TLR9介導的炎癥反應與蛛網(wǎng)膜下腔出血后腦血管痙攣關系的研究進展

王那仁朝格吐(綜述)，李思慧，武　彥(審校)

(　1.通遼市醫(yī)院 a.醫(yī)患辦，b.神經(jīng)外科，內(nèi)蒙古 通遼 028000； 2.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學，呼和浩特 010059；

3.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學附屬醫(yī)院病理科，呼和浩特 010059)

TLR9介導的炎癥反應與蛛網(wǎng)膜下腔出血后腦血管痙攣關系的研究進展

王那仁朝格吐1a,2△(綜述)，李思慧1b，武彥3※(審校)

(1.通遼市醫(yī)院 a.醫(yī)患辦，b.神經(jīng)外科，內(nèi)蒙古 通遼 028000； 2.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學，呼和浩特 010059；

3.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學附屬醫(yī)院病理科，呼和浩特 010059)

摘要：蛛網(wǎng)膜下腔出血(SAH)是腦血管破裂，血液流至蛛網(wǎng)膜下腔出現(xiàn)的一組癥狀，是一種高發(fā)病率、高病死率的腦血管疾病。腦血管痙攣(CVS)是SAH一個潛在的致命性并發(fā)癥。新近研究表明，Toll樣受體9(TLR9)作為TLRs家族的重要成員，通過與特異性的配體相結合，激活先天免疫系統(tǒng)，參與CVS和腦缺血引發(fā)的炎癥反應。該文就TLR9介導的炎癥反應與SAH后CVS關系的研究進展作一綜述，以期為臨床治療措施提供有意義的理論依據(jù)。

關鍵詞：蛛網(wǎng)膜下腔出血；腦血管痙攣；炎癥反應；Toll樣受體9

蛛網(wǎng)膜下腔出血(aneurismal subarachnoid hemorrhage，SAH)是一種高發(fā)病率和高病死率的腦血管疾病[1]。據(jù)報道，SAH的發(fā)病率約為每年10人/100 000人，其中有11%的患者在接受治療前死亡，40%的患者在入院4周內(nèi)死亡[2]。腦血管痙攣(cerebral vasospasm，CVS)可造成腦缺血或腦損,是SAH發(fā)病的主要原因之一，在出血發(fā)病后的3 d出現(xiàn)，6～7 d 達到高峰[3]。已有研究表明，炎癥反應是造成CVS后早期腦組織損傷的重要病理生理過程，而炎癥反應在腦組織損傷后期則發(fā)揮內(nèi)源性的修復作用[4]。目前研究表明，Toll樣受體9(Toll-like receptor-9，TLR9)作為TLRs家族的重要成員，通過與特異性的配體相結合，激活先天免疫系統(tǒng)，參與CVS和腦缺血引發(fā)的炎癥反應[5]?，F(xiàn)就TLR9介導的炎癥反應與SAH后CVS關系的研究進展進行綜述。

1SAH后的CVS

1.1概述CVS是指頸內(nèi)動脈或椎-基底動脈系統(tǒng)的斑塊使腦血管腔狹窄并使血液出現(xiàn)渦流，當渦流加速時，刺激血管壁致血管痙攣而出現(xiàn)短暫性腦缺血發(fā)作，旋渦減速時癥狀消失。其作為SAH的一個潛在致命性并發(fā)癥已得到臨床醫(yī)師的重視[6]。血管造影結果發(fā)現(xiàn)，SAH后70%的患者會出現(xiàn)CVS，且多在SAH后的第3日出現(xiàn)，高峰日在SAH后第6～8日，并可持續(xù)2～3周[7]。

1.2致病機制CVS的發(fā)生機制主要可以概括為以下幾個方面：渦流血液對血管壁的機械性刺激；包裹血塊壓迫血管引起的血管壁結構破壞；各種血管活性物質,如5-羥色胺、兒茶酚胺、血紅蛋白及花生四烯酸代謝產(chǎn)物等的縮血管作用；顱內(nèi)壓增高時過量脫水治療而又未及時補充血容量；血管壁的炎癥和免疫反應等。其發(fā)生機制復雜，但已有研究發(fā)現(xiàn)前期的炎癥級聯(lián)反應在其中發(fā)揮重要作用。研究表明，細胞因子、細胞黏附分子和白細胞參與CVS的發(fā)生，早期臨床研究已試圖通過抑制炎癥級聯(lián)反應的各個環(huán)節(jié)來減輕CVS[8-10]。此外，內(nèi)皮素受體激活、一氧化氮抑制、血栓素受體的修飾以及許多細胞信號的級聯(lián)反應被認為在這一病理過程中發(fā)揮不可或缺的作用[4，11]。

1.3治療措施目前，針對這類患者的治療主要包括增加血流量以及使用藥物或手術等手段使血管擴張。但這些治療方法只能在短期內(nèi)使癥狀得到改善，而在避免神經(jīng)損傷方面的效果甚微，這也可能是由于目前樣本量較小的原因[12]。近年的研究發(fā)現(xiàn)，先天免疫系統(tǒng)的重要組成部分——TLRs介導了缺血性損傷，而對其中成員之一TLR9作用的研究則剛剛起步。TLR9在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元細胞和小角質細胞中均有表達，擁有兩條不同的信號轉導通路促炎因子和神經(jīng)保護因子[13]。因此，將TLR9促炎因子介導的炎癥反應與SAH后的CVS研究進行總結，盡量為臨床治療提供更大的幫助。

2炎癥反應與CVS

2.1概述炎癥反應是生物學組織對外源性刺激產(chǎn)生的生理性反應。其有利方面在于修復損傷的組織、機體，但過度的炎癥反應不僅可對組織或機體產(chǎn)生嚴重危害，甚至可導致組織或機體的死亡。近期研究表明，SAH患者血液中的白細胞增多，全身炎癥反應的特定指標均明顯升高，炎癥反應作為其中一種機制參與SAH后的CVS的致病過程。Zhou等[14]發(fā)現(xiàn)，SAH可使血液中核因子κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)增加，其介導的促炎癥反應會導致CVS的進一步發(fā)展，而且會使SAH后第5日血液中的白細胞介素(interleukin,IL)1β、細胞間黏附分子1和血管細胞黏附分子1的水平增加。動物實驗表明[15]，SAH后CVS的發(fā)生以及對患者的傷害程度與IL-1β、IL-6、TL-8和腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)等炎性因子的水平明顯相關，且腦損傷后若腦室中炎性因子的水平增加，即證實存在損傷。炎癥反應主要通過以下途徑來參與CVS。

2.2白細胞聚集白細胞聚集一直是SAH的臨床與實驗研究中的重要部分，腦膜炎和動脈瘤性SAH的白細胞增高之間的相似性已得到了認可。炎癥反應的急性期，局部環(huán)境發(fā)生變化，導致黏附分子表達，白細胞黏附于內(nèi)皮細胞，隨后遷移、活化和釋放效應物質。白細胞黏附是發(fā)生炎癥反應的標志性過程[16]。

2.3C反應蛋白C反應蛋白是另一個炎癥標志物，在SAH過程中有所增加。研究發(fā)現(xiàn)，SAH患者的血清標本中C反應蛋白升高，尤其是后3 d，并且在遲發(fā)性缺血性神經(jīng)功能缺損的發(fā)生上差異有統(tǒng)計學意義；4 d后，統(tǒng)計學上C反應蛋白絕對值顯著增高的患者發(fā)生缺血性并發(fā)癥危險較大[17]。但這種免疫反應直接參與CVS的發(fā)病過程還是只是一種急性腦損傷的伴隨現(xiàn)象尚不清楚。

2.4NF-κBSAH可使血液中NF-κB增加，其介導的促炎癥反應會導致CVS的進一步發(fā)展，而且會使SAH后第5日血液中的IL-1β、細胞間黏附分子1和血管細胞黏附分子1的水平增加。另有研究發(fā)現(xiàn)，SAH后5 d，可通過NF-κB增加DNA結合活性和腫瘤壞死因子、IL-1β、細胞間黏附分子1和血管細胞黏附分子1的mRNA表達水平。而應用NF-κB抑制劑可逆轉上述SAH引起的影響和減弱SAH后血管痙攣，說明NF-κB介導的促炎反應在SAH中可能會誘發(fā)CVS[18]。

2.5跨內(nèi)皮遷移跨內(nèi)皮遷移或血細胞滲出是炎癥反應的最后一步，包括眾多的細胞黏附分子和細胞內(nèi)的細胞信號轉導途徑。巨噬細胞、單核細胞和中性粒細胞等炎性細胞介導的游離紅細胞、大紅細胞作為其天然功能的一部分，但SAH后正常腦血流的破壞，這將導致在這些細胞的實質空間降解和脫粒。在CVS發(fā)生后的4 d內(nèi)，炎性細胞因子等血管活性化合物釋放，出現(xiàn)慢性血管痙攣[11]。

2.6其他免疫球蛋白和補體因子參與CVS的發(fā)病過程。TLRs作為先天免疫系統(tǒng)的重要組成部分，在病原體入侵機體的早期，通過病原相關分子模式識別病原體并與之結合，激活信號轉導通路，釋放大量前炎性細胞因子，參與機體炎癥反應[19]。TLRs的發(fā)現(xiàn)使人們對這一炎癥機制有所了解。

3TLRs及其介導的炎癥反應

3.1概述TLRs作為先天免疫系統(tǒng)的重要組成部分，在病原體入侵機體的早期，通過識別病原相關分子模式參與機體的炎癥反應[4]，在機體抵御感染中發(fā)揮重要作用。TLRs家族是Ⅰ型跨膜蛋白受體，其一級結構具有相似性：均由胞外區(qū)、跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū)組成。胞外區(qū)由信號肽和富含亮氨酸的重復序列組成，與識別配體、病原分子有關；胞內(nèi)區(qū)是一個保守的信號結構域，與IL-1受體的胞內(nèi)結構組成同源雙鏈，稱之為TLR/IL-1R超家族，與激活下游信號轉導有關。目前在哺乳動物中共發(fā)現(xiàn)12種TLRs。TLR1、TLR2、TLR4、TLR5、TLR6在細胞表面，識別細菌和病毒的外部成分，如脂多糖(TLR4)、鞭毛蛋白(TLR5)等[20]；TLR3、TLR7、TLR8、TLR9則定位于細胞內(nèi)的區(qū)室中，識別核酸成分，如dsRNA(TLR3)、ssRNA(TLR7/TLR8)、CpG DNA(TLR9)[21]。TLRs 通過識別病原微生物及其細胞壁均含有的類脂結構來介導宿主相關細胞因子的分泌和天然免疫應答的產(chǎn)生。目前，在腦損傷中TLRs信號轉導通路的機制已成為研究熱點。

3.2TLR9TLR9是TLRs家族的重要成員，定位在細胞內(nèi)的內(nèi)涵體膜上，在中樞神經(jīng)中TLR9主要表達于小膠質細胞。比較清楚的識別模式是：TLR9識別包含未甲基化的CpG二核苷酸基序的細菌DNA。TLR9與特異性的配體相結合，通過信號轉導最終導致NF-κB的激活，激活先天免疫系統(tǒng)，引起炎性因子和趨化因子的分泌，參與CVS與腦損傷的發(fā)生、發(fā)展[22]。

3.3TLR9信號通路TLR9信號通路在組織損傷后炎癥反應中發(fā)揮與其他TLRs不同的角色。Osuka等[23]通過對大鼠側腦室注射CpG-DNA/TLR9，觀察到腦室周圍軸突損傷，室管膜破裂以及海馬周圍膠質細胞活化，提示TLR9信號通路會誘發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)炎癥反應，并進一步造成腦損害。近年來，有學者提出將TLR9作為一個新的預處理靶點，即通過啟動經(jīng)典NF-κB依賴前炎性因子途徑增加血清中TNF-α水平來對抗SAH引發(fā)的CVS。研究者的實驗提供了一個證據(jù)，TLR9特異性配體CpG-ODN可以作為一種潛在的預處理刺激并且產(chǎn)生SAH損害的保護作用[16]。CpG-ODN 1826能使腦缺血性損害減少60%，并呈現(xiàn)出劑量和時間相關性[16]。為了研究腦缺血性損傷中CpG-DNA、TLR9、TNF三者之間的關系，F(xiàn)üri等[24]制備了TLR9識別(-)重組骨髓造血細胞嵌合子小鼠模型，結果顯示，即便經(jīng)CpG-DNA預處理后，TLR9識別(-)重組骨髓造血細胞嵌合子小鼠也無神經(jīng)保護作用，說明神經(jīng)保護作用需要CpG-DNA與TLR9的識別才能發(fā)揮作用。另一方面，在腦缺血性損傷中，無論造血細胞還是非造血細胞TNF mRNA 的表達都需要TLR9識別，且TNF mRNA表達的水平與神經(jīng)保護作用成一定的相關性。對于TNF-α剔除的大鼠來說，CpG-ODN預處理則不產(chǎn)生SAH的保護作用。由此說明，TLR9信號通路能夠通過預處理作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)從而產(chǎn)生神經(jīng)保護作用，這一結果與許多體外實驗的結果一致。由此推斷，TLR9預處理能誘導SAH所致腦損傷的耐受。

4小結

TLRs作為先天免疫系統(tǒng)的重要組成部分參與介導SAH損傷，其中一個重要作用就是參與炎癥反應。已證實CpG-DNA/TLR9 所介導的炎癥反應信號通路在心臟、肺臟以及肝臟等組織缺血性損害的病理生理過程中發(fā)揮重要作用。目前，有針對性地對SAH的病理生理途徑進行干預，對早期腦損傷和CVS的發(fā)生起到一定的抑制作用，但由于SAH發(fā)病機制比較復雜，對于SAH后早期腦損傷標志物以及CVS的發(fā)生機制還有待進一步研究。

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Research Progress of TLR9 Mediated Inflammation in the Cerebral Vasospasm after Subarachnoid HemorrhageWANGNaren-chaogetu1a,2,LISi-hui1b,WUYan3.(1a.APhysician-patientOffice,1b.DepartmentofNeurosurgery,TongliaoCityHospital,Tongliao028000,China; 2.InnerMongoliaUniversity,Hohhot010059,China; 3.DepartmentofPathology,AffiliatedHospitalofInnerMongoliaMedicalUniversity,Hohhot010059,China)

Abstract：Subarachnoid hemorrhage(SAH) is serious vascular disease with high mortality and morbidity，the clinical manifestations of which are cerebral vascular rupture,blood flowing to the subarachnoid.Cerebral vasospasm(CVS) is a potentially fatal complication of SAH.Recent studies showed that Toll-like receptor 9(TLR9) is an important member of TLRs family,which combines with specific ligands and activates the innate immune system,thus involved in the inflammation caused by CVS and cerebral ischemia.Here is to make a review of the research progress of TLR9 mediated inflammation in CVS after SAH,in order to provide a theoretical guidance for the clinical intervention measures.

Key words:Subarachnoid hemorrhage; Cerebral vasospasm； Inflammatory response; Toll-like receptors 9

收稿日期：2014-09-29修回日期：2014-12-10編輯：伊姍

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.17.014

中圖分類號：R743.35

文獻標識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)17-3108-03