法舒地尔治疗脑卒中的研究进展*

杨锡彤， 王光明

大理大学第一附属医院基因检测中心(云南大理 671000)

脑卒中(stroke)是一种突发性脑血液循环障碍疾病，由于脑血流量供应减少，造成脑组织氧和营养物质缺乏，最终导致神经元细胞死亡和脑梗死[1]。缺血性脑卒中约占脑卒中的85%以上，在中国所占比例逐年增加，并出现年轻化的趋势，成为我国第一位致残和致死原因[2-3]，造成了严重的经济和社会负担。脑卒中除了高致残率和高致死率，脑卒中还有高发病率、高复发率以及并发症多的特征，因此对缺血性脑卒中进行预防和治疗显得尤为重要。目前脑卒中的治疗方法有限，而临床上的药物多为他汀类和阿司匹林，大多数脑卒中经过当前的药物治疗神经功能不能得到完全恢复。法舒地尔是Rho相关激酶(Rho-associated kinase，ROCK)抑制剂，广泛地用于治疗蛛网膜下腔出血导致的脑损伤。法舒地尔在中枢神经系统紊乱的动物模型中治疗帕金森疾病和脑卒中具有积极的效果。法舒地尔能够改善大鼠和小鼠微栓塞模型的神经缺损，法舒地尔使脑缺血组织的损伤得到缓解，从而起到保护神经的作用[4]。

1 ROCK和法舒地尔的分子生物学特征

Rho激酶是一种参与Rho/ROCK信号通路的蛋白激酶，能够磷酸化下游的靶点，包括肌球蛋白轻链激酶和肌球蛋白轻链磷酸酶，调控肌动蛋白细胞骨架组织和内皮屏障功能[5]。

法舒地尔作为一种ROCK抑制剂，可以缓解一系列的神经失调性疾病包括蛛网膜下腔出血、脊髓损伤、脑卒中、帕金森病、神经性疼痛以及癫痫[6-7]。除法舒地尔以外，ROCK抑制剂还包括了C3转移酶和Y27632，这两种抑制剂在体内和体外动物神经损伤模型中的治疗效果相似但在临床上并未使用，法舒地尔是目前临床上唯一一种用于治疗中枢神经系统疾病的ROCK抑制剂[8]。

ROCK是Rho下游的效应器，是Rho-GTPases的成员之一，属于Ras超家族。ROCK有两种类型，ROCK1和ROCK2。ROCK1也称为ROKα或者p160ROCK，主要在非神经系统中表达，ROCK2也称为ROKβ或者Rho激酶，主要在神经系统中表达[9-10]。然而，两者特异性功能调控在很多细胞和组织中的作用还是未知的。ROCK1敲除能导致白血球迁移到炎症组织中的数量减少[11]，而ROCK2能在肾脏的炎症和纤维化调节中起到重要作用[12]。研究表明，在小鼠的肾脏损伤模型中，只有法舒地尔的用量为30 mg/kg才能够起到保护作用，而低剂量的法舒地尔对肾脏的损伤并无保护作用，可能是因为低剂量的法舒地尔并未完全抑制ROCK2的表达[13]。ROCK参与细胞黏附、迁移、增殖、细胞因子活化、炎症细胞迁移、平滑肌细胞收缩和细胞生长调节。此外，ROCK还参与了多种神经功能的调节，包括轴突再生、抑制神经分化和肿瘤细胞的增殖[14]。

2 法舒地尔与tPA联合使用治疗脑缺血

脑缺血后组织纤溶酶原激活剂(tissue plasminogen activator，tPA)治疗是目前临床上最常用的溶栓方法，在临床上得到了广泛应用，tPA能够改善脑血流，从而减轻脑组织损伤[15]。但是tPA在治疗缺血性脑卒中患者时治疗时间窗较短并且不能够减轻再灌注损伤，还可能诱发脑内出血，激活基质金属蛋白酶-9(matrix metalloprotein 9，MMP-9)，MMP-9活性增高会破坏血脑屏障(BBB)的完整性，导致脑出血和脑水肿的发生，对神经元有不同程度的毒副作用[16-17]。因此针对缺血性脑卒中的研究将重点关注减轻缺血损伤和再灌注损伤，以及如何延长治疗时间窗。

目前tPA是获得FDA批准的脑卒中的唯一用药，但tPA的治疗具有明显的局限性：治疗的时间窗较短(必须在中风4.5 h内服用)，药物延迟治疗容易引起不良反应，主要是出血性转化。在急性缺血性脑卒中发生后，采用法舒地尔治疗时间窗可长达48 h，比tPA治疗时间窗要长得多。因此有研究将tPA与法舒地尔联合应用，结果表明两者联用可延长脑卒中治疗的溶栓时间窗，不仅缓解了tPA因治疗延缓而引发的不良反应，同时也让神经可恢复性的时间窗延长，使治疗后损伤恢复和神经功能得到改善。法舒地尔在大脑中动脉闭塞6 h后用10 mg/kg进行治疗，静脉注射治疗后经18 h再灌注损伤后引起的出血性转化明显降低，再灌注后7 d能明显降低脑卒中动物的死亡率和改善运动功能[18]。所以，当法舒地尔与tPA联用后可以延长治疗时间窗，减少不良反应的产生，改善脑卒中导致的神经缺损的预后。

3 法舒地尔可增加脑梗死区域血流量

某些急性疾病(例如中风)能引发其他不良的病理生理反应，包括血流动力学障碍、炎症反应、水肿和神经细胞死亡。在脑缺血后，大脑血流量降低，局部出现梗死，导致神经损伤。研究表明[19]在脑卒中发生后6～12 h之间中性粒细胞的水平增高，其高水平的中性粒细胞在患者体内可维持6～9 d，中性粒细胞的数目与脑组织损伤的严重程度及神经系统损伤预后较差有密切联系。在脑卒中发生1周后，患者体内的单核细胞积聚并且持续数周左右的时间。体外的研究表明法舒地尔对中性粒细胞和单核细胞的迁移有抑制作用[15]。Rho激酶被认为在血液动力学障碍和炎症进程中起到重要作用。血管收缩，血液黏稠度过高和内皮损伤是引起血液动力学功能障碍的主要因素。法舒地尔通过增加局部脑血流改善血液动力学障碍，防止血液的高度黏稠，还能上调内皮细胞中内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase，eNOS)的活性[20]。法舒地尔在急性脑卒中的效果可能归因于通过抑制Rho激酶而降低多种脑部的二次损伤例如炎症反应和血流动力学异常。

近来研究表明法舒地尔和其代谢产物都是ROCK选择性抑制剂，在脑缺血的状况下能增加体内和体外eNOS的表达以及NO的产生，并且能增加大脑缺血区血流量，降低大脑梗死面积，改善脑缺血后神经系统的缺血指数[15]。Baba等[21]通过家兔实验的研究表明在再灌注2 d内通过法舒地尔治疗后能够延长eNOS免疫反应，并且再灌注后1～2 d后神经功能评分明显高于未用法舒地尔治疗的对照组。因此，在脑缺血后通过法舒地尔的治疗可以改善侧支循脑血流和微循环，从而起到神经保护作用。

4 法舒地尔可减轻脑梗死灶周围组织的炎症反应

脑缺血后可引起一系列的并发症如出血性转化、炎症和脑水肿，而炎症反应的增强可导致缺血后脑梗死面积的增加。激活的中性粒细胞可以通过自由基、弹性水解酶和细胞因子加重组织损伤[22]。法舒地尔和其代谢产物在脑缺血后通过抑制中性粒细胞和单核细胞浸润避免脑部发生炎症反应，抑制中性粒细胞和血管中O2-的生成。法舒地尔通过抑制浸润细胞的迁移从而起到减轻炎症反应保护神经的作用[23]。

法舒地尔介导神经保护的分子机制包括促炎性细胞因子[白细胞介素(IL)-1b、IL-6、干扰素(IFN)-c和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)]降低和抗炎性细胞因子(IL-4和IL-10)的增多。胶质细胞是中枢神经系统内的主要免疫效应细胞，可通过介导促炎性因子例如一氧炎氮(NO)、IL-1b、IL-6和TNF-α激活小胶质细胞从而导致神经细胞的死亡。Ding等[24]的实验表明小鼠脑缺血后分别用生理盐水和法舒地尔处理，与生理盐水对照组相比法舒地尔可抑制IL-1b和TNF-α的产生，而使用法舒地尔治疗后IL-10的表达水平在小鼠中明显增高。分别用1.5 mg/mL和15 μg/mL的法舒地尔处理小鼠，发现15 μg/mL的法舒地尔能降低脑组织中胶质细胞释放促炎性因子IL-1b、IL-6、IFN-c和TNF-α的水平。然而与生理盐水对照组相比，在法舒地尔处理后胶质细胞中抗炎细胞因子IL-10的表达明显增高。在缺氧后，在小胶质细胞中使用15 μg/mL浓度的法舒地尔治疗能降低低氧诱导促炎性因子IL-1b、IL-6、TNF-α和IFN-c，但是在法舒地尔处理后小胶质细胞IL-10的表达并未出现明显变化[24]。

在脑缺血后法舒地尔的治疗能够降低TNF-α、IL-1b和IL-6的产生，因此抑制神经炎性的微环境可能有利于神经的保护。法舒地尔能够明显降低促炎因子的生成，减少脑缺血后炎细胞的浸润，缓解炎症反应，从而起到神经保护作用。

5 法舒地尔恢复神经损伤

在小鼠脑损伤模型中法舒地尔对神经脑损伤有神经保护作用并且在急性脑梗死中其治疗剂量的降低会导致大脑中动脉闭塞，表明法舒地尔可能改善急性缺血性脑卒中患者脑部的缺血性损伤[25]。

临床双盲实验中将生理盐水作为对照组，法舒地尔作为实验组，结果显示法舒地尔能够明显地降低血管痉挛，从安慰剂组的血管痉挛比例61%到使用法舒地尔后的38%，表明法舒地尔能抑制血管痉挛和改善相关的脑缺血症状[23]。

法舒地尔能够减小缺血后脑梗死的面积和改善神经在大脑中动脉闭塞模型中的预后，法舒地尔还能够改善神经系统的缺陷并且减少大鼠血栓模型中梗死区域。研究表明法舒地尔在沙鼠的双侧颈动脉闭塞模型中能够显著减少CA1神经元的丢失[26]。

在小鼠大脑中动脉闭塞模型后引起的脑缺血，法舒地尔不仅能够减少神经功能缺损还能够降低大脑梗死面积，并且在缺血再灌注损伤后能够增加内皮型一氧化氮合酶(eNOS)蛋白质表达的增加以及抑制诱导型一氧化氮合酶(iNOS)蛋白质的表达。此外，法舒地尔能够减弱谷氨酸诱导的神经毒性从而在体内和体外起到缺血性神经损伤的预防作用[27]。

6 法舒地尔对BBB和MMP-9的影响

ROCK抑制剂能够用于治疗缺血性脑卒中患者，在大脑缺血性损伤中ROCK活性会增加并且通过影响神经元、炎症反应、氧化性损伤、内皮细胞损伤参与脑损伤的发展进程[27]。

ROCK通路与血栓溶解、BBB受损有关，体外星形胶质细胞的结果表明重组组织型纤维蛋白溶酶原激活剂(recombinant tissue plasminogen activator，rt-PA)通过血纤维蛋白溶酶依赖激活ROCK从而影响BBB，导致BBB的回缩。rt-PA进一步调控ROCK的活性，当血浆纤维蛋白溶酶裂开趋化蛋白增加ROCK的活性和膜突蛋白依赖的紧密连接遭到破坏时可上调MMP-2和MMP-9在星形胶质细胞和脑微血管细胞中的表达，破坏BBB的完整性。BBB的完整性被破坏，有害物质通过BBB进入脑组织的量增多，加重了脑损伤，MMP-9的表达增高能加剧BBB的破坏，促使脑水肿的发生，影响脑卒中患者的预后[17]。法舒地尔，作为ROCK非选择性抑制剂，通过rt-PA和体内的纤溶酶保护BBB完整性，降低MMP-9活性，减少出血性转化，脑卒中体内神经缺陷和病死率[28]。因此，对于靶向抑制在急性脑卒中的血栓溶解ROCK通路是较好的选择，可以保护大脑免受缺血损伤并且从rt-PA和纤溶酶的中同时保护BBB的通透性。

7 展望

综上所述，缺血性脑卒中患者的生存质量受到明显的影响，而治疗脑卒中的方法虽然较多但受益的患者却较少，这与治疗的时间窗限制有关。法舒地尔作为ROCK抑制剂，能明显改善脑缺血后的梗死面积，增加脑梗死区域的脑血流量，减轻脑梗死灶周围组织的炎症反应，增加侧支循环灌注的影响，减轻再灌注对脑血流量的影响，减少缺血后脑损伤和水肿形成。此外，法舒地尔对脑缺血后的治疗时间窗较为广泛，已经作为治疗缺血性脑卒中的一种有效手段，对脑卒中患者的生存质量和预后中都起到重要作用。因此，法舒地尔可作为临床缺血性脑卒中患者保护神经的用药。