脑出血后继发性脑损伤的机制与治疗

朱燕，朱东亚

脑出血占所有卒中的10%～15%，具有高发病率和高死亡率的特点。多达40%的脑出血患者在1个月内死亡，仅20%的幸存者可在6个月内恢复至日常生活独立，脑出血已经成为一个全球性普遍的健康问题[1-2]。目前对脑出血后继发性脑损伤的研究很多，不论从动物模型到临床患者还是从损伤机制到临床防治对策，都是为了寻找更为安全有效的治疗方法。本文主要讨论了脑出血后继发性脑损伤潜在的损伤机制，并介绍了针对脑出血后继发性脑损伤的新兴治疗策略。

1 继发性脑损伤机制

1.1 凝血酶诱导的继发性脑损伤 凝血酶是一种丝氨酸蛋白酶，在脑出血后由血小板、中性粒细胞、单核细胞和淋巴细胞的质膜释放，能够诱发血脑屏障泄漏、脑水肿和神经元死亡等多种脑损伤[3-4]。研究表明，凝血酶引起的继发性脑损伤主要依赖蛋白酶激活受体（protease activated receptor，PAR）信号通路，PAR胞外域分裂后形成一个新的氨基末端，可作为受体激活的拴系配体，导致各种信号通路激活[5]。此外，近期研究发现，对小鼠的纹状体注射凝血酶能诱导小胶质细胞和巨噬细胞活化，减少海马神经发生，造成空间学习记忆能力缺陷[6]。

1.2 红细胞裂解 脑出血后脑内红细胞会大量溢出，刺激多种兴奋毒性和氧化应激反应的发生及炎症反应通路的开放[7]。溢出的红细胞在脑出血后约24 h开始破裂并可持续数日，这是由于补体系统激活后细胞内能量储备耗竭和（或）形成膜攻击复合物引起的[8]。动物研究表明脑内注射浓缩的红细胞会诱发迟发性脑水肿，而在注射裂解的红细胞24 h后就有显著脑水肿产生，提示红细胞与迟发性水肿密切相关[9]。并且，红细胞释放出的血红蛋白会被降解成血红素和铁，进一步对周围正常细胞造成损伤[10-11]。

1.3 毒性反应 血管破裂后渗出的血浆成分（如血源性凝血因子、补体成分、免疫球蛋白和其他生物活性分子）和血红蛋白的降解产物血红素都是具有强大细胞毒性的化学物质，能引起出血后的脑组织损伤[12-13]。除此之外，有文献报道脑出血后细胞外氨基酸（如谷氨酸）的表达水平增加，会产生谷氨酸介导的兴奋性毒性反应[14]。例如，PAR-1可以通过激活原癌基因络氨酸激酶来磷酸化N-甲基-D-天冬氨酸受体（N-methyl-D-aspartate，NMDA），增强NMDA与受体相互作用从而诱导谷氨酸介导的兴奋性毒性反应，引起神经元死亡[15]。

1.4 氧化损伤 氧化损伤不仅涉及脑出血的病理过程，还包括脑出血后的病理损伤阶段[16]。脑出血后会产生大量氧自由基，其途径主要包括血细胞分解产物（如铁离子、血红素、凝血酶）和炎性细胞（如小胶质细胞、中性粒细胞）诱导的通路[17-18]。氧自由基产生后会出现脂质过氧化、Ca2+/Fe2+超载、蛋白氧化和DNA损伤现象，进而引起内质网压力、神经元凋亡/坏死、炎症和细胞自噬，造成出血组织的损伤[19]。

1.5 炎症反应 越来越多研究表明，炎症反应是脑出血诱发继发性损伤的重要途径。临床前研究发现，脑出血后炎症信号通路主要包括小胶质细胞活化、白细胞浸润、Toll样受体（Tolllike receptor，TLR）活化和危险相关分子模式调控[20]。其中，小胶质细胞是引起继发性脑损伤的主要细胞类型，这主要归因于细胞因子、趋化因子、前列腺素、蛋白酶、Fe2+和其他免疫活性分子的释放[21]。此外，核转录因子κB（nuclear transcription factor-κB，NF-κB）的目标因子TNF-α、IL-1β和MMP-9均与脑出血后脑损伤密切相关[22]。

2 继发性脑损伤的可能治疗策略

2.1 药物治疗

2.1.1 凝血酶抑制剂 对于凝血酶诱发的脑水肿及对神经发生的损伤，凝血酶抑制剂在动物模型的研究中已充分展示出治疗效果。研究发现在自体血诱导的大鼠脑出血模型中，直接凝血酶抑制剂水蛭素能通过下调水通道蛋白-4和水通道蛋白-9来减轻脑水肿[23]。此外，凝血酶抑制剂阿加曲班甚至在胶原酶诱发小鼠脑出血后6 h全身给药也能减轻脑水肿[24]。甲磺酸萘莫司他是一种丝氨酸蛋白酶抑制剂，被发现在自体血、凝血酶和胶原酶诱导的大鼠脑出血模型中进行全身给药，均能减少脑水肿和DNA氧化损伤[25]。目前，凝血酶抑制剂在临床中对脑水肿的治疗作用有待进一步研究。

2.1.2 铁离子螯合剂 铁离子螯合剂去铁胺是目前已经进入临床研究阶段的脑出血治疗方法。研究表明，去铁胺能够迅速穿透血脑屏障，减轻红细胞溶血带来的铁累积和氧化应激[26-27]。在啮齿类动物自体血和胶原酶诱导的脑出血模型中，去铁胺均被证实能够减轻水肿和DNA损伤，并降低神经功能缺损，改善功能恢复[28-29]。近期临床研究发现，自发脑出血的患者使用甲磺酸去铁胺治疗后，脑水肿体积显著减小，并且血肿吸收的速度也显著减慢[30]。此外，另一种铁离子螯合剂VK-28在胶原酶诱导的小鼠脑出血模型中展示出相比去铁胺更好的治疗效果，VK-28可使小胶质细胞极化呈M2样亚型，减少脑含水量，减轻脑白质损伤，降低脑出血后死亡率[31]。

2.1.3 米诺环素 米诺环素是一种四环素类抗生素，动物脑出血模型研究提示其参与多种潜在的脑保护机制过程。动物研究表明，米诺环素可以通过减少TNF-α和MMP-12的表达以及抑制环氧化酶2（cyclooxygenase 2，COX-2）和小胶质细胞活化发挥抗炎作用[32]；也可通过直接清除氧自由基来缓解氧化应激损伤[33]。此外，米诺环素能够减少大鼠脑出血引起的铁超载，上调B淋巴细胞瘤2（B-cell lymphoma-2，bcl-2）蛋白的表达并限制钙离子向线粒体膜内的流入，从而抑制细胞自噬，改善神经功能缺陷[34-35]。然而，在给大鼠注射胶原后3 h给予米诺环素并不能改善神经缺失和功能恢复，显示出一个较小的治疗时间窗，可能影响它在脑出血治疗方面的临床应用[36]。

2.1.4 他汀类药物 他汀类药物可通过抑制羟甲基戊二酸辅酶A还原酶阻止胆固醇的合成。有新的证据表明，在脑出血治疗前服用或治疗期间继续服用他汀类药物可能降低脑出血风险[37]。动物模型研究发现大鼠脑出血后24 h开始灌胃给予辛伐他汀或阿托伐他汀连续7 d，能减少脑水肿，保持血脑屏障的完整性，并增加神经突触发生，增强神经元可塑性，可能有助于神经功能的长期（28 d）恢复[38]。临床研究也发现，脑出血患者给予瑞舒伐他汀治疗后死亡率为5.6%，而对照组患者死亡率为15.8%[39]。同时，脑出血患者住院治疗期间使用他汀类药物治疗后3个月或1年，均可显著降低死亡率，改善患者功能恢复[40]。

2.2 低温治疗 低温疗法是一种已经比较明确的神经保护方法，在脑缺血模型中具有强大的抑制神经元缺失和改善神经功能恢复的作用。同样，在脑出血后继发性脑损伤治疗中也发挥着重要作用。早期研究发现，将胶原注射到大鼠纹状体后，大鼠在5 ℃室温放置24 h相比在25 ℃放置表现出更小的脑水肿以及更低的血脑屏障渗透性[41]。在注入自体血诱发大鼠脑出血后6 h开始持续2 d的低温治疗，能够减少中性粒细胞浸润和DNA氧化损伤，并改善神经功能损伤[42]。近期有研究发现，自体血诱导大鼠脑出血后12 h采取亚低温（33～35 ℃）治疗48 h，可显著抑制脑出血诱导的神经元自噬和细胞凋亡，从而实现神经保护的作用[43]。临床数据也显示，脑出血患者经过亚低温治疗8～10 d可减少出血周围水肿，降低死亡率[44]。

脑出血后继发性脑损伤的机制复杂多样，相互影响，主要涉及细胞毒性、兴奋毒性、氧化应激和炎症反应通路。由于继发性脑损伤发生在脑出血一段时间后，这为后期的干预与治疗提供了机会。虽然许多治疗方法的临床前研究取得了比较理想的治疗效果，但是目前还未找到有效的适用于临床的治疗手段。因此，进一步深入对脑出血损伤机制的研究，对寻找安全有效的治疗脑出血的方法意义重大。

【点睛】本文综述了脑出血后继发性损伤的潜在机制和治疗策略，为脑出血治疗的进一步研究提供参考。