远隔缺血适应在缺血性脑血管疾病中的应用研究进展

赵童 马欣 吉训明

缺血适应是指对组织器官进行短暂的、非致死性的缺血后，在持续缺血的过程中，提高了机体对缺血的耐受能力[1]。缺血适应由Murry等[2]于1986年首次报道。多项动物实验表明，短期闭塞和再通均可在随后的持续缺血过程中发挥保护作用[3-4]。对于心脏、大脑等缺血耐受性较差的重要脏器，人为诱发其缺血的风险较高，且需血管内介入操作，故其临床应用受到限制。有研究建立了狗冠状动脉前降支闭塞模型，在前降支缺血前1 h，通过回旋支给予4个循环的缺血适应(每个循环为5 min缺血-5 min再灌注)，结果显示，局部缺血适应可减小心肌梗死的面积[5]。远隔缺血适应(remote ischemic conditioning，RIC)是一种新的缺血适应方式，通过远隔器官短暂的缺血-再灌注，以保护靶器官持续缺血性损伤[1]。RIC最常用的方式是通过前臂的缺血(即骨骼肌缺血)为靶器官提供缺血保护[6-14]，其操作方法是采用血压袖带充气和放气以诱导上肢的缺血和再灌注，通常需重复3～4个循环才能起到保护作用[6，15]，现已逐渐应用于缺血性心脑血管疾病的临床研究。我们通过复习文献，现对RIC的可能机制及其应用研究进行综述。

1 RIC的可能机制

RIC对缺血-再灌注过程的保护作用机制主要涉及体液通路、神经通路及免疫通路，对其可能机制的研究结果多源自心血管疾病方面，部分数据源自缺血性脑血管疾病的相关研究[16-17]。

1.1 体液通路

每一循环RIC包括一个缺血期和一个缺血后再灌注期，缺血适应部位的血管产生保护因子并随血液循环转运至靶器官。有研究建立肢体RIC后的新西兰家兔模型，将其血清样本提供给离体的心肌细胞，显示离体心肌细胞获得了对抗心脏缺血-再灌注损伤能力[18]，提示血液循环中的某些体液因子可作用于RIC诱导的心肌保护。目前认为这些体液因子包括：腺苷、血红蛋白氧化酶-1等[19-20]。

1.2 神经通路

Ren等[21]在卒中大鼠模型中应用传入神经阻滞剂(辣椒素)，结果显示，应用RIC(左后肢股动脉进行3个循环的RIC，每个循环为5 min缺血-5 min再灌注)+辣椒素组脑梗死面积百分比为(47.5±2.9)%，仅应用RIC组大鼠脑梗死面积百分比为(19±4)%(P<0.05)。该研究结果提示，通过辣椒素预处理能够抑制肢体RIC诱导的神经保护作用。另有研究将RIC应用于大脑中动脉闭塞大鼠模型(单侧大脑中动脉闭塞90 min诱发脑梗死)，将21只大鼠随机分为对照组(仅诱发大脑中动脉闭塞)、RIC组(后肢进行3个循环RIC，每个循环为15 min缺血-15 min再灌注)及RIC+六甲铵组(于RIC前30 min，静脉注射六甲铵)，每组7只，结果显示，RIC组脑梗死面积较对照组明显减小(P<0.01)，RIC+六甲铵组较RIC组脑梗死面积增加(P<0.05)。该研究表明，RIC的神经保护作用能够被神经节阻滞剂(六甲铵)抑制[22]。因此，神经通路可能参与了RIC诱导的保护作用。

1.3 免疫通路

缺血-再灌注损伤以增加炎性细胞为特点，RIC诱导的心肌保护作用被认为与炎性反应相关。对健康成年志愿者前臂进行3个循环的RIC(每个循环为5 min缺血-5 min再灌注)，24 h后观察其血清样本，结果显示，促炎基因CD11b表达下调(P=0.01)[23]。对5名健康成年男性，通过单次上肢3个循环的RIC(每个循环为5 min缺血-5 min再灌注)，连续应用10 d，并分别于RIC前、RIC后1 d和RIC后10 d采集静脉血标本，结果显示，RIC后1 d中性粒细胞黏附分子下降了(0.8±0.2)%，RIC后10 d下降了(2.6±0.7)%(P<0.05)[24]。对大鼠股动脉进行6个循环的RIC，每个循环为4 min缺血-4 min再灌注，结果显示，涉及及抗氧化应激的相关基因表达上调(P<0.05)[25]。

RIC的机制可能涉及体液通路、神经通路及免疫通路等多种机制的叠加，甚至尚有未被发现的机制，未来需进一步探讨。

2 RIC分类及其基础研究

根据启动时间，RIC分为3类：(1)远隔缺血预适应(remote ischemic preconditioning， RIPC)，即在缺血事件前应用；(2)远隔缺血时适应(remote ischemic perconditioning， RIPerC)，即发生缺血，在再灌注前应用；(3)远隔缺血后适应(remote ischemic postconditioning，RIPostC)，即缺血后，再灌注时应用。

RIPC最早于1993年被提出，实验采用狗冠状动脉前降支闭塞模型，于前降支闭塞前1 h，在旋支进行了4个循环的RIC[5]。RIPC是指通过缺血事件前的短暂缺血刺激，使远隔部位靶器官或组织在随后的持续缺血损伤或缺血-再灌注损伤受到保护[26]。Ren等[27]应用大脑中动脉闭塞大鼠模型，在人为诱发脑梗死前，立即应用3个循环的肢体RIPC(麻醉后左下肢股动脉分离夹闭-再通)，每个循环为15 min缺血-15 min再灌注，结果显示，皮质梗死面积减少的百分比高于对照组(仅麻醉，不予股动脉缺血)[(47.7±7.6)%比(9.8±8.6)%，P<0.05]。Wei等[22]在心肌梗死动物模型中同样发现了RIPC对心肌的保护作用。在心肌梗死猪模型中，置入球囊持续扩张左前降支40 min以诱发心肌梗死，采用单侧下肢4个循环的RIPC，每个循环为5 min缺血-5 min再灌注，结果显示，对照组(仅诱发前降支缺血，不予下肢RIPC)和RIPC组透壁心肌梗死面积百分比分别为(53±8)%和(26±9)%，组间差异有统计学意义(P<0.05)[28]。

Schmidt等[29]最早将RIPerC应用于动物实验中，该研究采用冠状动脉前降支闭塞猪模型，于其前降支闭塞时、再灌注前，于猪后肢进行了4个循环的RIC，每个循环为5 min缺血-5 min再灌注，结果显示，RIPerC组心肌梗死面积百分比低于对照组(仅诱导前降支缺血，不予RIPerC训练)[(38±5)%比(60±5)%，P=0.004]。Hoda等[30]将卒中鼠类模型分为肢体RIPerC联合溶栓治疗组(大脑中动脉闭塞后4 h静脉给予阿替普酶)、RIPerC组、溶栓组和对照组(仅诱发缺血事件)，联合治疗组相较于对照组可减小梗死面积的50%(P<0.01)；与RIPerC组比较，联合治疗组可减小梗死面积的25.7%(P=0.0082)；与溶栓组比较，联合治疗组可减小梗死面积的23.8%(P=0.014)。

RIPostC是指在远隔器官或组织缺血后进行RIC，从而起到脑缺血-再灌注损伤的保护作用[31]。有研究应用大脑中动脉远段闭塞大鼠模型，通过大脑中动脉闭塞30 min诱发缺血事件，对照组仅诱发缺血，不应用RIC，肢体RIPostC组在脑缺血事件后立即或3 h于左侧股动脉进行3个循环的RIC，每个循环为15 min闭塞-15 min再灌注，结果显示，RIPostC组能够减少大脑中动脉远段闭塞大鼠模型脑梗死面积的67%或43%(P<0.01)，但再灌注后6 h应用RIC则未显示保护作用[21]。该实验结果提示，RIPostC应在脑缺血-再灌注后尽早应用。然而，有研究得到相反的结果。Sun等[32]将大脑中动脉闭塞90 min建立大脑中动脉闭塞大鼠模型，RIPostC组在双侧股动脉均进行3个循环的RIC，每个循环为5 min 缺血-5 min再灌注，结果显示，对照组(仅行大脑中动脉闭塞)脑梗死面积占全部脑组织百分比为(66.58±3.30)%，再灌注后6 h和3 h RIPostC组脑梗死面积占全部脑组织百分比分别为(33.45±2.78)%和(46.44±2.65)%。该结果提示，在脑缺血-再灌注损害后6 h应用RIC较3 h应用的保护作用更明显。上述两个研究得到相反结果可能与其诱发缺血事件时长不同(前者为大脑中动脉闭塞30 min，后者为大脑中动脉闭塞90 min)及应用RIC时长不同(前者为左侧股动脉3个循环RIC，每个循环为15 min缺血-15 min再灌注，后者为双侧股动脉3个循环RIC，每个循环为5 min缺血-5 min再灌注)有关。在健康成年雄性SD大鼠心肌梗死模型中，通过结扎前降支诱发心肌梗死，RIPostC组大鼠左后肢每隔1天应用3个循环5 min缺血-5 min再灌注，重复至心肌梗死后第4、6、8周，结果显示，RIPostC组心肌梗死后肌酸磷酸肌酶-同功脢和心肌肌钙蛋白I水平均明显减少(均P<0.05)[33]。

RIC在动物实验中的应用为临床研究提供了有效性和安全性方面的证据，且动物实验可严格控制实验条件，故干扰因素较少，但关于RIC的周期、每个周期缺血-再灌注时间以及RIC开始启用的时间，目前尚无统一的标准，仍需进一步探讨。

3 RIC的临床研究

3.1 RIC对缺血性脑血管疾病预后的影响

应用RIPC能够减少颈动脉支架置入患者术后新发脑梗死发生率。Zhao等[7]将126例经血管造影检查证实存在颈内动脉狭窄>70%的患者分为RIPC组(63例)和对照组(63例)，其血压袖带压力分别为200 mmHg和60 mmHg。两组患者均于颈动脉支架置入术前进行了2周的RIPC训练，即每个循环为5 min缺血-5 min再灌注，5个循环/次，2次/d。术后经MR扩散加权成像证实，RIPC组和对照组患者新发脑梗死发生率分别为15.87%和36.51%，组间差异有统计学意义(P<0.01)。由于缺血事件的不可预测性，RIPC的临床应用受到一定的限制，以往的研究多为颈动脉狭窄拟行支架置入术者，应用RIPC可降低围术期脑梗死的发生率，对于已发生缺血性脑血管事件的应用受到了一定程度的限制。

有研究对急性缺血性卒中患者在发病24 h内给予4个循环的RIC，每个循环为5 min缺血-5 min再灌注，结果显示，RIPerC组患者90 d美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分中位数为1(0.5，5.0)分，对照组NIHSS评分中位数为3(2.0，9.5)分，组间差异有统计学意义(P=0.04)，而90 d改良Rankin量表(mRS)评分的组间差异无统计学意义(P>0.05)[8]。因RIPerC应用时间窗较短，需在缺血事件发生后血管再通前立即应用，且多为单次应用，故其对临床预后的影响是否有效仍有待进一步考证。Hougaard 等[9]对发病4.5 h内的急性缺血性卒中患者，在院前急救转运过程中应用上肢4个循环RIC，每个循环为5 min缺血-5 min再灌注，入院后进行NIHSS评分，并根据MRI检查结果给予溶栓治疗，结果显示，RIPerC结合溶栓治疗组与单纯溶栓治疗组比较，在减少缺血半暗带面积、1个月后脑梗死面积、90 d mRS评分0～1分比例方面均有改善，但组间差异均无统计学意义(P>0.05)。该研究结果提示，院前肢体RIPerC可能会启动神经保护效应，减少脑梗死面积，但仍需进一步证实。

Meng等[10]对80～90岁症状性颅内动脉狭窄患者长期应用双上肢RIPostC，5个循环/d，每个循环为5 min缺血-5 min再灌注，共应用180 d，结果显示，能够降低发病180 d时的缺血性脑血管事件复发率(RIPostC组和对照组复发率分别为13.3% 和35.7%，P=0.004)。另有研究对症状性颅内动脉狭窄急性缺血性卒中患者进行90 d和300 d时卒中复发风险的观察，结果显示，与对照组比较，长期应用RIPostC可降低卒中复发率(90 d时，5%比23.3%；300 d时，7.9%比26.7%；均P<0.01)，促进卒中症状的恢复(mRS评分降至0～1分的时间缩短)，且脑灌注状态得到改善[34]。上述研究表明，RIPostC能够改善急性缺血性脑血管疾病的长期预后，尤其是对于超老龄患者，RIPostC可能使其获益。

3.2 RIC对于冠状动脉粥样硬化性心脏病预后的影响

多项研究表明，对于稳定型冠心病患者，择期行经皮冠状动脉腔内成形术(percutaneous transluminal coronary angiopla，PTCA)或冠状动脉旁路移植术(coronary artery bypass grafting，CABG)治疗可改善心肌缺血，但手术操作可能会造成围术期心肌梗死(peri-procedural myocardial infarction，PMI)，而联合应用RIPC或RIPerC能够降低PMI的发生率、术后心肌酶学标志物水平，改善远期临床预后，并减少术后6个月、1年及6年时主要不良心脑血管事件发生率[6,11-14，35]。但有研究提示，术后单次应用RIPostC并未显示PMI发生率降低及远期预后改善的作用[36]。对于急性ST段抬高型心肌梗死患者，行PTCA治疗的同时应用RIPerC可改善患者远期预后，并降低主要不良心脑血管事件发生率[37]。

RIPC和RIPerC在缺血性心血管疾病急性期的应用受时间窗的限制，可用于稳定型冠心病拟行择期PTCA或CABG者。短期应用RIPostC并不一定降低PMI的发生率及改善远期预后，而长期应用RIPostC对缺血性心血管疾病患者预后的影响仍缺乏相关研究。

4 小结

在缺血性心脑血管疾病中，RIPC应用于稳定型冠心病患者拟行PTCA或CABG前，以及颈内动脉狭窄拟行支架置入术者，其可降低围术期新发梗死的发生率。对于已经发生心脑缺血事件者，RIPC的应用受到一定的限制。RIPerC对稳定型冠心病患者具有心肌保护作用，可改善患者远期临床预后，同时其对急性ST段抬高型心肌梗死患者具有改善长期预后的作用。对于急性缺血性脑血管疾病，RIPerC联合溶栓虽在动物实验中被证实有效，但在临床研究中仍缺乏更多的数据。RIPostC对冠心病患者可能无效，但目前研究仅限于单次应用，缺乏长期应用的相关研究数据。对于超老龄、难以耐受手术的症状性颅内动脉狭窄患者，长期应用RIPostC逐渐成为一种新的干预方式。

关于RIC基础和临床研究，现有数据仍较少，且无一致性结论。RIC对于改善缺血性心脑血管疾病的远期预后有一定作用，但在RIC启动时间、应用周期等方面尚无明确标准，尤其缺乏同时合并心脑血管疾病患者的RIC应用研究结果，有待于未来对此进行进一步探索。