免疫炎癥與腦卒中的基礎(chǔ)及臨床研究

天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，天津 300052

近年來，腦卒中因其高發(fā)病率、高致殘率和高死亡率的特點(diǎn)，已成為危害人類健康的重大疾病。急性缺血性腦卒中既往被認(rèn)為是一種局灶性疾病，是腦血栓發(fā)生后導(dǎo)致的神經(jīng)元壞死[1]。隨著對(duì)腦卒中研究的深入，現(xiàn)在的觀點(diǎn)認(rèn)為急性缺血性腦卒中實(shí)際上是一種系統(tǒng)性疾病，其影響包括導(dǎo)致腎血流減少、肝功能異常和心力衰竭等，尤其是會(huì)引起免疫系統(tǒng)的變化。急性缺血性腦卒中發(fā)生后，血腦屏障遭到破壞，大量免疫細(xì)胞涌入中樞神經(jīng)系統(tǒng)并與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的免疫細(xì)胞相互作用，從而進(jìn)一步放大炎癥反應(yīng)，加重缺血性腦損傷。因此，如何通過干預(yù)免疫炎癥以影響腦卒中患者的預(yù)后，是值得關(guān)注的研究方向。

1 急性缺血性腦卒中的炎癥損傷機(jī)制

無菌性炎癥是缺血性腦卒中后的重要病理生理過程之一。在腦卒中發(fā)生后，缺血缺氧的腦組織發(fā)生不可逆性的損傷，繼而激活機(jī)體的固有免疫系統(tǒng)和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)，并且炎癥反應(yīng)貫穿了缺血性腦卒中的整個(gè)病理生理過程[2]。當(dāng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)發(fā)生改變后，腦內(nèi)的固有免疫細(xì)胞，尤其是小膠質(zhì)細(xì)胞受到外界信號(hào)的刺激而首先被激活，繼而導(dǎo)致其形態(tài)和功能發(fā)生很大的改變。腦卒中發(fā)生后，小膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨陌⒚装蜆蛹?xì)胞，并且具備巨噬細(xì)胞功能，可以吞噬病原體和凋亡細(xì)胞等物質(zhì)，同時(shí)分泌大量炎癥因子和趨化因子以誘導(dǎo)外周中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞等浸潤[3-4]；小膠質(zhì)細(xì)胞還能迅速增殖并遷移至病灶區(qū)域，位于血管周圍的小膠質(zhì)細(xì)胞能夠吞噬血管內(nèi)皮，從而破壞血腦屏障[5-6]。隨著血腦屏障被破壞，中樞神經(jīng)系統(tǒng)啟動(dòng)多種損傷相關(guān)分子模式（damage-associated molecular pattern，DAMP），誘導(dǎo)大量的外周免疫細(xì)胞向中樞神經(jīng)系統(tǒng)浸潤，這些外周免疫細(xì)胞通過釋放炎癥因子對(duì)神經(jīng)元造成直接損傷[7]。其中，最受關(guān)注的外周免疫細(xì)胞是淋巴細(xì)胞，包括T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和自然殺傷（natural killer，NK）細(xì)胞。研究表明，腦卒中發(fā)生后，中樞神經(jīng)系統(tǒng)浸潤的T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞水平均在發(fā)病后第3天達(dá)到高峰，而NK細(xì)胞水平在發(fā)病后瞬時(shí)即達(dá)到高峰[8]。既往文獻(xiàn)報(bào)道，NK細(xì)胞通過釋放細(xì)胞毒性炎癥因子，促進(jìn)缺血性神經(jīng)元死亡[9]；而對(duì)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)浸潤的NK細(xì)胞是如何被激活進(jìn)而加重腦損傷的具體機(jī)制，目前尚未可知。

本課題組的既往研究采用缺血性腦卒中患者的腦標(biāo)本和腦卒中小鼠模型，通過蛋白質(zhì)組學(xué)陣列分析，發(fā)現(xiàn)白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-15水平顯著上調(diào)，且IL-15主要來源于星形膠質(zhì)細(xì)胞[10]。為進(jìn)一步確定IL-15在腦卒中病理機(jī)制中的作用，課題組通過構(gòu)建膠質(zhì)細(xì)胞原纖維酸性蛋 白（glial fibrillary acidic protein，GFAP）-IL-15tg轉(zhuǎn)基因小鼠模型，實(shí)現(xiàn)了IL-15在星形膠質(zhì)細(xì)胞中的特異性過表達(dá)。在正常生理?xiàng)l件下，小鼠未發(fā)生增強(qiáng)的神經(jīng)性炎癥；但在實(shí)驗(yàn)性缺血性腦卒中造模后，小鼠的星形膠質(zhì)細(xì)胞過表達(dá)IL-15，從而加重了腦損傷和神經(jīng)功能障礙。除此之外，本課題組還發(fā)現(xiàn)小膠質(zhì)細(xì)胞中特異性過表達(dá)鋅指E盒結(jié)合同源框 1（zinc finger E-Box binding homeobox 1，ZEB1）的小鼠的缺血性腦損傷有所減輕[11]，并通過實(shí)驗(yàn)證明其機(jī)制可能是ZEB1通過調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞，減少了中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)趨化因子的表達(dá)和中性粒細(xì)胞的浸潤，從而減輕了腦內(nèi)的炎癥反應(yīng)。

2 免疫調(diào)節(jié)劑干預(yù)腦卒中患者的臨床試驗(yàn)

大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已證實(shí)外周免疫細(xì)胞向中樞神經(jīng)系統(tǒng)浸潤會(huì)促進(jìn)腦卒中后的神經(jīng)損傷。目前已開展了數(shù)項(xiàng)小規(guī)模的臨床試驗(yàn)，通過免疫調(diào)節(jié)劑干預(yù)外周免疫細(xì)胞，并觀察其對(duì)腦卒中患者預(yù)后的改善作用。

2.1 長(zhǎng)春西汀

長(zhǎng)春西汀是從長(zhǎng)春花中提取出的一種生物堿，很容易通過血腦屏障，其最初被應(yīng)用于腦卒中的治療主要是為了改善缺血腦組織的代謝以及促進(jìn)大腦血流量等[12]。此后，陸續(xù)有學(xué)者通過體外實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)長(zhǎng)春西汀可以通過抑制核因子 κB（nuclear factor-kappa B，NF-κB）而發(fā)揮抗炎作用[13-14]，由此為研究長(zhǎng)春西汀對(duì)腦卒中患者的抗炎效應(yīng)提供了依據(jù)。本課題組既往的一項(xiàng)研究納入60例發(fā)病后48 h內(nèi)且錯(cuò)過溶栓治療時(shí)間窗的前循環(huán)腦卒中患者，將這些患者隨機(jī)分入長(zhǎng)春西汀治療組和對(duì)照組；研究結(jié)果顯示，長(zhǎng)春西汀治療組患者的臨床評(píng)分和影像學(xué)結(jié)果均優(yōu)于對(duì)照組患者，且長(zhǎng)春西汀治療第7天時(shí)的磁共振波譜（magnetic resonance spectroscopy，MRS）檢測(cè)發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)春西汀治療組患者腦梗死區(qū)的炎癥水平低于對(duì)照組；此外，長(zhǎng)春西汀對(duì)外周血淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)無影響，其可能是通過抑制NF-κB的活性而發(fā)揮免疫抗炎作用，這是不同于長(zhǎng)春西汀發(fā)揮磷酸二酯酶 1（phosphodiesterase type 1，PDE1）抑制劑作用的新的免疫干預(yù)機(jī)制[15]。

2.2 芬戈莫德（fingolimod）

芬戈莫德是一種具有高度親和力的鞘氨醇-1-磷酸（sphingosine-1-phosphate，S1P）受體調(diào)節(jié)劑，可將淋巴細(xì)胞阻留于淋巴結(jié)和脾臟中，減少外周淋巴細(xì)胞滲入腦內(nèi)，減輕腦內(nèi)炎癥反應(yīng)。基于這一機(jī)制，芬戈莫德可以抑制免疫系統(tǒng)對(duì)多發(fā)性硬化患者中樞神經(jīng)系統(tǒng)的攻擊[16]。芬戈莫德已被美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)為首個(gè)治療復(fù)發(fā)緩解型多發(fā)性硬化的口服藥物。2014年和2015年，天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院施福東教授開展了2項(xiàng)概念性的臨床試驗(yàn)，旨在評(píng)估芬戈莫德在腦卒中患者免疫調(diào)節(jié)治療中的安全性及有效性。第1項(xiàng)臨床試驗(yàn)[17]選取的研究對(duì)象是發(fā)病后72 h內(nèi)且已錯(cuò)過重組組織型纖溶酶原激活劑（recombinant tissue plasminogen activator，rt-PA）溶栓治療時(shí)間窗的缺血性腦卒中患者，給予這些患者口服芬戈莫德（0.5 mg/d，連續(xù)3d），結(jié)果顯示芬戈莫德可以明顯減少患者外周血淋巴細(xì)胞數(shù)量，抑制腦梗死體積的繼續(xù)擴(kuò)大，改善血腦屏障的滲漏，改善美國國立衛(wèi)生研究院卒中量 表（National Institute of Health Stroke Scale，NIHSS）評(píng)分；腦卒中發(fā)病3個(gè)月后，患者的改良 Rankin量表（Modified Rankin Scale，mRS）評(píng)分亦有明顯改善。第2項(xiàng)研究[18]是給予腦卒中發(fā)病后4.5 h內(nèi)的患者芬戈莫德聯(lián)合rt-PA溶栓治療，結(jié)果顯示與單用rt-PA溶栓相比，聯(lián)合芬戈莫德治療可以減少與rt-PA相關(guān)的出血轉(zhuǎn)化，抑制病灶繼續(xù)擴(kuò)大，改善NIHSS評(píng)分。

2.3 那他珠單抗

那他珠單抗是人源化的抗CD49d單克隆抗體，通過阻斷白細(xì)胞整合素與內(nèi)皮細(xì)胞的相互作用，抑制白細(xì)胞向中樞神經(jīng)系統(tǒng)浸潤[19]。目前，那他珠單抗是復(fù)發(fā)緩解型多發(fā)性硬化的標(biāo)準(zhǔn)療法，可以有效抑制疾病復(fù)發(fā)[20]。那他珠單抗治療腦卒中的機(jī)制主要涉及以下2個(gè)方面：（1）減少外周T細(xì)胞向腦內(nèi)浸潤；（2）抑制中性粒細(xì)胞浸潤。此外，一項(xiàng)由3個(gè)國家的30個(gè)中心參與的Ⅱ期多中心隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)[21]共招募了161例缺血性腦卒中患者，其中79例患者被隨機(jī)分入那他珠單抗治療組，另82例患者被分入安慰劑治療組，并對(duì)腦卒中缺血后9 h給予那他珠單抗治療的安全性和有效性進(jìn)行了評(píng)估；結(jié)果顯示，研究的主要結(jié)局并未達(dá)到預(yù)期的設(shè)想，即那他珠單抗未能抑制自基線期起至第5天的腦梗死體積的擴(kuò)大，但次要結(jié)局的分析結(jié)果顯示那他珠單抗可能有益于患者功能的恢復(fù)和認(rèn)知的改善，表現(xiàn)為腦卒中影響量表（Stroke Impact Scale，SIS）評(píng)分和蒙特利爾認(rèn)知功能評(píng)估量表（Montreal Cognitive Assessment，MoCA）評(píng)分的改善。

3 小結(jié)與展望

相較于已有100多年的腫瘤免疫治療研究史[22]，腦卒中的免疫治療尚處于起步階段，仍存在很大的探索空間。是否能夠借鑒腫瘤或自身免疫疾病的免疫干預(yù)策略，是否能夠通過精確闡明腦卒中后中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)細(xì)胞亞群之間的相互作用機(jī)制以促進(jìn)靶向免疫調(diào)節(jié)劑的研發(fā)，是否能夠明確免疫調(diào)節(jié)治療對(duì)溶栓時(shí)間窗的影響，是否能夠明確中樞神經(jīng)系統(tǒng)自身抗原暴露與腦卒中預(yù)后的關(guān)聯(lián)，這些問題均值得進(jìn)一步探索。因此，有理由相信，腦卒中的免疫療法一定會(huì)呈現(xiàn)出更廣闊的應(yīng)用前景。