依达拉奉右莰醇神经保护作用机制及临床应用进展

梁 新,王亚丽

(陕西中医药大学附属医院脑病科，陕西 咸阳 712046)

物质生活日愈丰富的现代生活，脑血管疾病的发生率逐年升高，严重危害人民的健康。据统计，脑卒中已经成为我国成人居民人口死亡的第1大疾病，早在2018年发布的《中国脑卒中防治报告》指出，中国每5例死亡者中至少有1例死于卒中。与西方、欧美等发达国家相比，我国脑卒中的发病率和死亡率明显高于心血管病[1]，其中急性缺血性脑卒中(Acute ischemic stroke,AIS)更是成为我国居民致死、致残的主要疾病[2]。目前普遍认为急性缺血性脑卒中的发病是多种机制、多重因素共同作用的结果，这一复杂的病理生理学过程包括：能量代谢障碍、梗死周围缺氧去极化、兴奋性递质的大量释放、钙超载、大量自由基生成、炎症反应等多种通路[3]。不同通路在不同时间点发生，彼此相互交联，形成恶性循环。由此可见，单一机制药物难以对复杂的级联反应进行有效调控，这便需要具有多重作用的药物联合。再灌注治疗和神经保护被认为是AIS的两大治疗手段。然而相对于再灌注治疗技术的突飞猛进，作为急性脑卒中最具潜力的一种治疗策略——神经保护治疗就好像一直在原地踏步，始终未获得突破性进展。诸如曾被寄予厚望的钙离子通道阻滞剂尼莫地平，理论上能有效阻断电压依赖性钙离子通道，然而一项长达12年的国际多中心研究最终证明尼莫地平对卒中脑损害患者无效；谷氨酸受体拮抗剂瑞马西胺、阿替加奈、美金刚等在细胞及动物实验中均显示出神经保护作用。遗憾的是，在随后的临床试验中除美金刚可用于阿尔兹海默病外，其他同类药物均未展现出神经保护作用，导致这样结果的很大原因是存在转化障碍(在动物实验中有效，在临床试验中失败)。鉴于此，美国卒中治疗开发圆桌会议(Stroke therapy academic industry roundtable,STAIR)回顾了几十年来的经验和教训，最终提出神经保护作用药物研发的三大希望：更充分的临床前试验、多作用靶点保护、合并再灌注治疗。依达拉奉右莰醇注射用浓溶液是新上市的我国Ⅰ类创新药物，于2020年7月30日在我国批准上市，是新一代的复方依达拉奉注射液，其在既往的依达拉奉注射液基础上增加了右莰醇结构，并以4∶1的最佳配比组成。最新研究表明，依达拉奉右莰醇相较于既往的依达拉奉能够更好抑制缺血损害中炎症相关蛋白的表达，发挥协同作用，使AIS患者获得更好的预后[4]。本文就依达拉奉右莰醇的作用机制和对急性脑卒中临床应用研究进展予以综述。

1 依达拉奉右莰醇的作用机制

1.1 降低氧化应激损伤 依达拉奉化学名称为3-甲基-1-苯基-2-吡唑啉-5-酮，是分子量为174.20的亲脂性基团，血脑屏障的通透率为60%，包含3种互变异构体，其中烯醇式结构可转化成阴离子形式[5]。Perez-Gonzalez等[6]]研究员发现阴离子形式的依达拉奉清除羟基自由基的速度显著快于中性形式的依达拉奉。作为自由基捕获剂，依达拉奉能抑制黄嘌呤氧化酶、次黄嘌呤氧化酶的活性，刺激前列环素合成，从而清除脑内具有高度细胞毒性的羟基自由基团，减轻过量氧自由基带来的继发性脑损害[7]，能解除脑血管痉挛，显著改善脑血流动力学，减轻脑组织缺血损伤后继发性脑水肿，缩小缺血半暗带发展为完全梗死的面积[8-9]。除了强效的自由基清除功能外，依达拉奉可抑制单线态氧的生成，进而实现抑制单线态氧所诱导的细胞凋亡[10]，还能阻断氧化酶系统进一步反应,从而达到抑制脂质过氧化反应的目的,改善细胞损伤状态[11]。高梅等[12]在研究发现依达拉奉可维持脑组织中超氧化物歧化酶的活性，降低一氧化氮、髓过氧化物酶的水平，提高线粒体呼吸链的氧化磷酸化效率，抑制氧化应激，实现保护神经的目的。

1.2 保护神经血管单位 除经典的清除自由基和降低氧化应激损害能力外,依达拉奉对神经血管单元的作用更加令人向往[13]。神经血管单元由神经元-胶质细胞-血管构成，囊括了神经元、星形胶质细胞、小胶质细胞、血管内皮细胞、血管周细胞、基底膜以及细胞外基质，能控制血脑间物质交换，对维持到大脑内环境的稳定起着重要作用[14]。近年来，随着神经科学研究的深入，神经血管单元受到越来越多研究者的重视，为脑血管病的诊疗提供了新的靶点[15]。以往对脑血管事件研究大多局限于神经元本身，或将大脑内不同的细胞群体分别独立出来，采取以此为基础针对单一细胞内途径或细胞类型的一系列治疗显然是不够的，因为它忽略了大脑神经功能的整体性和不同神经组织相互作用的协调性，而理想治疗药物必须对整个神经血管单元都应产生积极作用[16]。依达拉奉右莰醇可以保护氧化应激状态下海马HT22神经元、星型胶质细胞和血管内皮细胞，从而对整个神经血管单元都呈现出保护作用。神经元方面，依达拉奉可以抑制缺血区神经元内线粒体凋亡，提高半暗带区线粒体呼吸链氧化磷酸化的效率，进而抑制各种病因导致氧化应激下神经元的凋亡[17]。另有研究显示，依达拉奉能通过促进细胞自噬的表达，清除已破损线粒体，对神经元凋亡起到一定抑制作用[18]。胶质细胞方面，依达拉奉可维持线粒体呼吸链的正常功能，抑制N-甲基，4苯基吡啶离子诱导所致的星形胶质细胞凋亡和乳酸脱氢酶释放量增加，从而促进星形胶质细胞存活[19]。此外，此外，研究发现依达拉奉可通过蛋白质酪氨酸激酶2-信号传导与转录激活因子3通路，减轻氧化应激反应，抑制小胶质细胞炎症反应及神经毒性，减轻细胞凋亡[20-21]。血管内皮细胞方面，急性脑梗死应用依达拉奉能有效的抑制血管内皮生长因子和相应蛋白质的表达，抑制其诱导的内皮细胞增生、移动，血管渗透性的增加，新鲜血管的生成。还可通过抑制单核细胞趋化蛋白-1，降低血管通透性，增强内皮细胞紧密联合，最终减轻缺血灶处脑水肿程度[22-23]。

1.3 抑制炎症因子、蛋白表达 脑梗死后，脑缺血灶会释放大量炎症因子引发“瀑布式”级联反应，其中肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)是该反应发生、发展的典型炎症因子。作为缺血性卒中神经功能损害的始动调节因子，TNF-α能激活巨噬细胞的产生，触发多条炎症反应通路，诱发细胞毒性损害、凝血机制障碍等[24]。IL-1β可介导急性缺血性脑卒中损伤后的炎症反应，诱导神经元细胞凋亡[25]。更有研究发现，急性脑梗死患者的TNF-α、IL-1β、超敏C反应蛋白(hypersensitive C reactive protein，hs-CRP)与病情严重程度呈正比[26]。因此，有学者认为TNF-α、IL-1β可作为判断缺血性脑卒中严重程度及评估其预后的一项重要临床指标。右莰醇化学名称为(1R，2S，4R)-三甲基-二环庚-2醇，是一种分子量为154.25的双环单萜类炎症因子抑制剂，不仅能抑制缺血性脑卒中再灌注导致的炎性细胞因子TNF-α、IL-1β和炎症蛋白环氧合酶-2、一氧化氮合酶(Nitric oxide synthase,iNOS)的表达，阻断TNF-α、IL-1β介导缺血后炎症级联反应，且能激活γ-氨基丁酸A型受体(Gamma-aminobutyric acid type A receptor,GABAAR)，对抗谷氨酸兴奋性毒性，促进脑卒中后的抑制性和兴奋性递质平衡，且右莰醇对GABAAR亚型具有高选择性和高亲和力，效能温和，不良反应小。其还能有效降低脑血管通透性，显著提升超氧化物歧化酶活性，提升机体抗氧化能力，最终减少细胞凋亡和细胞坏死，显著减轻脑缺血及再灌注损伤、缩小梗死面积[27]。依达拉奉右莰醇注射用浓溶液应用了两种成份清除自由基、抗炎、保护血脑屏障等多重作用，覆盖了更广泛的缺血后神经损害机制，且两者成份的配比经过了严格的科学筛选试验与数学模型论证，是两者成份首次成药；更为可贵的是，这两者科学配比，并未使药代动力学行为受到影响。对比单方依达拉奉，依达拉奉右莰醇能对卒中后脑损害会发挥更为全面和有效的神经保护作用。

2 依达拉奉右莰醇的临床应用

2.1 缺血性脑卒中 近年来的研究表明，脑缺血尤其是缺血后再灌注所致脑细胞水肿、组织损伤与氧自由基、炎症级联反应的产生密切相关[28]。氧自由基的产生一方面可导致核酸、蛋白质、脂质过氧化，神经细胞膜受损，甚至诱导细胞凋亡；另一方面可抑制血管对二氧化碳的收缩反应，促进血小板聚集，增加血脑屏障的通透性，加重神经损伤[29]。炎症级联反应中的各类炎症介质包括细胞因子、趋化因子等的大量释放，会介导卒中后二次损伤，促进内皮细胞破裂坏死，促使血脑屏障破坏，加重缺血后脑损伤[30]。依达拉奉作为一种超强效的亲脂性自由基清除剂，可顺利通过血脑屏障，抑制颅内脂质、核酸、蛋白质的过氧化反应，减轻脑细胞膜氧化程度，抑制脑细胞凋亡，促进脑组织氧供和血供，减轻脑水肿，从而避免脑组织细胞受到自由基损害[31-32]。联用右莰醇的优势在于，能有效的抑制炎症级联反应中各类炎症细胞因子、趋化因子，减轻氧自由基与炎症因子对神经血管单位的混合打击，在已有依达拉奉疗效基础上，进一步加强对神经元的保护作用。依达拉奉右莰醇Ⅲ期试验结果(Treatment of acute ischemic stroke with edaravone dexborneol,TASTE)成为理论有力的佐证，证明了依达拉奉右莰醇对于改善急性缺血性卒中患者90 d功能结局和神经保护作用更优于依达拉奉，并将现有治疗时间窗从24 h大幅度延伸至48 h。

2.2 脑出血 脑出血占脑卒中20%～30%，远低于缺血性脑卒中，但其病死率高达30%～40%，是急性脑血管病中病死率最高的。关于脑出血后是否应该使用神经保护剂的问题目前存在争议，但近年来，诸多关于依达拉奉在脑出血患者应用研究屡有报道，证实其能有效改善脑出血患者预后，显示出较高的临床价值。脑出血后，神经元钙离子内流超载会造成线粒体损伤，引发线粒体膜去极化、氧化磷酸化过程终止，激活氧化应激，诱发细胞毒性水肿，导致细胞坏死[33]。脑出血部位及邻近组织会产生以小胶质细胞、星形胶质细胞、白细胞为主的炎症细胞激活、浸润、释放反应，分泌包括IL-1β、TNF-α在内的多种炎症因子，加重脑组织水肿，导致进一步的组织损伤[34]。依达拉奉可清除氧自由基，抑制线粒体渗透性转换孔开放，减少细胞色素C释放，起到抗凋亡作用，减少神经元坏死和凋亡[35]。右莰醇能通过减少出血局灶炎症因子TNF-α、IL-1β表达与释放，减轻出血后免疫应答产生的神经损害。两者协同增效，阻断了脑出血中氧自由基与炎症级联反应的恶性互生循环，相较于单方依达拉奉，依达拉奉右莰醇可能是治疗脑出血潜在的更为有效的神经保护剂。

3 依达拉奉右莰醇治疗卒中事件研究

数月前，美国心脏/卒中协会(AHA/ASA)期刊STROKE杂志在线发表了依达拉奉右莰醇治疗急性缺血性卒中TASTEⅢ期临床试验研究结果[36]。TASTE是一项在我国本土开展的多中心、随机、双盲、阳性对照的临床研究试验，其目的在于评估依达拉奉右莰醇治疗急性缺血性脑卒中的疗效和安全性，于2015年在全国40多家医学中心开展。试验共纳入了1165例发病时间在48 h内，美国国立卫生研究院卒中量表(National Institutes of Health Stroke Scale,NIHSS)评分在4～24分之间，年龄在35～80岁之间的急性缺血性脑卒中患者，按1∶1的比例随机分为两组(依达拉奉组和依达拉奉右莰醇组)，两组患者在临床常规治疗的基础上，分别接受依达拉奉30 mg和依达拉奉右莰醇30 mg/7.5 mg的治疗，疗程为14 d，研究的主要疗效终点为第90天改良Rankin量表(modified Rankin Scale,mRS)评分≤1的患者比例，次要疗效终点包括第90天mRS评分值、第14天NIHSS量表评分相比基线时的变化、治疗第14、30、90天NIHSS评分0～1的比例等。意向性分析结果显示，依达拉奉右莰醇组(n=585)第90天mRS评分在0～1分的比例为67.18%，显著高于依达拉奉组(580)的58.97%，其中优势比(OR)=1.42，P=0.004。次要疗效终点治疗第14天NIHSS评分相比基线改变值，依达拉奉右莰醇组显著高于依达拉奉组。在接下来的亚组分析中显示，主要疗效终点结果在各亚组之间基本一致，女性患者似乎比男性患者在上述治疗中更能获益。在安全性方面，两组在总体不良反应的发生率、严重不良反应的发生率及严重程度等方面上基本相似，组间无统计学差异，未发生与研究药物相关的死亡事件。一项在沈阳某院开展的临床试验研究对比了依达拉奉右莰醇和依达拉奉对急性前循环缺血性脑卒中血管内治疗开通良好患者的脑损伤改善作用。该研究共纳入了60例符合血管内治疗的急性前循环缺血性脑卒中患者，其核心梗死面积均<70 ml，开通血流前NIHSS评分均>6分，所有病患年龄均>18岁，随机分为观察组(依达拉奉右莰醇组)和对照组(依达拉奉组)，分别接受依达拉奉右莰醇注射用浓溶液37.5 mg和依达拉奉注射液30 mg每天两次的静脉滴注处理，疗程为14 d，观察两组治疗术前、治疗第2天、第7天、第14天的NIHSS评分与mRS评分变化及氧自由基生成相关指标的变化。结果显示，与对照组相比，观察组治疗后的第2、7、14天的NIHSS评分和14 d后mRS评分更低(P<0.05)，且依达拉奉右莰醇组治疗后血清中氧自由基水平较依达拉奉组明显降低，提示依达拉奉右莰醇相较于单纯依达拉奉在治疗急性缺血性脑卒中血管内治疗开通良好的患者中获益更大。40例急性缺血性脑卒中患者应用阿替普酶联合依达拉奉右莰醇治疗的临床疗效、安全性观察研究显示，阿替普酶溶栓治疗联合运用依达拉奉右莰醇能更有效降低血清中TNF-α、IL-1β、iNOS水平。在改善神经功能缺损与总体生活能力等方面同对照组阿替普酶联合依达拉奉注射液相比，观察组依达拉奉右莰醇联合阿替普酶溶栓治疗疗效更为确切，且两组不良反应比较差异无统计学意义(P>0.05)[37]。美中不足的是该试验周期短，纳入病例数量较少，未能揭示依达拉奉右莰醇对于上述病患人群的中长期获益情况。

4 结 语

依达拉奉右莰醇注射用浓溶液相关研究均依照STAIR原则进行设计和实施。在临床前研究中，依达拉奉右莰醇通过清除自由基、减轻炎症级联反应，抑制神经元、胶质细胞、血管内皮细胞的凋亡，展现出保护整个神经血管单位的作用，使再灌注动物模型的神经损伤显著缓解[38]。在涉及400余例缺血性卒中患者的Ⅱ期临床试验中，依达拉奉右莰醇中剂量组(37.5 mg)显示出了更好的疗效和安全性，为Ⅲ期临床试验顺利完成了剂量与疗效的初步验证[39]。TASTE Ⅲ期临床研究更是证实了依达拉奉右莰醇注射用浓溶液较依达拉奉注射液显著的疗效优势，并将治疗时间窗从24 h延长至48 h，这对于我国在缺血性脑卒中治疗来说意义重大。依达拉奉右莰醇这类清除氧自由基与炎症因子的神经保护剂，突破了以往药物在治疗靶点的单一性，多靶点保护针对脑缺血后多重损害机制，将会为其临床应用提供了广泛的前景。根据现有的文献报道，尚无大样本数据显示依达拉奉右莰醇联合血管再通治疗患者的中远期获益状况如何，也缺乏依达拉奉右莰醇治疗脑出血的临床疗效和安全性报道。接下来的研究需要更多卒中中心共同参与，在遵循STAIR等原则基础上，开展静脉溶栓或动脉取栓等血管再通治疗联合依达拉奉右莰醇与依达拉奉右莰醇联合脑出血基础治疗等研究，以验证依达拉奉右莰醇在急性脑卒中的神经保护作用价值。相信随着各种临床试验的陆续开展，依达拉奉右莰醇研究数据和应用经验会继续不断积累，将会为急性脑卒中患者带来更多福音。