微血管屏障损伤引起的微血管渗漏及中医固摄理论和方药的机理*

刘博通， 李 泉， 韩晶岩，△

（1北京大学基础医学院中西医结合教研室，北京 100191；2北京大学医学部天士力微循环研究中心，北京 100191）

微血管屏障损伤和微血管渗漏，及其引起的微血管周围水肿和血容量降低，常发生在多种重大疾病过程中，增加急性肺损伤、急性肾损伤、心力衰竭、脓毒症、休克等的病死率，增加医疗成本。

一般认为毛细血管内流体静压、组织压、血浆胶体渗透压、组织渗透压和毛细血管壁通透性的变化是引发微血管渗漏和水肿的主要因素，因此，增加血管内胶体或晶体渗透压的血浆白蛋白、羟基淀粉、甘露醇，以及减少血管内流体压的利尿剂被用于微血管渗漏和水肿性疾病的治疗。但是，多项临床试验结果提示，血浆白蛋白、羟乙基淀粉等对微血管渗漏性疾病的病死率没有显著的影响，血浆白蛋白在治疗严重脓毒症方面没有明显获益［1］。血浆白蛋白对全身性水肿患者、脓毒症休克患者［2］、低蛋白血症患者也没有明显的临床效果。另有研究显示，使用羟乙基淀粉的患者死亡率高于使用乳酸林格氏液的患者［3］。利尿剂还可引发急慢性心力衰竭及肝硬化伴低白蛋白血症的全身性水肿患者的循环血容量降低。在微血管屏障损伤没有修复之前，补充的血浆白蛋白、羟乙基淀粉、甘露醇等多从损伤的微血管处渗漏到微血管外，难以发挥纠正血管内渗透压的作用。因而，临床上缺少救治肺间质水肿、胸水、脑水肿、腹水、关节积液、眼底渗出、蛋白尿、毛细血管渗漏综合征和低血容量性休克的有效治疗方法。

1 微血管屏障损伤是微血管渗漏的病理基础

微血管是指血管直径在100 μm 以下的小动脉、微动脉（arteriole）、毛细血管（capillary）、毛细血管后静脉（postcapillary）、微静脉（venule）和小静脉构成的血管网（图1）。其中，直径在100～500 μm 之间的小动脉和小静脉，肉眼可以观察到，不属于微血管区。微血管是肉眼难以观察到的区域，占全身血管总数的90%。在微血管区巡行的血液（含氧气、液体和营养物质），以及渗漏到微血管外的液体，经由微淋巴管回流的淋巴液循环，称之为微循环。

Figure 1. Microcirculation.图1 微循环

微血管屏障由微血管内皮细胞、血管基底膜和周细胞构成，其中，微血管内皮细胞在防止渗漏方面发挥了重要的作用［4］。血浆白蛋白一般经由血管内皮细胞间连接介导的细胞旁途径和胞膜小窝（caveolae；又称质膜囊泡）介导的跨细胞途径渗漏（图2）［5］。

Figure 2. Caveolae and cell-cell junctions of rat brain microvascular endothelial cells observed under transmission electron microscope. I/R：ischemia-reperfusion. A1 and A2：the brain microvesculature of the normal rat；B1 and B2：the brain microvesculature of the rat with I/R. The scale bar=2 μm（A1 and B1）or 0.5 μm（A2 and B2）.图2 用透射电子显微镜观察大鼠脑微血管内皮细胞的胞膜小窝和细胞间连接

细胞旁途径由血管内皮细胞间连接介导，包括紧密连接（tight junction，TJ）、黏着连接（adherens junction，AJ）和缝隙连接（gap junction，GJ）［6］。TJ 由密封蛋白（claudin）家族、闭合蛋白（occludin）家族和连接黏附分子（junctional adhesion molecules，JAMs）家族组成，这些连接蛋白通过内皮细胞内的闭锁小带蛋白1（zonula occludens-1，ZO-1）与丝状肌动蛋白（filamentous actin，F-actin）相接。AJ 由血管内皮钙黏蛋白（vascular endothelial cadherin，VE-cadherin）形成同源二聚体，经细胞内的α-连环蛋白（αcatenin）和β-连 环 蛋 白（β-catenin）与F-actin 连接（图3）。

跨细胞途径由血管内皮细胞的caveolae 介导（图3）。caveolae从内皮细胞管腔侧通过胞吞方式将大分子物质转移至细胞基底侧，将液体排出血管内皮细胞外。caveolae 表面有支撑其结构的小窝蛋白（caveolin，Cav）。血管内皮细胞的Cav 是Cav-1［7］。血浆白蛋白与血管内皮细胞表面的白蛋白对接蛋白（albumin-docking protein）gp60 结合，活化酪氨酸蛋白激酶Src。活化的Src磷酸化Cav-1、gp60及发动蛋白2（dynamin-2），诱导caveolae的跨细胞转运，将血浆白蛋白和液体通过跨细胞途径转运到血管内皮细胞外。

水通道蛋白（aquaporins，AQPs）是存在于细胞膜上的、可通过水分子的膜蛋白家族［8］。AQPs 可转运液体，还参与肿瘤组织周围血管生成、促进甘油转运等功能［9］。AQP-1是血管内皮细胞膜上的AQP，可通过单分子水（图3）。脑微血管内皮细胞没有AQP-1，经由脑微血管内皮细胞caveolae 和开放的细胞间连接渗漏到微血管外的液体通过星形胶质细胞膜上的AQP-4 吸收，经过脉络膜上的AQP-1 回收到脑室。在脑脓肿及蛛网膜下腔出血等病理状态下，脑微血管周围的胶质细胞膜上AQP-4 表达增多，有利于脑组织中积液的吸收和排出，减轻脑水肿。

血管基底膜是位于血管内皮细胞下的、约20～200 nm 厚的结缔组织，由细胞外基质［extracellular matrix，ECM；包含IV 型胶原蛋白（collagen IV）、层粘连蛋白（laminin）、巢蛋白（nidogen）和串珠蛋白聚糖（perlecan）等］构成，其中collagen IV 和laminin 是构成基底膜网状结构的主要成分［10］（图3）。血管基底膜在防止出血中扮演重要角色。在血管内皮细胞间连接开放和血管基底膜损伤时，血浆白蛋白和红细胞等可渗漏到微血管外，发生出血。

Figure 3. Transcellular and paracellular pathways of microvascular exudation. AQP-1：aquaporin-1；gp60：an albumin-docking protein；pY14：phosphorylated caveolin-1 on tyrosine-14；ZO：zonula occludens；JAM：junctional adhesion molecule；p120：p120 catenin.图3 微血管渗漏的跨细胞途径和细胞旁途径

周细胞是分布于血管基底膜外侧，能够调节微血管、塑造基底膜的细胞，它们通过伸出臂状突起，具有增强血管屏障、防止微血管渗漏的功能。周细胞可分泌前列腺素、血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）和转化生长因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）等，参与调节微血管渗漏。VEGF能够刺激周细胞初始舒展，继而引起周细胞的持续性收缩，增加微血管的渗漏。

2 微血管屏障的调控机制

2.1 小G 蛋白家族活化 小G 蛋白家族是多种分子量在20～30 kD的蛋白质。小G蛋白家族包括大鼠肉瘤病毒蛋白（rat sarcoma virus protein，Ras）、Ras同源基因家族（Ras homolog gene family，Rho）、二磷酸腺苷（adenosine diphosphate，ADP）核糖基化因子（ADP-ribosylation factors）、Ras 相关三磷酸鸟苷（guanosine triphosphate，GTP）结合蛋白（Ras-related GTPbinding protein，Rab）、Ras 相关核蛋白（Ras-related nuclear protein）等5个家族［11］。未活化状态的小G蛋白与二磷酸鸟苷（guanosine diphosphate，GDP）相结合。细胞受到各种理化刺激后，刺激信号传递至鸟苷酸交换因子，使小G 蛋白结合的GDP 转换成GTP，导致小G 蛋白活化。活化的小G 蛋白经脂质修饰后，可作用于下游信号分子。

多种小G 蛋白可调控微血管通透性。Rab26 能够促进Src 与自噬标志物微管相关蛋白1 轻链3-II（microtubule-associated protein 1 light chain 3-II，LC3-II）的相互作用，促进磷酸化Src 的降解，保护AJ［12］。Rho 家 族 的GTP 酶 是 细 胞 骨 架 的 主 要 调 节者。Rho 家族的RhoA 能够激活其下游的Rho 激酶（Rho kinase，ROCK）；激活的ROCK 使肌球蛋白轻链（myosin light chain，MLC）磷酸化；磷酸化的MLC 增加了肌动蛋白收缩能力，导致细胞旁途径开放，渗漏增加［13］。ROCK 能够抑制线粒体三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）合成酶δ 亚基（mitochondrial ATP synthase subunit δ，ATP5D）的表达，降低ATP 的合成，促使F-actin 脱落为球状肌动蛋白（globular actin，G-actin），诱导TJ 的磷酸化和解聚，血管内皮细胞间连接开放和渗漏增加［14］。

2.2 线粒体呼吸链异常和ATP 含量降低 氧气和营养物质（中医称为水谷精微）经过三羧酸循环产生还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NADH）和还原型黄素腺嘌呤二核苷酸（flavin adenine dinucleotide，FADH2）。NADH 在线粒体呼吸链复合物I（NADH 氧化酶）的作用下，转化成NAD+，将H+传递给线粒体复合物I，再由复合物I，经由辅酶Q10，将H+传递给线粒体复合物III（细胞色素C 还原酶）；FADH2将H+传递给复合物II，经由辅酶Q10，将H+传递给线粒体复合物III。经过上述2 条途径传递来的H+再经过细胞色素C，传递给复合物IV（细胞素C氧化酶），H+从复合物IV溢出，与氧气结合产生水。H+在传递过程中蓄积的势能，在线粒体复合物V（ATP 合成酶）的作用下，为ADP 增加一个腺苷，产生ATP。ATP与细胞骨架高亲和，可以将G-actin 组装成F-actin。F-actin 在血管内皮细胞与TJ 蛋白ZO-1 连接，维持细胞间其他TJ 蛋白的稳定；与βcatenin 连接，经由α-catenin，维持VE-cadherin 的稳定，从而维持内皮细胞间连接的形态和功能［15-18］。当血管内皮细胞的氧气和营养物质不足，或线粒体功能异常，ATP 含量减少时，F-actin 的聚合减少，解聚为G-actin，引发TJ 蛋白和AJ 蛋白磷酸化和解聚，血管内皮细胞间连接开放，血浆白蛋白漏出和水渗漏增加，同时暴露血管基底膜。

2.3 氧化应激 生物体因过量产生的过氧化物引起的损伤称为氧化应激损伤。病理状态下过氧化物产生的主要方式包括因组织缺血缺氧导致细胞膜受损，胞内Ca2+浓度增加引起黄嘌呤氧化酶增多；细胞受到缺氧刺激时胞浆内NADPH 氧化酶亚基p41、p47和p67 与胞膜上的p91 结合导致NADPH 氧化酶活化，将氧分子转变为超氧阴离子；线粒体呼吸链复合物异常，导致H+传递障碍，溢出的H+与氧结合产生负氧阴离子等［16］。过氧化物可通过诱导MAPK 信号转导通路的ERK 和JNK 磷酸化而下调TJ 蛋白ZO-1 的mRNA 和蛋白表达［19］，还能通过受Ca2+/钙调蛋白调控的MLC 激酶（MLC kinase，MLCK；能够磷酸化MLC）诱导occludin 和ZO-1 的重新分布，导致细胞间连接破坏，内皮细胞间渗漏增加［20］。

2.4 Src 磷酸化 Src 激酶家族为非受体酪氨酸激酶家族。Src 磷酸化通过跨细胞和细胞旁途径影响微血管渗出。Src 磷酸化可磷酸化VE-cadherin 和βcatenin，Src 激活还可引起核因子κB（nuclear factorκB，NF-κB）p65 的核转移，上调细胞间黏附分子1（intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）、肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白细胞介素6（interleukin-6，IL-6）和IL-1β 的表达，诱导claudin、JAMs 和occludin 的低表达，促进血管内皮细胞间连接介导的细胞旁途径的渗漏；Src 磷酸化还可磷酸化Cav-1，增加caveolae 介导的跨细胞途径的渗漏［14］。

2.5 鞘氨醇-1-磷酸（sphingosine-1-phosphate，S1P）S1P是内皮细胞中稳定血管屏障的脂质介质［20］。S1P可稳定血管内皮细胞间连接。生理浓度的S1P 作用于S1P受体1（S1P receptor 1，S1PR1），通过磷脂酰肌醇磷脂酶C和三磷酸肌醇诱导内质网释放Ca2+，激活内皮屏障保护因子Rac1，进而增强TJ 和促进F-actin聚合。S1P 能够显著增加内皮细胞间AJ 蛋白VEcadherin 和β-catenin 的数量，促进F-actin 的聚合，增加TJ 蛋白ZO-1 的表达量，稳定细胞旁连接。S1P 还能抑制NF-κB 的激活，降低ICAM-1 的表达。相反，过量S1P作用于S1PR2时会通过RhoA/ROCK 通路增加微血管内皮细胞通透性［22］。

2.6 黏着斑激酶（focal adhesion kinase，FAK） 黏着斑是内皮细胞表面整合素（integrin）与ECM 结合所形成的复合物，连接和固定内皮细胞与基底膜。FAK 是存在于黏着斑内的非受体酪氨酸激酶。FAK能够损伤黏着斑，导致内皮细胞与基底膜分离，暴露血管基底膜，引起微血管渗漏［23］。

2.7 基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）和组织蛋白酶B（cathepsin B） MMP 是ECM

中能够分解collagen IV 和laminin 的锌离子依赖型内肽酶。MMP 家族的MMP-2、MMP-9 等可以损伤基底膜的collagen IV 和laminin。cathepsin 家族存在于细胞溶酶体内，被活化后释放出胞外，能够水解多种蛋白［24］。其中，cathepsin B 能够水解collagen IV，损伤基底膜，增加微血管渗漏［25］和出血［23］。

3 引发微血管渗漏的主要因素

3.1 缺血再灌注损伤 缺血再灌注（ischemia-reperfusion，I/R）损伤经常发生在手术、介入、溶栓、压迫等闭锁的血管再通之后，会引起微循环障碍及其周围组织损伤。I/R 损伤包括缺血期、再灌注后的急性期、亚急性期和慢性损伤等过程（图4）。

血液中含有的氧气和营养物质（中医称水谷精微）为含有线粒体的细胞产生ATP 提供原料。缺血期间，由于闭锁或阻塞的血管末端缺血缺氧，产生ATP 的原料（氧气和水谷精微）供给减少，加上线粒体呼吸链复合物V 的亚单位ATP5D 低表达，导致ATP 产生减少［26］。而血管及其周围组织对ATP 的消耗，导致缺血末端的血管和周围组织中的ATP 降解为ADP 或 一 磷 酸 腺 苷（adenosine monophosphate，AMP）。因ADP 和AMP 与细胞骨架的亲和力低，导致F-actin 脱落为G-actin，血管内皮细胞间连接蛋白磷酸化和排列紊乱，血管内皮细胞间连接介导的细胞旁途径的血浆白蛋白渗漏增加。同时，AMP 的降解产物堆积和线粒体呼吸链的异常，为再灌注后过氧化物的产生提供了基础［15-18］（图4）。

再灌注的急性期，当闭阻的血管因溶栓、扩血管、介入等治疗再通后，虽然，恢复了氧气和水谷精微的供应，但是，线粒体复合物I 和II 的低表达尚未恢复，堆积在线粒体复合物I 中的电子溢出，与氧气结合，形成负氧阴离子；同时，线粒体电子传递障碍，导致高能磷酸键蓄积减少，加上线粒体复合物Ⅴ的活性及其亚基ATP5D 的低表达尚未恢复，不能将ADP 转化成ATP，导致ATP 生成不足。ATP 含量降低，导致F-actin脱落为G-actin，血管内皮细胞间连接蛋白低表达和重新排布，血管内皮细胞间连接开放，经由血管内皮细胞旁途径的渗漏增加。此外，次黄嘌呤氧化酶在氧气、水的参与下，催化缺血期间堆积的次黄嘌呤，产生活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）；过多的AMP 激活腺苷酸活化蛋白激酶（AMPactivated protein kinase，AMPK）和蛋白激酶C（protein kinase C，PKC），诱导细胞浆内的NADPH 氧化酶亚基p67 和p47 膜转位，膜上的亚基p91 活化，爆发性地产生过氧化物［27-28］。各种途径产生的ROS 一方面损害DNA，诱导细胞凋亡，又导致脂质过氧化，损伤膜结构［29］，还可启动多种细胞内信号传导途径，引发炎症因子的释放、选择素和黏附分子的过表达。释放的炎症因子又通过细胞膜上的受体，进一步活化细胞内传导途径，引发细胞损伤［30-31］。白细胞和血管内皮细胞的选择素和黏附分子过表达，引发了白细胞沿血管壁的滚动和黏附。黏附在血管壁的白细胞释放蛋白酶和过氧化物，损伤血管内皮细胞间连接蛋白、血管内皮细胞和血管基底膜，增加血管通透性，引起血浆白蛋白和红细胞的外漏。再灌注24 h内，游出到血管外的白细胞以CD11b和CD18阳性的多形核细胞为主，诱导了血管周围组织的急性炎症反应［30］。血管外周的肥大细胞脱颗粒释放的炎症因子和血管活性物质，加重了血浆白蛋白和液体的渗漏［32］。暴露的血管基底膜促进了血小板黏附和血栓的形成（图4）。

再灌注的亚急性期，多发生在再灌注后24 h 至7 d 之间［33］。受损的血管内皮细胞和血管周围组织细胞释放的单核细胞趋化蛋白1（monocyte chemotactic protein-1，MCP-1）和核糖体蛋白S19（ribosomal protein S19，RP S19）等趋化因子，作用于单核细胞C5a 受体，趋化单核细胞游出于损伤的血管外［33-34］。再灌注3 d 内游出到血管外的单核细胞多驱化为M1型巨噬细胞，诱导免疫反应；4 d 后游出于血管外的单核细胞多驱化为M2 型巨噬细胞，释放TGF-β1，作用于周细胞及其脱落而成的成纤维细胞的TGF-β II型受体，启动Smad 系统，Smad2/3、4 的活化诱导胶原沉积，形成了血管周围的纤维化（图4）。

再灌注的慢性期发生在再灌注7 d 后，CD4+T 淋巴细胞游出血管外，启动了血管周围慢性炎症过程（图4）［15］。

Figure 4. Mechanism of microvascular leakage caused by ischemia-reperfusion. The images were cited from［15］and modified by the authors. ATP：adenosine triphosphate；ATP5D：mitochondrial ATP synthase subunit δ；ADP：adenosine diphosphate；AMP：adenosine monophosphate；NF-κB：nuclear factor-κB；ICAM：intercellular adhesion molecule；VCAM：vascular cell adhesion molecule；MCP-1：monocyte chemotactic protein-1；S19：ribosomal protein S19；TGF-β1：transforming growth factor-β1.图4 缺血再灌注引起微血管渗漏的机制（该图引自文献［15］并由作者改编）

脑缺血及再通后，MMP 表达增加，尤以MMP-2和MMP-9 增加为主。MMP 损伤血管基底膜collagen IV 等基质成分，损伤血脑屏障，引起脑水肿和脑出血。MMP-9 还可以降解TJ 蛋白，引起细胞旁通路的渗漏增加［35］。

3.2 脓毒症 脓毒症是一种由多种原因引起的固有免疫系统的模式识别受体——Toll 样受体（Tolllike receptor，TLR）活化，引发的微循环障碍过程，死亡率在51%左右［36］。血管内皮细胞、白细胞和肥大细胞的细胞膜有固有免疫系统的TLR-4。革兰氏阴性细菌细胞壁上的脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）［37］、2019 新型冠状病毒（SARS-CoV-2）的S 蛋白［38］、SARS-CoV-2 在白细胞内复制过程中释放的警戒素S100A8 等都可作用于TLR-4［39-40］。TLR-4 活化后，可激活NF-κB 和Src［41］。Src 的激活可磷酸化VEcadherin，增加caveolae 数量［14］。NF-κB 的核转移诱导炎症因子的释放和黏附分子的高表达，引发中性粒细胞黏附于微血管壁，损伤微血管屏障。LPS还能够激活RhoA/ROCK，激活的RhoA/ROCK 将VE-cadherin/catenin 复合体连接到肌动蛋白收缩时的纤维尖端。ROCK 对MLC 的磷酸化导致肌球蛋白分布到肌动蛋白纤维上，肌球蛋白的收缩导致AJ 损伤，细胞间连接开放。RhoA/ROCK 能够抑制ATP5D 的表达导致ATP产生减少，导致F-actin解聚为G-actin，进而导致血管内皮细胞间连接开放［14］。Src 的激活可以活化FAK，损伤黏着斑，使血管内皮细胞与血管基底膜分离和翻转。Src 还激活PI3K、Akt 和cathepsin B，降解collagen IV，损伤血管基底膜［23］。脓毒症引起的血脑屏障、肺组织及肠系膜的血管屏障损伤均可引发微血管渗漏［14，42-43］和出血［23］。

3.3 气温变化 环境温度出现剧烈变化，超过生物体的适应能力时，可导致疾病。呼吸系统对冷热变化的反应尤其明显，气温变化明显时，因呼吸道疾病住院的人数会显著上升。寒冷状态下，气道微血管内皮细胞的白细胞黏附分子CD11b/CD18过表达，导致白细胞黏附，黏附的白细胞会释放氧化酶和蛋白酶损伤微血管［44］。寒冷状态下NADPH 氧化酶产生过量的过氧化物，激活Src。Src 的活化引起Cav-1 高表达和磷酸化，诱导NF-κB 核转移和AJ 主要蛋白降解［45-47］。Src还使NF-κB活化，产生炎症因子，导致TJ损伤［45］。环境温度过高也是损伤微循环内皮细胞的重要因素，环境温度过高时微血管血流量明显降低，微动脉对去甲肾上腺素的敏感性下降［48］。与此同时，ROS大量产生，ROS通过调控Bcl-2和Bax表达引起内皮细胞凋亡，从而导致微循环通透性增加［49］。

3.4 2 型糖尿病 糖尿病引发的微循环障碍，不仅在糖尿病血管并发症的发生中发挥重要作用，也参与了胰岛素抵抗和糖尿病的发生、发展。糖尿病微循环障碍主要涉及血管内皮受损、一氧化氮合成减少、多元醇通路激活、蛋白经非酶糖基化反应形成晚期糖基化终末产物（advanced glycation end products，AGEs）、氧化应激、蛋白激酶C 激活等多方面的功能和代谢异常。持续的血流动力学异常可导致微血管结构损伤，血管壁通透性增加，毛细血管渗漏，基底膜损伤和继发的增厚，血管腔狭窄，甚至闭塞，微血栓形成，发生微循环缺血、缺氧，进而引发器官功能障碍。

高血糖情况下，各种组织蛋白均可发生非酶糖基化反应而形成AGEs。AGEs 与细胞膜上的AGEs受体（receptor for AGEs，RAGE）结合，经过氧化应激、MAPK、NF-κB、PKC、RhoA/ROCK/膜突蛋白（moesin）等通路［50］，作用于细胞骨架蛋白，引起F-actin 的重组和再分布，开放细胞间TJ 和AJ，引起微血管渗漏。

3.5 高血压 动脉硬化和痉挛可引发高血压，再引起血液灌注不足，导致下游暂时性缺氧，损伤线粒体的结构和功能［51］。线粒体的能量代谢受损引起的ATP 合成减少，损伤依赖ATP 进行合成的细胞骨架，导致细胞间连接损伤。高血压会导致血脑屏障TJ蛋白claudin 家族转录水平下降［52］，高血压时增多的血管紧张素II（angiotensin II，Ang II）可通过Ang II 1 型受体（Ang II type 1 receptor，AT1R）损伤血脑屏障［53］。高血压患者存在着轻度的炎症反应，可通过Rho/ROCK 途径损伤TJ 蛋白［54］。线粒体呼吸链异常产生的ROS 会激活Src，磷酸化Cav-1，导致caveolae增多和跨细胞渗漏增加［55］。Src 通过MLCK 途径干扰肌动蛋白间相互作用。MLC 磷酸化后可引起肌动蛋白和肌球蛋白间相互作用，导致内皮细胞收缩，细胞间隙扩大，内皮细胞间隙渗漏增加［56］。血脑屏障损伤引起的微血管周围水肿会挤压微血管，加重缺血缺氧，阻碍神经元氧气和营养物质（水谷精微）的供应，引发神经元氧化应激和凋亡［55］。

我们的研究也证实自发性高血压大鼠（spontaneously hypertensive rats，SHRs）脑组织提取蛋白中线粒体复合物I、II、V 低表达；脑微血管内皮细胞TJ蛋白ZO-1、JAM-1 和claudin-5 低表达及排列紊乱，Cav-1 高表达，Src/MLCK/MLC 磷酸化增加；微血管血浆白蛋白和伊文思蓝渗漏增加，脑水肿增加，白细胞黏附［55］。

3.6 血脂异常 家族性高胆固醇血症（familial hypercholesterolemia，FH）是一种低密度脂蛋白受体（low-density lipoprotein receptor，LDLR）基因缺陷引起的常染色体显性遗传病［57］，FH 杂合子患者老年时易患痴呆。FH 主要表现为低密度脂蛋白胆固醇（low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C）升高。血浆内升高的LDL 被内皮细胞转化为氧化型LDL（oxidized LDL，ox-LDL），ox-LDL 会 激 活MMP-2/9 和RhoA，损伤血管内皮细胞的TJ。ox-LDL 还能增加促凋亡蛋白Bax，降低线粒体膜电位，增加ROS产量，激活caspase-9、-3、-6 的级联反应，诱导内皮细胞凋亡，损伤血脑屏障［58］。血液中胆固醇含量增加会导致被Cav-1 固定的ICAM-1 大量表达，引起单核细胞黏附。黏附的单核细胞进一步损伤血管屏障［59］。血脑屏障损伤引起的脑微血管周围水肿，会压迫毛细血管，减少脑灌注量，导致神经元损伤和记忆力减退［5，60-61］。

4 中药改善血管屏障功能和减轻微血管渗漏的机理

各种原因引起的微血管渗出，是指血浆白蛋白和其他液体渗漏到微血管外。在渗漏少或淋巴回流通畅的情况下，渗漏液可以被回收和消除；在渗漏过多或淋巴回流不畅，或从脑微血管渗漏（脑组织中除硬脑膜外，淋巴管缺如，漏出的液体仅在深熟睡时，微血管周围胶质细胞膜上的AQP-4 才活化并被胶质细胞吸收，经由神经元而被脉络膜回收）时，渗漏的液体可停留在微血管外的组织间隙，中医称此津液停聚为痰饮。痰饮影响了微血管内的氧气和营养物质（水谷精微）向血管周围组织的供应。同时，停留在微血管周围的液体还可压迫微血管，造成微血管的血流不通（图5），中医称此为由痰致瘀，形成痰瘀。痰饮和痰瘀加重了周围组织的损伤。微血管屏障损伤是液体渗漏的病理基础。渗漏的液体停聚在微血管周围是肺间质水肿/胸水、肠管水肿/腹水、脑微血管周围水肿、关节积液、眼底渗出、蛋白尿、四肢水肿、毛细血管渗漏综合征和休克脱证的主要病理基础。在微血管屏障没有修复之前，补充胶体和晶体渗透压的液体，多从损伤的微血管渗漏到微血管外，难以发挥救治效果。

Figure 5. Observation of phlegm（edema）and oppressed microvessels around cerebral capillaries by scanning electron microscopy. The scale bar=5 μm.图5 用扫描电子显微镜观察脑毛细血管周围的痰饮和被压迫的微血管

《黄帝内经》中有“开鬼门，洁净府”的论述，“鬼门”即“腠理”，腠理多指细胞与细胞之间的缝隙［62］。金元时代金元四大家之一寒凉派创始人刘完素发扬了内经的相关理论并提出了“玄府学说”［63］。玄府也是指细胞间的缝隙。中医学依据这些理论治疗渗出类疾病积累了丰富的临床经验。中医药改善微血管屏障和微血管渗漏的方法有补气固摄、收涩固摄、养血平肝、清热、散寒等。

4.1 补气固摄 气分先天之气和后天之气。先天之气源于父母，后天之气源于肺吸入的氧气和脾胃吸收的水谷精微。氧气和水谷精微在有线粒体的细胞内产生ATP，通过组装F-actin，维持细胞间连接。该作用被称为气的固摄作用，可防止液体渗漏。气虚时，血管内皮细胞产生的ATP 减少，细胞间连接开放，微血管渗出增多，被称为气虚不固摄［14］。

生脉散是由人参、麦冬和五味子组成的补气固脱、生津复脉的经典名方。人参为五加科植物人参（Panax ginsengC. A. Mey）的根茎，有补气固脱的作用［64］。人参的主要成分为人参皂苷（ginsenoside）Rb1、Rg1 等。静脉连续滴注人参皂苷Rb1 既可抑制、又可逆转LPS 引起的大鼠脑微血管白蛋白漏出，该作用与其上调复线粒体复合物I、ATP 合成酶α 亚基、ATP 合成酶β 亚基和ATP5D 的表达水平，提高线粒体ATP含量［14］相关，属于补气固摄的范畴。

脑梗死后4.5 h，使用组织型纤溶酶原激活剂（tissue-type plasminogen activator，tPA）溶栓，会引起10%的患者发生脑出血，5%的患者死亡［65］。脑血管再通后I/R 损伤和tPA 作用于脑血管内皮细胞LDLR 而释放的MMP 是血脑屏障损伤的主要原因［66-67］。由黄芪总皂苷（Astragalussaponins，AS）、总丹酚酸（salvianolic acids，SAAs）和三七总皂苷（Panax notoginsengsaponins，PNS）组成的具有补气活血、补气固摄作用的中药组分配伍T541，在小鼠颈动脉血栓4.5 h后，与tPA联合使用，既增加了tPA的溶栓效果，又抑制了tPA溶栓引起的脑微血管渗出和出血，该作用与T541 改善脑组织线粒体复合物和能量代谢，提高ATP 含量，减轻氧化应激损伤、血管内皮细胞间连接蛋白低表达和血管基底膜损伤，发挥了补气固摄作用相关［68］。

4.2 收涩固摄 酸性的收涩药具有收敛津液的作用［68］，临床上多用于津液丢失相关疾病的治疗。五味子为木兰科植物五味子［Schisandra chinesis（Turcz.）Baill］或华中五味子（Schisandra sphenantheraRehd. et Wils.）的干燥成熟果实，味酸，具有收敛固涩生津的作用［69］。五味子醇甲（schisandrin，Sch）是五味子的主要成分之一［64］。Sch 可抑制LPS 引起的大鼠脑微血管渗出，该作用与其抑制LPS 引起的TLR-4 表达和Src 激活，抑制Cav-1 高表达，发挥收涩固摄的作用相关［14］。Sch 还可抑制LPS 引起的大鼠肺微血管渗出，该作用与其抑制了LPS 引起的白细胞黏附和TLR-4/NF-κB活化相关［43］。

含有人参、麦冬和五味子的生脉散及其注射液（注射用益气复脉冻干）对LPS 引起的大鼠肠系膜细静脉和脑细静脉血浆白蛋白漏出，都有抑制和改善作用。其中的人参皂苷Rb1 抑制了LPS 引起的RhoA/ROCK1 活化，上调了ATP5D，恢复了脑组织提取蛋白中的ATP含量，抑制和恢复了TJ蛋白的表达，抑制了血浆白蛋白经由血管内皮细胞旁途径的漏出；而Sch 抑制了LPS 引起的Src 和Cav-1 磷酸化，抑制了血浆白蛋白经由跨细胞途径的漏出。注射用益气复脉冻干含有补气固摄的人参皂苷Rb1 和收涩固摄的Sch，在救治微血管渗漏性疾病，特别是休克脱证方面有应用价值［14，43，70］。

4.3 养血平肝 养血清脑颗粒是由11 味中药组成的复方中药制剂，于1996 年获批，具有养血平肝作用，可治疗头痛和眩晕，由生地、白芍、当归、川芎养血活血，加鸡血藤、延胡索活血化瘀，加钩藤、草决明、夏枯草、珍珠等平肝潜阳。连续灌胃养血清脑丸4 周，可以降低SHRs 的平均动脉压、收缩压和舒张压，改善脑灌流量；还可抑制大鼠脑微静脉血浆白蛋白和伊文思蓝渗漏，减轻脑水肿。该作用与其抑制SHRs 脑组织提取蛋白中线粒体复合物I、II、V 的低表达量，提高ATP含量，抑制脑微血管内皮细胞TJ蛋白ZO-1、JAM-1 和claudin-5 的低表达及排列紊乱，抑制Src 磷酸化和Cav-1 高表达，抑制MLCK/MLC 磷酸化相关（图6）［55］。

Figure 6. YangXue QingNao Wan（YXQNW）inhibited FITC-labeled plasma albumin leakage（A）and perivascular edema（B）in cerebral venules of spontaneously hypertensive rats（SHR）. The images were cited from［55］and modified by the authors.The scale bar=50 μm. WKY：Wistar-Kyoto rats；DW：deionized water；EN：enalapril；NF：nifedipine.*P＜0.05 vs WKY+DW group；#P＜0.05 vs SHR+DW group.图6 养血清脑丸抑制了自发性高血压大鼠脑微静脉FITC 标记的血浆白蛋白渗漏和脑微血管周围水肿（该图引自文献［55］并由作者改编）

养血清脑颗粒的前给药可显著抑制大脑中动脉I/R 引起的大鼠脑微血管血浆白蛋白和伊文思蓝的渗漏，减轻脑水肿［71］。在I/R 3 h，已经发生了脑微血管渗漏之后，养血清脑颗粒的后给药仍可抑制再灌注6 d的脑微血管血浆白蛋白和伊文思蓝的渗漏，降低脑组织湿/干重比，减轻脑微血管周围水肿，提高脑灌流量，缩小脑梗死体积；该作用与其抑制I/R 引起的脑微血管内皮细胞caveolae数量增加和Cav-1高表达，抑制脑微血管内皮细胞间连接蛋白claudin-5、occludin、JAM-1和ZO-1低表达相关（图7）［5］。

Figure 7. Cerebralcare Granule®（CG）inhibited cerebral microvascular exudation induced by ischemia-reperfusion（I/R）in rats.The images were cited from［5］and modified by the authors. Rat brain Evans blue leakage，FITC-labelled plasma albumin leakage in rat cerebral venule（scale bar=50 μm），increase in the number of caveolae on cerebral microvascular endothelial cells（scale bar=250 nm），low expression and discontinuous arrangement of tight junction protein junctional adhesion molecule-1（JAM-1）between cerebral microvascular endothelial cells（scale bar=5 μm），and cerebral microvascular edema（scale bar=50 μm）were observed.图7 养血清脑颗粒抑制了缺血再灌注引起的大鼠脑微血管渗漏（该图引自文献［5］并由作者改编）

4.4 清热 热毒引起的微循环障碍，分为气分、营分和血分等过程。其中，发热、咳、喘是热毒袭肺阶段，属于气分；热毒引起的神昏、脉细、舌绛是热引起的脑微血管渗出阶段，属于营分；热毒引起的出血和凝血，是热毒损伤微血管内皮细胞和血管基底膜阶段，属于热入血分。临床上用麻杏石甘汤治疗热毒袭肺的气分，用清营汤治疗热入营分，用犀角地黄汤治疗热入血分。

气分的微循环障碍以白细胞黏附于微血管壁和游出微血管为特点，伴有炎症因子释放。在LPS 腹腔注射后6 h，已经有白细胞黏附于肺微血管、肺组织炎症细胞浸润、氧分压和氧饱和度降低、二氧化碳分压升高及血管内皮细胞间连接蛋白低表达的情况下，用《伤寒论》所载的麻杏石甘汤（由麻黄、杏仁、石膏和甘草组成）一次性灌胃，在LPS 腹腔注射后12 h显著清除了黏附于肺微血管的白细胞，减轻了肺组织炎症细胞浸润，逆转了肺微血管内皮细胞间紧密连接蛋白claudin-5、occludin 和JAM-1 的低表达，减轻了肺微血管周围水肿，升高了氧分压和氧饱和度，降低了二氧化碳分压。该作用与麻杏石甘汤抑制肺组织提取蛋白中TLR-4 高表达、Src 磷酸化和NF-κB核转移相关［72］。

清热解毒中药大黄的主要成分大黄素［73］和牡丹皮的主要成分丹皮酚［74］也可以抑制LPS 引起的大鼠肠系膜细静脉血浆白蛋白的漏出和白细胞黏附，该作用与其抑制LPS 引起的TLR-4 高表达和NF-κB 活化，抑制炎症因子释放和黏附分子高表达相关。

脑有血脑屏障，在微血管周围有胶质细胞包裹，其微血管渗漏，多在肺、肠微血管渗漏之后。热毒引起的脑微血管渗出，出现的神昏、脉细、舌绛，被称为热入营分。清营汤是治疗热入营分的代表方剂。在LPS引起的小鼠脑微血管血浆白蛋白漏出之后，一次性给予清营汤灌胃，可以减轻LPS 注射后24 h 的小鼠脑微血管血浆白蛋白进一步漏出，减少脑组织伊文思蓝的含量和脑组织湿/干重比，其抑制微血管渗出的作用与其抑制脑微血管细胞间连接蛋白低表达和Cav-1 高表达，抑制血管基底膜collagen IV 和laminin降解，抑制MMP-2/9高表达和活性增加，抑制组织蛋白酶B活化相关［42］。

在微血管渗出之后，热毒引起微血管出血和继发凝血阶段，被称为热入血分。犀角地黄汤（含犀角、生地、赤芍和牡丹皮）是治疗热入血分的代表方剂。在LPS 引起的大鼠肠系膜和肺微血管出血之后，静脉滴注生地的主要成分生地梓醇可以抑制大鼠肠系膜、肠管和肺的微血管出血。该作用与其抑制TLR-4 高表达，抑制Src、FAK、PI3K 和Akt磷酸化，抑制组织蛋白B 活化，进而抑制血管内皮细胞间连接开放及血管基底膜collagen IV 和laminin 降解相关（图8）［23］。

Figure 8. Clinical manifestations，characteristics of microcirculatory disorders and related therapeutic prescriptions of Qi，Ying and Xue caused by heat toxin. TLR-4：Toll-like receptor-4；XO：xanthine oxidase；CD18/11b：neutrophil surface markers；ICAM-1：intercellular adhesion molecule-1；VCAM-1：vascular cell adhesion molecule-1.图8 热毒引起的气营血的临床表现、微循环障碍特征和相关治疗方剂

4.5 散寒 《素问·六元正纪大论》：“感于寒湿，则民病身重胕肿”，《素问·调经论》：“寒湿之中人也……肌肉坚紧，营血泣，卫气去”，提示寒邪侵袭会引起脉道凝滞和卫气虚。麻黄汤（由麻黄、桂枝、杏仁和甘草组成）载于《伤寒论·辨太阳病脉证并治》，能够辛温解表、宣肺利水［75］，是治疗以头和四肢疼痛、咳白痰、舌苔薄白为主要临床表现的风寒感冒的代表方剂。用三寒四温的方法建立的大鼠肺微血管闭锁模型，在寒温变换4 次，历时6 h 后，一次性灌胃给予麻黄汤，能够减轻大鼠肺微循环障碍，清除黏附于肺微血管上的黏附白细胞，减少肺组织炎症细胞浸润，抑制微血管细胞间TJ 蛋白和AJ 蛋白的低表达，减轻肺间质水肿。该作用与麻黄汤抑制LPS 引起的大鼠肺组织提取蛋白p47 和p67 向细胞膜转移，抑制NADPH氧化酶活化相关［45］。

4.6 补肾活血 补肾活血方是临床用于治疗糖尿病诱发的认知功能障碍的中药复方，由枸杞、菟丝子、五味子、覆盆子、车前子、淫羊藿和水蛭七味中药组成［50］。给予糖尿病模型KKAy 小鼠补肾活血方可明显降低模型组小鼠血糖，改善空间记忆力，提高脑血管血流量，减少微血管血浆白蛋白漏出，抑制白细胞黏附；补肾活血方能够逆转糖尿病小鼠脑微血管内皮细胞TJ 蛋白claudin-5、occludin、ZO-1 和JAM-1的低表达和排列紊乱，抑制Src 的磷酸化；其上述作用与其调控RhoA/ROCK/moesin通路相关［50］。

5 总结

血管屏障损伤是微血管渗出的病理基础，I/R、感染、高血压、高血脂、糖尿病、寒冷等多种因素都能够引起微血管内血浆白蛋白经由细胞旁和跨细胞途径渗漏，引起微血管周围水肿。改善微血管屏障是治疗微血管渗出和微血管周围水肿的关键。补气固摄、收涩固摄、清热、散寒等复方中药，通过抑制小G蛋白活化、改善线粒体能量代谢、减轻氧化应激、抑制Src磷酸化、抑制血管内皮细胞Cav-1蛋白表达、抑制血管内皮间连接蛋白低表达、抑制血管基底膜损伤等途径改善微血管屏障，从而减轻微血管渗漏和微血管周围水肿。调控血管屏障的中医固摄理论和方法抑制和修复了微血管屏障损伤，改善了微血管渗出的病理基础，是治疗微血管渗出之本；调控渗透压的高渗液体在微血管屏障修复后的使用，有助于恢复循环血容量，可治疗血容量不足之标。临床上，先用中医固摄方法改善微血管屏障，再补充高渗液，有望提高治疗微血管屏障损伤引起的微血管渗漏和水肿相关疾病的临床效果。

（致谢：图1 由北京大学医学部天士力微循环研究中心的刘育英提供；图2 由北京大学医学部天士力微循环研究中心的常昕及胡白和提供；图5 由北京大学医学部天士力微循环研究中心的赵新荣及胡白和提供。）