缺血性脑卒中的机制研究进展

樊文香

(东南大学附属中大医院药学部，南京 210009)

脑卒中是由于大脑区域的血液供应中断而发生，可导致死亡或永久性的神经功能缺陷[1]，它是美国第三大致死和致残原因[2]。脑卒中后出现的神经功能缺陷包括平衡问题、偏瘫、感觉和振动感觉丧失、麻木、反射减弱、上睑下垂、视野缺陷、失语和失用[3]。根据病理基础，脑卒中可分为缺血性脑卒中或出血性脑卒中。缺血性脑卒中占脑卒中总数的85%[4]。缺血后，神经元细胞无法维持正常的跨膜离子梯度和平衡，从而导致一系列细胞死亡过程的发生：细胞凋亡、兴奋性毒性、氧化应激和炎症。这些病理生理过程严重损害神经元细胞、神经胶质细胞和内皮细胞，且这些过程相互关联，相互触发，形成恶性循环，最终导致神经元细胞凋亡或坏死[5-6]。本文就缺血性脑卒中的病理生理基础进行综述，为脑卒中相关药物的研发提供支持。

1 脑卒中后的细胞凋亡

已有报道表明，caspase蛋白在缺血半暗带激活，且抑制caspase蛋白的激活对局灶性缺血损伤有一定的保护作用[7]。在缺血反应中，线粒体外膜释放Cytc，对细胞凋亡的发生起着关键作用。Cytc的释放可促进线粒体过渡孔(MTP)的形成，Bcl-2家族的蛋白可促进(Bax、Bak、Bad、Bim、Bid)或阻止(Bcl-2、Bcl-XL、Bclw)MTP形成。在线粒体外膜上，Bax和/或Bak的寡聚导致MTP的形成，而Bcl-2和Bcl-XL等抗凋亡蛋白通过形成Bax蛋白的杂二聚体来阻止MTP形成[8]。Bax和Bak通过在线粒体膜上形成一个孔直接介导Cytc的释放。同时，Bid、Bad和Bim作为细胞应激的传感器，通过拮抗Bcl-2/Bcl-XL的抗凋亡蛋白激活Bax和Bak的凋亡功能而促进细胞凋亡。

外源性途径是通过配体-受体相互作用启动，它可以诱导caspase的直接激活，而不是依赖于Cytc的释放。FASL、TNF、LT-α、LT-β、CD40L、LIGHT、RANKL和TRAIL等肿瘤坏死因子家族与TNF-受体、Fas受体(FasR)和TRAIL受体结合，导致死亡受体的激活。这些结合导致caspase-8和caspase-10激活，进一步激活效应因子caspase-3。caspase-3的激活导致线粒体膜透性、染色质凝聚、DNA断裂，最终导致细胞死亡。进一步的研究表明，caspase-1、caspase-3、caspase-8、caspase-9和裂解的caspase-8在缺血半暗带中的表达增加[9]。缺血再灌注后2 h内，caspase-1和caspase-3可被激活。

多项研究表明，抑制细胞凋亡可减轻缺血损伤。如抑制BCL2L11可抑制脑卒中后细胞凋亡，促进神经功能恢复。BCL2L11通过灭活抗凋亡蛋白Bcl-2和激活凋亡蛋白BAX-BAK1诱导细胞凋亡。缺血后Bcl-2和Bcl-w蛋白的减少加重了缺血神经元的死亡，Bcl-2蛋白的减少也导致星形胶质细胞功能障碍。此外，缺氧、缺糖后，神经元Bcl-2表达增强，可减轻缺血损伤[10]。已有研究表明，CREB、NF-κB等转录因子的激活与细胞的存活有关，且使得Bax和Bad磷酸化，从而抑制Cytc的释放。此外，caspase-3的抑制、Bid基因的缺失以及利用病毒载体介导的Bcl-2和Bcl-XL的基因转移等都是神经保护的有效途径[11]。

2 脑卒中后的兴奋性毒性

脑卒中后，谷氨酸作为一种神经毒性兴奋性神经递质，通过兴奋性毒性机制在缺血中发挥关键作用。由于谷氨酸释放过多，导致突触后谷氨酸受体过度激活，最终引发下游级联反应，导致神经元功能障碍和变性[12]。在体实验已证明，清除细胞外Na+可完全消除谷氨酸引起的快速神经元肿胀，而清除Ca2+则无作用。然而，清除细胞外Ca2+则可消除谷氨酸导致的迟发性神经元死亡，且该作用可随培养基中Ca2+浓度的增加而增强[13-14]。最初的Ca2+内流会引发细胞内二次毒性Ca2+超载，这与神经元死亡密切相关[15]。因此，Ca2+是谷氨酸神经毒性的关键因子。

2.1 谷氨酸受体：兴奋性毒性的通道

谷氨酸主要通过突触后谷氨酸受体发挥作用，这些受体主要包括：N-甲基D-天冬氨酸受体(NMDARs)、α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异唑丙酸受体(AMPARs)、红藻氨酸受体(KAR)和代谢型受体(mGluRs)。NMDA、AMPA和KA受体与允许离子流动的离子通道有关，特别是对Ca2+、Na+和K+的通透性。有充分的证据表明，NMDA受体是缺血性脑卒中后神经元损伤的主要机制之一，而且NMDA受体是最具Ca2+通透性的谷氨酸离子受体[16]。一些研究表明，抑制NMDA和AMPA受体可阻止Ca2+进入，从而在局灶性缺血模型中起到神经保护作用[17]。代谢型谷氨酸(mGlu)受体与膜内G蛋白偶联，这些受体被激活后通过G蛋白效应酶、脑内第二信使等组成的信号转导系统起作用，产生较缓慢的生理反应[18-20]。

谷氨酸对Ca2+释放和Ca2+介导的兴奋性毒性具有重要作用。谷氨酸受体的激活可引起细胞内Ca2+和Na+的变化。而细胞内Ca2+浓度的增加一直被认为是兴奋性毒性后病理事件的核心[21]。细胞内Ca2+的增加是由于NMDA受体的激活以及电压依赖性Ca2+通道(VDCCs)的激活，这是由细胞膜去极化和谷氨酸与其受体结合所致。L型VDCCs主要介导长时间钙电流，以响应可兴奋细胞的去极化，钙通道发挥第二信使作用[22]。然而，通过NMDA受体介导的Ca2+内流对细胞的毒性要比通过非NMDA受体和Ca2+通道介导产生的毒性大得多[23]。NMDA受体这种介导Ca2+流入而引发神经毒性的特殊作用，表明兴奋性毒性的机制是与NMDA受体相关信号通路分子有关，而不是单纯的钙负荷。同时，NMDA受体在Ca2+介导的死亡信号传递过程中的重要作用，导致了一些钙依赖性死亡信号蛋白必须与NMDA受体密切相关[12,24]。

Na+/H+和Na+/Ca2+阳离子交换剂的激活是缺血后细胞内Ca2+浓度升高的另一种机制[25]。脑卒中对Na+/Ca2+交换基因(NCX)的表达有影响，NCX是脑内Ca2+和Na+稳态的重要调节因子。脑卒中后，NCX激活可减轻缺血性脑损伤[26]。例如，在缺血和细胞膜去极化过程中，Na+/H+交换剂的激活会导致细胞内Na+的积累，从而导致梯度依赖性的NCX的反向运转，并导致在缺氧条件观察到部分早期细胞胞内Ca2+的增加[27]。已经证实，NCX功能障碍是由NMDA受体介导，这解释了兴奋性毒性刺激后引发的钙超载现象。在兴奋性毒性过程中，线粒体Ca2+浓度的增加导致活性氧(ROS)的产生，通过线粒体膜上通透性转换孔使线粒体去极化，诱导Ca2+释放，最终诱导神经元死亡。此外，在兴奋性毒性过程中，线粒体NCX(mNCX)部分参与了细胞质Ca2+的延迟累积[28-30]。这种延迟的Ca2+累积与神经细胞死亡有关[31]。总之，细胞内Ca2+所致的神经元变性涉及多种机制：Ca2+超载，NMDA受体激活特定的神经毒性信号通路和线粒体损伤。

mGlu受体也参与兴奋性毒性，mGlu受体可分为不同的8个亚型mGlu1～mGlu8，根据氨基酸序列的同源性及其药理学特征和信号转导机制的不同，可将其分为3组(Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组)；第Ⅰ组mGlu受体由mGluR1和mGluR5组成，主要分布在谷氨酸能突触后膜上，它们通过调节NMDA和AMPA受体增加神经元兴奋性[32]；第Ⅱ组mGlu受体由mGluR2～mGlu3组成；第Ⅲ组mGlu受体由mGluR4、mGluR6～mGlu8组成。Ⅱ、Ⅲ组均可与腺苷酸环化酶系统(AC)被动偶联。有大量证据表明，在体内激活mGluR1可防止NMDA诱导的兴奋性毒性。同时，多项研究表明，Ⅰ组mGlu受体的神经保护作用是通过激活PI3K-Akt信号通路来实现的。其他mGlu受体(Ⅱ组和Ⅲ组)被其特异性激动剂激活，通过抑制兴奋性毒性的诱导显示出神经保护作用，这些mGlu受体主要存在于突触前终末，它们抑制谷氨酸释放[33-34]。缺血性脑卒中后，谷氨酸转运蛋白-1(GLT-1)表达的抑制促进了兴奋性毒性的发生。此外，GLT-1表达的下调与谷氨酸的积累和兴奋性毒性的发生密切相关，提示GLT-1的表达可以控制兴奋性毒性发生[35]。

2.2 NMDA受体在神经元存活和死亡中的双重作用

脑卒中损伤的机制是复杂的，其中NMDA受体介导的兴奋性毒性是一个关键因素。许多重要的神经功能包括神经元可塑性、脑形成和神经元存活需要具有正常活性的NMDA受体。然而，NMDA受体过度激活会导致兴奋性毒性和神经元死亡。许多研究发现，NMDA受体阻断剂在体外和体内对缺血损伤都有神经保护作用[36-38]。

NMDA受体家族有多个亚单位，包括NR1、NR2和NR3。在细胞质末端，不同的NR2亚基具有结构多样性，可使受体参与到不同的信号传导中。在脑卒中和创伤模型中，NR2AR和NR2BR亚基是谷氨酸诱导神经元存活和死亡必需的亚基。抑制NR2BR亚基可抑制脑卒中后兴奋性毒性和神经元细胞死亡[39]。

脑卒中后NMDA受体的过度激活导致神经元死亡。在基底突触传递过程中，突触NMDA受体(主要是NR2A)的激活刺激神经细胞存活信号复合物(NSC)信号元件，促进神经元细胞存活。然而，在诸如脑卒中等病理条件下，细胞外谷氨酸浓度的升高会引起突触外NMDA受体(主要是NR2B)的兴奋性激活。NR2B的激活增加Ca2+内流，促进了活性死亡相关蛋白激酶(aDAPK)与NR2B结合[37]。aDAPK激活神经细胞死亡信号复合物(NDC)，进而抑制突触NSC活性，介导神经元死亡。抑制aDAPK与NR2B的结合，可降低NDC的活化，防止缺血性脑卒中所致的兴奋性毒性导致的神经元损伤。因此，NR2B亚基是NDC形成的主要部分。

脑卒中后，NMDA受体介导的兴奋性毒性神经元死亡不仅只限于NDC，而且还涉及进一步的死亡信号蛋白如钙蛋白酶(钙激活中性蛋白酶家族)，这些蛋白在NMDA受体介导的Ca2+内流所致的神经元损伤中起着重要作用[40]。钙蛋白酶只有通过突触外NR2B受体激活才能被激活，因此在体外和体内抑制这些蛋白对NMDA受体介导的神经元损伤具有很强的神经保护作用。

3 脑卒中后的氧化和硝化应激

当活性氧/氮(ROS/RNS)等自由基的产生超过抗氧化防御系统的内源清除能力时，就会发生氧化和硝化应激。在各种类型的脑卒中损伤后可增加自由基的生成，ROS和RNS分子都被明确证明是急性缺血性脑卒中组织损伤的重要介质。缺血时可通过NMDA受体介导的兴奋性毒性、Ca2+内流过多、线粒体功能紊乱和神经元型一氧化氮合酶(nNOS)激活等多种机制导致自由基的形成[41]。过量的ROS会导致细胞大分子的破坏，并导致细胞凋亡的信号传递过程。

脑卒中危险因素和缺血导致几种生成ROS的酶系统活化，包括NADPH氧化酶、线粒体去极化，黄嘌呤氧化酶(XO)和一氧化氮合酶(NOS)。缺血和NMDA受体激活后，NADPH氧化酶产生大量的超氧阴离子。随着NMDA受体的激活，线粒体不再是自由基的主要来源。然而，神经元线粒体与NADPH氧化酶通路的接近增加了这种酶生成ROS的可能性，从而提高了线粒体的解偶联，进一步引发了线粒体的再次ROS的生成[42]。

ROS具有明显的细胞效应，通过DNA损伤、蛋白质破坏、脂质过氧化、胞内钙释放、细胞骨架结构损伤和趋化等过程，导致组织破坏和细胞死亡。其中一些影响导致抗氧化防御机制的激活，以平衡ROS的破坏。ROS对脑血管有着深远的影响，最终影响脑血流。因此，H2O2、O2和过氧亚硝酸盐通过增加血管扩张、血小板聚集、内皮通透性增加和内皮细胞局灶性病变发挥作用[43]。

尽管反应性自由基过度产生对脑细胞具有破坏性影响，但在稳态水平上，这些自由基是促进神经元细胞保持正常功能的信号分子。因此，只清除有害的自由基而不干扰内源性信号通路是很重要的新的治疗方法。自由基损伤的影响通常受到自由基清除剂和抗氧化酶的抑制或减弱。抗氧化酶和解毒酶的活性维持了氧化还原的稳态。缺血性脑卒中过程中，超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPx)、谷胱甘肽还原酶、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)及这些酶活性都被研究[44-45]。其中，SOD中包括锰超氧化物歧化酶(MnSOD)和胞外超氧化物歧化酶(ECSOD)在缺血性脑卒中后的脑恢复中均起到作用。

抗氧化酶是由特定的基因编码的，这些基因在其启动子中含有抗氧化反应元件(ARE)。该元件的活化主要由Nrf2调控。缺血后的氧化应激诱导由Nrf2介导的抗氧化反应，该因子对脑卒中损伤具有神经保护作用。研究发现Nrf2在缺血半暗带表达上调，提示Nrf2在神经元保护和存活中的价值和作用。Nrf2调控多种下游保护蛋白，包括谷胱甘肽-S转移酶(GST)、NQO1和HO-1[46]。这些蛋白质都参与了脑内各种抗氧化损伤过程。因此，Nrf 2位于神经保护通路的中心。研究表明，Nrf2也有助于改善缺血性脑卒中后的线粒体功能障碍。

4 脑卒中后的炎症反应

炎症是脑血管疾病尤其是缺血性脑卒中病理生理的重要环节。许多研究表明，脑卒中后神经炎症是影响缺血性长期预后的重要因素。脑卒中后，由于ROS形成、坏死细胞和受损组织等多种因素可引起炎症细胞的活化，从而引起炎症反应。此外，这些活化的炎性细胞因子参与脑损伤后的组织重塑。炎症过程与几种不同的细胞类型、炎性细胞因子、细胞受体如Toll样受体(TLRs)等有关。

4.1 细胞与神经炎症反应

脑损伤后，最初是通过激活和募集小胶质细胞来介导炎症反应。缺血激活小胶质细胞并将其转化为吞噬细胞，从而释放多种细胞毒性物质或细胞保护物质。小胶质细胞通过释放一些神经营养因子，如胰岛素样生长因子(IGF-I)和脑源性神经营养因子(BDNF)等发挥神经保护作用。脑卒中后，小胶质细胞被激活，活化的小胶质细胞释放一些炎症因子(如TNF-α、IL-1β、IL-6)和其他潜在的细胞毒性分子(如前列腺素、ROS、NO等)。虽然小胶质细胞激活的最初目的是为了保护神经元，但是小胶质细胞的过度激活会导致有害的炎症反应，增加神经元死亡的可能性[47]。

此前，人们普遍认为血-脑脊液屏障可以阻止血液中炎症细胞(单核细胞和中性粒细胞)进入大脑，且认为主要只有小胶质细胞参与脑部的炎症反应。然而，已经有证据显示中性粒细胞和单核细胞浸润到脊髓损伤部位，并引起炎症反应。并且，在短暂缺血和脑卒中中发现中性粒细胞和单核细胞计数也有增加。白细胞通过血-脑脊液屏障的迁移似乎受到ICAM-1、VCAM-1和趋化因子的调控。星形胶质细胞甚至是神经元也会引起炎症，这些细胞会产生多种抗炎因子和趋化因子，这些因子和趋化因子都能募集单核细胞[48]。神经元坏死和免疫细胞过度浸润是缺血性脑卒中的特点。因此，炎症反应是一个由多种免疫细胞参与发挥作用的复杂的过程。

与小胶质细胞相似，星形胶质细胞也可以分泌如趋化因子、细胞因子和一氧化氮(NO)等炎症因子。T淋巴细胞、单核吞噬细胞、自然杀伤细胞(NK)、多形核白细胞等多种外周细胞也可分泌细胞因子，并参与缺血性炎症的发生。脑卒中后，来源于缺血神经元细胞的神经趋化因子，随后募集NK细胞，并以T细胞和B细胞依赖性方式影响缺血面积大小。NK细胞通过增加局部炎症和神经元的过度激活来导致神经元细胞死亡，从而加重脑卒中损伤[49]。动物模型实验结果显示，脑卒中后，伴随着最初脑损伤时巨噬细胞、NK细胞和中性粒细胞进入脑实质，淋巴细胞立即进入脑组织，随后T细胞和B细胞进入缺血病变区。

在缺血脑组织中，ROS可诱导NF-κB、干扰素调节因子1(IRF1)、低氧诱导因子-1(HIF-1)和STAT3等促炎基因的表达，这些炎症因子增加了细胞因子的表达，也增加了黏附分子的表达。脑卒中后的前几天中，黏附分子上调，并参与了白细胞通过脑内皮细胞的迁移。由选择素、整合素和免疫球蛋白等细胞黏附分子介导，中性粒细胞也通过血-脑脊液屏障破坏而浸润到大脑。当中性粒细胞渗透到缺血脑组织中时，它们会释放氧自由基和蛋白质分解酶，对脑组织造成损害。然而，在动物体内，蛋白激酶C的减少可以使脑梗死体积缩小，因为蛋白激酶C在中性粒细胞黏附、脱颗粒和超氧物生成中具有重要作用。虽然最初浸润到脑组织中的免疫细胞加重了脑损伤和神经功能障碍，但随后也起有益作用，包括促进胶质瘢痕形成的细胞因子的释放和吞噬细胞碎片等，这些都是伤口愈合的必需过程[50]。

4.2 细胞因子与神经炎症反应

缺血过程中，促炎性细胞因子和趋化因子均可加重脑卒中后的脑损伤。主要促炎性细胞因子为TNF-α、IL-1β、IL-6和趋化因子。抗炎性细胞因子，如IL-10和TGF-β等具有神经保护作用。炎性和抗炎性细胞因子可由大脑中不同的细胞分泌，包括小胶质细胞、星形胶质细胞、内皮细胞和神经元。

在永久性或短暂性脑卒中后，观察到小胶质细胞、星形胶质细胞和神经元细胞中IL-1的含量增加。IL-1可通过对NMDA受体作用，使Ca2+进入增加，导致神经细胞死亡。IL-1也可通过中性粒细胞的募集和黏附而加重炎症反应。同时，IL-1可通过增加内皮细胞上E-选择素、ICAM-1、ICAM-2和VCAM-1等细胞黏附分子的表达而增加白细胞浸润，并引起血-脑脊液屏障的破坏。ICAM-1和VCAM-1是白细胞整合素黏附内皮细胞的主要配体。正常情况下，在中枢神经系统(CNS)微血管上检测到少量ICAM-1，但是被炎症因子刺激后，ICAM-1大量上调[51]。给予重组IL-1受体拮抗剂可减少脑组织坏死和梗死体积，动物模型中，IL1-αβ基因敲除小鼠脑梗死体积较对照组小鼠脑梗死体积小。脑室注射IL-1β可增加中性粒细胞在脑内的浸润，增加脑水肿和梗死体积[52]。

在大鼠脑卒中模型中，IL-6在缺血后3～3.5 h内升高，于12h达到表达高峰且可持续至少24 h。脑卒中后，可通过激活转录因子通路和STAT通路激活IL-6信号通路，对组织的重塑和恢复起着重要的作用[53]。此外，IL-6还通过诱导IL-1受体拮抗剂的合成、抑制TNF-α表达和诱导中性粒细胞凋亡而起到抗炎作用。然而，IL-6也会通过提高中风后患者的体温来增加脑损伤。因此，IL-6对脑卒中具有双重作用。

多项研究表明TNF-α与缺血损伤程度呈正相关。因此，在大鼠缺血模型中，应用抗TNF抗体和TNF-α结合蛋白可减少梗死体积。TNF-α诱导脑内皮细胞黏附分子的表达，促进中性粒细胞浸润。同时，TNF-α还破坏血-脑脊液屏障，并刺激其他炎症介质的诱导。

IL-10是一种抗炎细胞因子，能抑制促炎性细胞因子的产生和趋化因子的分泌，阻止巨噬细胞和小胶质细胞的抗原传递。此外，IL-10可抑制由TNF-α引起的TNF-α信号通路激活而产生的有害作用。TGF-β是一种抗神经炎症的神经保护因子，对缺血性脑损伤具有神经保护作用。应用TGF-β可减少循环中性粒细胞的数量，从而改善脑卒中后的脑损伤。缺血性脑卒中后，趋化因子可吸引中性粒细胞进入缺血组织，抑制这些趋化因子的产生可减轻脑水肿和缩小脑梗死体积[52]。

NF-κB是一种广泛已知的与缺血后炎症反应密切相关的杂合转录因子。它参与了TNF-α、ICAM-1、IL-6、iNOS和环氧合酶2(COX2)等多种促炎因子的激活。抑制NF-κB通路可以阻止促炎细胞因子的产生。

基质金属蛋白酶(MMPs)是一类参与细胞外基质重构的蛋白水解酶，能降解细胞外基质的所有成分。脑损伤时，MMPs在脑组织中的表达增加。脑损伤后，MMPs在神经元、星形胶质细胞、小胶质细胞和内皮细胞等细胞中均有表达。实验结果表明，MMP-9和MMP-2是缺血性脑卒中后血-脑脊液屏障破坏的机制之一[54]。MMP-9与神经炎症有关，抑制MMP-9表达对脑卒中后的预后是有益的。

4.3 TLRs与神经炎症反应

TLRs的激活导致细胞因子和趋化因子的产生，从而引发炎症反应。在中枢神经系统中，TLR在内皮细胞、小胶质细胞、星形胶质细胞、少突胶质细胞和神经元上均有表达。已鉴定出13种TLRs，而且TLR4信号通路可促进缺血后炎症损伤。在低氧状态下，TLR4在小胶质细胞表面表达上调[55]。

小鼠脑卒中后1～22 h，TLR4 mRNA水平表达增加。此外，缺血后TLR2 mRNA的表达水平也有所增加。内源性配体(如HSP70)在缺血后脑组织中表达上调，并可通过TLR激活加重脑损伤。与野生型小鼠比较，TLR2或TLR4基因敲除小鼠的脑梗死体积显著减小，而且病变范围在缺血后1～3 d中缩小[56]。TLR可激活NF-κB，诱导促炎因子、细胞因子和黏附分子的表达，加重缺血后脑损伤。

5 脑卒中后的先天免疫和适应性免疫反应

对付脑损伤后的第一道防线是天然免疫系统，其中巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞、NK细胞和γδT细胞参与脑损伤的天然免疫反应。缺血性脑损伤后，各种危险信号从细胞内释放出来，或由基质蛋白细胞死亡所释放的内源性分子产生。这些危险信号通常称为危险相关分子模式(DAMPs)，包括嘌呤(ATP、UTP及其分解代谢物)、细胞因子和趋化因子等分子。DAMPs激活小胶质细胞、星形胶质细胞、血管周围巨噬细胞和脑内皮细胞上的TLRs和清道夫受体[57]。这些信号激活小胶质细胞，释放炎性细胞因子，如IL-1β和TNF-α。活化后的小胶质细胞可诱导趋化因子释放CCL2和CCL3，以诱导白细胞浸润。脑卒中后，CCL2和CC趋化因子受体2(CCR2)参与巨噬细胞的形成。缺血还能激活血管周围的巨噬细胞，释放促炎性细胞因子、趋化因子、ROS和NO。细胞黏附分子，包括ICAM-1、P-选择素和E-选择素在缺血脑炎症内皮细胞中表达。黏附分子参与中性粒细胞向大脑的跨内皮迁移。急性脑卒中后，ICAM-1基因敲除或P-选择素基因敲除小鼠的中性粒细胞浸润减少，梗死体积减少。许多研究表明，脑卒中后，激活的中性粒细胞可引起MMP-9的升高，进而导致血-脑脊液屏障的破裂，刺激外周白细胞浸润，最终导致神经元损伤[58]。因此，中性粒细胞可能是脑卒中治疗的外周靶点细胞。

适应性免疫，包括T/B淋巴细胞参与的损伤后炎症反应，是一种需要较长时间才能发挥保护作用的抗原特异性防御机制。抗原由抗原提呈细胞(APC)，如树突状细胞处理后，以主要组织相容性复合体(MHC)分子复合体的形式表达于APC表面。T细胞受体能够识别MHC和脑抗原复合物，激活适应性免疫系统。在中风的啮齿动物和人体中均发现APC数量在缺血脑区是增加的，但在缺血外周是减少的。脑卒中后，CD4+辅助细胞和大量CD8+细胞毒性T细胞在缺血脑区聚集。CD4+辅助性T细胞激活或引导CD8+细胞毒性T细胞，直接诱导细胞死亡。调节性T细胞(Treg)通过分泌TGF-β、IL-10和IL-35等抑制性细胞因子发挥其神经保护作用。T辅助性细胞亚群如促炎性Th1、Th17和γδT细胞对脑卒中预后有不同的影响，这些炎性细胞可导致更加严重炎症损伤和预后。短暂性脑卒中后，B细胞缺乏导致组织学损伤，而B细胞过继转移后则改善了小鼠的神经功能障碍，减少了梗死面积[59]。IL-10是B细胞介导的神经保护机制之一。因此，在缺血性脑卒中中，B淋巴细胞的作用可能是保护性的，而不是致病性的。

6 肠道微生物群与缺血性脑卒中

最近的研究表明，抗生素引起的肠道菌群改变可以减轻小鼠缺血性脑损伤。肠道菌群失调导致调节性T细胞增多，IL-17+γδT细胞减少[60]。因此，大面积的脑损伤通过应激性肠麻痹介导引起肠道微生物群失调，进而通过T细胞稳态改变、炎症反应和脑卒中预后恶化来对脑卒中预后产生影响。粪便菌群移植治疗，可改善脑卒中后的肠道菌群失调，改善脑损伤，促进脑恢复。因此，肠道微生物是卒中所致全身系统性改变的靶点，肠道微生物群是影响脑卒中预后的有效因素[61]。Yin等[62]发现脑卒中和短暂性脑卒中患者肠道微生物明显失调，血氧化三甲胺(TMAO)水平降低；Karlsson等[63]发现动脉粥样硬化患者的肠道元小体特征性改变，且肠道元小体与宿主的炎症状态有关。最近的研究表明，脑卒中后有相当数量的T细胞从肠道迁移到缺血大脑[61]。在脑卒中后最初几天，T细胞被招募到受伤的大脑，而肠道微生物群是T细胞稳态的关键调节因子，这更加证明肠道微生物群在缺血性脑卒中发展过程中具有重要作用。

7 颅内动脉粥样硬化与缺血性卒中

颅内动脉粥样硬化是缺血性脑卒中的常见原因。颅内动脉粥样硬化的进展与高血压、糖尿病等多种危险因素有关。由于血管狭窄，晚期动脉粥样硬化可影响下游或侧支灌注。晚期动脉粥样硬化会导致血管收缩、血小板活化、血栓形成和颅内动脉粥样硬化，这可能改变血流动力学，并可能导致与阿尔茨海默病(AD)有关的血栓形成[64]。β-淀粉样蛋白(Aβ)是引起AD的重要物质，脑动脉粥样硬化可通过低灌注和低氧诱导Aβ的产生。Aβ可通过血管氧化应激和内皮细胞功能障碍促进动脉粥样硬化病变的形成。动脉粥样硬化还可能通过损害Aβ清除和提高脑内Aβ水平来加快AD的病理生理过程[65]。肠道微生物可以影响动脉粥样硬化的进展速度，肠道微生物可以改变血小板反应性和凝块形成，它们是止血和血栓形成的重要因素[66]。

8 总结与展望

缺血性脑卒中所致的脑损伤是由兴奋性毒性、氧化应激、炎症和凋亡等复杂病理生理过程相互作用的结果。由于脑卒中病理的复杂性和单一药物试验结果的差强人意，使得目前对缺血性脑卒中的治疗迫在眉睫。因此，把希望寄托在只靠单一的神经保护药物治疗脑卒中，是不现实的。虽然已经有一些药物可以防止脑卒中的发生，但是目前仍没有很好的神经保护剂可以改善人类的脑卒中预后。

鉴于缺血性脑卒中损伤的复杂性，为有效治疗脑卒中，需要一种综合的方法，即药物联合作用治疗脑卒中。这些药物可以起协同作用，也可以起叠加作用。与单一药物治疗相比，联合用药治疗缺血性脑卒中更加有效，不良反应更小。此外，脑侧支循环和脑卒中前/后处理是治疗缺血性脑卒中新策略。因此，由于脑卒中所引发的多种有害机制的广泛叠加作用，联合治疗、脑侧支循环以及脑卒中前/后处理可能成为治疗脑卒中的一种具有广泛前景的治疗手段。