速时，刺激血管壁致血管痉挛而出现短暂性脑缺血发作，旋涡减速时症状消失。其作为SAH的一个潜在致命性并发症已得到临床医师的重视[6]。血管造影结果发现，SAH后70%的患者会出现CVS，且多在SAH后的第3日出现，高峰日在SAH后第6～8日，并可持续2～3周[7]。

1.2致病机制CVS的发生机制主要可以概括为以下几个方面：涡流血液对血管壁的机械性刺激；包裹血块压迫血管引起的血管壁结构破坏；各种血管活性物质,如5-羟色胺、儿茶酚胺、血红蛋白及花生四烯酸代谢产物等的缩血管作用；颅内压增高时过量脱水治疗而又未及时补充血容量；血管壁的炎症和免疫反应等。其发生机制复杂，但已有研究发现前期的炎症级联反应在其中发挥重要作用。研究表明，细胞因子、细胞黏附分子和白细胞参与CVS的发生，早期临床研究已试图通过抑制炎症级联反应的各个环节来减轻CVS[8-10]。此外，内皮素受体激活、一氧化氮抑制、血栓素受体的修饰以及许多细胞信号的级联反应被认为在这一病理过程中发挥不可或缺的作用[4，11]。

1.3治疗措施目前，针对这类患者的治疗主要包括增加血流量以及使用药物或手术等手段使血管扩张。但这些治疗方法只能在短期内使症状得到改善，而在避免神经损伤方面的效果甚微，这也可能是由于目前样本量较小的原因[12]。近年的研究发现，先天免疫系统的重要组成部分——TLRs介导了缺血性损伤，而对其中成员之一TLR9作用的研究则刚刚起步。TLR9在中枢神经系统的神经元细胞和小角质细胞中均有表达，拥有两条不同的信号转导通路促炎因子和神经保护因子[13]。因此，将TLR9促炎因子介导的炎症反应与SAH后的CVS研究进行总结，尽量为临床治疗提供更大的帮助。

2炎症反应与CVS

2.1概述炎症反应是生物学组织对外源性刺激产生的生理性反应。其有利方面在于修复损伤的组织、机体，但过度的炎症反应不仅可对组织或机体产生严重危害，甚至可导致组织或机体的死亡。近期研究表明，SAH患者血液中的白细胞增多，全身炎症反应的特定指标均明显升高，炎症反应作为其中一种机制参与SAH后的CVS的致病过程。Zhou等[14]发现，SAH可使血液中核因子κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)增加，其介导的促炎症反应会导致CVS的进一步发展，而且会使SAH后第5日血液中的白细胞介素(interleukin,IL)1β、细胞间黏附分子1和血管细胞黏附分子1的水平增加。动物实验表明[15]，SAH后CVS的发生以及对患者的伤害程度与IL-1β、IL-6、TL-8和肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)等炎性因子的水平明显相关，且脑损伤后若脑室中炎性因子的水平增加，即证实存在损伤。炎症反应主要通过以下途径来参与CVS。

2.2白细胞聚集白细胞聚集一直是SAH的临床与实验研究中的重要部分，脑膜炎和动脉瘤性SAH的白细胞增高之间的相似性已得到了认可。炎症反应的急性期，局部环境发生变化，导致黏附分子表达，白细胞黏附于内皮细胞，随后迁移、活化和释放效应物质。白细胞黏附是发生炎症反应的标志性过程[16]。

2.3C反应蛋白C反应蛋白是另一个炎症标志物，在SAH过程中有所增加。研究发现，SAH患者的血清标本中C反应蛋白升高，尤其是后3 d，并且在迟发性缺血性神经功能缺损的发生上差异有统计学意义；4 d后，统计学上C反应蛋白绝对值显著增高的患者发生缺血性并发症危险较大[17]。但这种免疫反应直接参与CVS的发病过程还是只是一种急性脑损伤的伴随现象尚不清楚。

2.4NF-κBSAH可使血液中NF-κB增加，其介导的促炎症反应会导致CVS的进一步发展，而且会使SAH后第5日血液中的IL-1β、细胞间黏附分子1和血管细胞黏附分子1的水平增加。另有研究发现，SAH后5 d，可通过NF-κB增加DNA结合活性和肿瘤坏死因子、IL-1β、细胞间黏附分子1和血管细胞黏附分子1的mRNA表达水平。而应用NF-κB抑制剂可逆转上述SAH引起的影响和减弱SAH后血管痉挛，说明NF-κB介导的促炎反应在SAH中可能会诱发CVS[18]。

2.5跨内皮迁移跨内皮迁移或血细胞渗出是炎症反应的最后一步，包括众多的细胞黏附分子和细胞内的细胞信号转导途径。巨噬细胞、单核细胞和中性粒细胞等炎性细胞介导的游离红细胞、大红细胞作为其天然功能的一部分，但SAH后正常脑血流的破坏，这将导致在这些细胞的实质空间降解和脱粒。在CVS发生后的4 d内，炎性细胞因子等血管活性化合物释放，出现慢性血管痉挛[11]。

2.6其他免疫球蛋白和补体因子参与CVS的发病过程。TLRs作为先天免疫系统的重要组成部分，在病原体入侵机体的早期，通过病原相关分子模式识别病原体并与之结合，激活信号转导通路，释放大量前炎性细胞因子，参与机体炎症反应[19]。TLRs的发现使人们对这一炎症机制有所了解。

3TLRs及其介导的炎症反应

3.1概述TLRs作为先天免疫系统的重要组成部分，在病原体入侵机体的早期，通过识别病原相关分子模式参与机体的炎症反应[4]，在机体抵御感染中发挥重要作用。TLRs家族是Ⅰ型跨膜蛋白受体，其一级结构具有相似性：均由胞外区、跨膜区和胞内区组成。胞外区由信号肽和富含亮氨酸的重复序列组成，与识别配体、病原分子有关；胞内区是一个保守的信号结构域，与IL-1受体的胞内结构组成同源双链，称之为TLR/IL-1R超家族，与激活下游信号转导有关。目前在哺乳动物中共发现12种TLRs。TLR1、TLR2、TLR4、TLR5、TLR6在细胞表面，识别细菌和病毒的外部成分，如脂多糖(TLR4)、鞭毛蛋白(TLR5)等[20]；TLR3、TLR7、TLR8、TLR9则定位于细胞内的区室中，识别核酸成分，如dsRNA(TLR3)、ssRNA(TLR7/TLR8)、CpG DNA(TLR9)[21]。TLRs 通过识别病原微生物及其细胞壁均含有的类脂结构来介导宿主相关细胞因子的分泌和天然免疫应答的产生。目前，在脑损伤中TLRs信号转导通路的机制已成为研究热点。

3.2TLR9TLR9是TLRs家族的重要成员，定位在细胞内的内涵体膜上，在中枢神经中TLR9主要表达于小胶质细胞。比较清楚的识别模式是：TLR9识别包含未甲基化的CpG二核苷酸基序的细菌DNA。TLR9与特异性的配体相结合，通过信号转导最终导致NF-κB的激活，激活先天免疫系统，引起炎性因子和趋化因子的分泌，参与CVS与脑损伤的发生、发展[22]。

3.3TLR9信号通路TLR9信号通路在组织损伤后炎症反应中发挥与其他TLRs不同的角色。Osuka等[23]通过对大鼠侧脑室注射CpG-DNA/TLR9，观察到脑室周围轴突损伤，室管膜破裂以及海马周围胶质细胞活化，提示TLR9信号通路会诱发神经系统炎症反应，并进一步造成脑损害。近年来，有学者提出将TLR9作为一个新的预处理靶点，即通过启动经典NF-κB依赖前炎性因子途径增加血清中TNF-α水平来对抗SAH引发的CVS。研究者的实验提供了一个证据，TLR9特异性配体CpG-ODN可以作为一种潜在的预处理刺激并且产生SAH损害的保护作用[16]。CpG-ODN 1826能使脑缺血性损害减少60%，并呈现出剂量和时间相关性[16]。为了研究脑缺血性损伤中CpG-DNA、TLR9、TNF三者之间的关系，Füri等[24]制备了TLR9识别(-)重组骨髓造血细胞嵌合子小鼠模型，结果显示，即便经CpG-DNA预处理后，TLR9识别(-)重组骨髓造血细胞嵌合子小鼠也无神经保护作用，说明神经保护作用需要CpG-DNA与TLR9的识别才能发挥作用。另一方面，在脑缺血性损伤中，无论造血细胞还是非造血细胞TNF mRNA 的表达都需要TLR9识别，且TNF mRNA表达的水平与神经保护作用成一定的相关性。对于TNF-α剔除的大鼠来说，CpG-ODN预处理则不产生SAH的保护作用。由此说明，TLR9信号通路能够通过预处理作用于中枢神经系统从而产生神经保护作用，这一结果与许多体外实验的结果一致。由此推断，TLR9预处理能诱导SAH所致脑损伤的耐受。

4小结

TLRs作为先天免疫系统的重要组成部分参与介导SAH损伤，其中一个重要作用就是参与炎症反应。已证实CpG-DNA/TLR9 所介导的炎症反应信号通路在心脏、肺脏以及肝脏等组织缺血性损害的病理生理过程中发挥重要作用。目前，有针对性地对SAH的病理生理途径进行干预，对早期脑损伤和CVS的发生起到一定的抑制作用，但由于SAH发病机制比较复杂，对于SAH后早期脑损伤标志物以及CVS的发生机制还有待进一步研究。

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Research Progress of TLR9 Mediated Inflammation in the Cerebral Vasospasm after Subarachnoid HemorrhageWANGNaren-chaogetu1a,2,LISi-hui1b,WUYan3.(1a.APhysician-patientOffice,1b.DepartmentofNeurosurgery,TongliaoCityHospital,Tongliao028000,China; 2.InnerMongoliaUniversity,Hohhot010059,China; 3.DepartmentofPathology,AffiliatedHospitalofInnerMongoliaMedicalUniversity,Hohhot010059,China)

Abstract：Subarachnoid hemorrhage(SAH) is serious vascular disease with high mortality and morbidity，the clinical manifestations of which are cerebral vascular rupture,blood flowing to the subarachnoid.Cerebral vasospasm(CVS) is a potentially fatal complication of SAH.Recent studies showed that Toll-like receptor 9(TLR9) is an important member of TLRs family,which combines with specific ligands and activates the innate immune system,thus involved in the inflammation caused by CVS and cerebral ischemia.Here is to make a review of the research progress of TLR9 mediated inflammation in CVS after SAH,in order to provide a theoretical guidance for the clinical intervention measures.

Key words:Subarachnoid hemorrhage; Cerebral vasospasm； Inflammatory response; Toll-like receptors 9

收稿日期：2014-09-29修回日期：2014-12-10编辑：伊姗

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.17.014

中图分类号：R743.35

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)17-3108-03