中醫(yī)藥保護神經血管單元治療缺血性腦卒中的研究進展

周瑩 孟繁興 傅晨 鞏穎 張允嶺 王鳳麗

缺血性腦卒中(cerebral ischemic stroke,CIS)是一種缺血性腦血管疾病,屬于中醫(yī)“中風病”的范疇,《黃帝內經》對“薄厥”“大厥”“煎厥”“偏枯”等的描述與該病類似,總屬病因病機為氣血逆亂。明代樓英將中風病命名為“卒中”,清末張錫純提出“腦充血”“腦貧血”的觀點,其中“腦貧血”與現代“缺血性中風”的中風病機認識相吻合[1]。目前,西醫(yī)方面溶栓治療和機械取栓仍是治療缺血性腦卒中的主要措施,但溶栓受嚴格的時間窗限制,機械取栓也必須滿足年齡、美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表評分、是否有梗死灶等各方面的適應癥[2],所以獲益的患者仍為少數。隨著神經血管單元(neurovascular unit,NVU)的提出,打破了僅在卒中后擴張腦血管、穩(wěn)定斑塊和改善腦循環(huán)的固有思維,使人們意識到阻止細胞凋亡、抗炎性因子表達等對血腦屏障的保護也同樣重要。

古代醫(yī)家對“腦貧血”的治療已有豐富的經驗,如清代醫(yī)家王清任所著《醫(yī)林改錯》中所載補陽還五湯在臨床取得不錯的療效[3]。越來越多的研究表明,中醫(yī)藥的治療在缺血性腦卒中后對神經血管單元(cerebral ischemic stroke-neurovascular unit,CISNVU)的保護發(fā)揮著重要作用,中醫(yī)藥從中草藥、中藥制劑和針灸推拿等各方面相互配合,從抑制細胞凋亡、抑制炎性因子表達、抗氧化、促進腦代謝和擴張腦微血管等方面著手,以達到與某些復合制劑(如曲克蘆丁腦蛋白水解物)相似的效果[4],甚至能彌補該類復合制劑的不安全性,成為近年來保護缺血性腦卒中后NUV靶向研究的重點[5]。

1 中醫(yī)藥保護神經血管單元在治療缺血性腦卒中的作用

1.1 抑制細胞凋亡對CIS-NVU后保護作用

中醫(yī)藥治療因其獨有的辨證論治,重視個體化差異,在缺血性腦卒中后對神經血管單元的保護發(fā)揮著重要作用。已有研究表明,缺血性卒中后血腦屏障破壞受早期不同的有害機制調節(jié),包括細胞凋亡、炎癥、氧化途徑、囊泡運輸等[6]。

就單味中草藥和注射液而言,它們中的一些提取物具有抑制細胞凋亡的作用。馬鞭草是一種具有抗炎、免疫調節(jié)和神經保護等藥理作用的植物[7]。Cao L等[8]將96只大腦中動脈栓塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)后的大鼠分為6組,通過神經功能缺損評分、觀察海馬和皮質的病理損傷和測定部分半胱氨酸蛋白酶(Caspase)、B細胞淋巴瘤-2基因(B-cell lynphome-2,bcl-2)、Bcl相關蛋白X(Bax)、S-100β蛋白和ATPase酶水平,發(fā)現低/中/高劑量的馬鞭草素組均能使神經缺損評分、死亡率、腦梗死面積不同程度的降低,腦組織中血清的Bax、Caspase-3、S-100β水平也顯著降低,Bcl-2和ATPase的水平增加,提示馬鞭草素可以抑制細胞凋亡基因的表達,促進抗凋亡基因的表達,減少缺血性腦卒中再灌注損傷,保護腦組織和神經元等。馬家寶等[9]研究通腦注射液組分及作用機制表明,梔子提取物梔子苷和三七提取物三七總皂苷通過靶向谷氨酸受體GluR3,減少血腦屏障相關蛋白(如內皮細胞occludin蛋白)的降解,從而發(fā)揮保護血腦屏障的作用,顯示出中藥復方制劑配伍的優(yōu)勢。

祝美珍等[10]從廣西中醫(yī)藥大學腦病科選取60例缺血性腦卒中患者隨機分為2組,治療組在對照組內科常規(guī)治療基礎上加用清腦益元湯,使用雙抗體夾心固相酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)法檢測患者治療前及治療后第3、7、14天血清神經元特異性烯醇化酶(neuron-specific enolase,NSE)、S100鈣結合蛋白B(S100 calcium binding protein B,S100B)表達水平,該研究表明,清腦益元湯可能通過下調血清中NSE、S100B表達水平起到減輕缺血性卒中患者的神經元缺損的作用。已有研究表明,磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B信號通路是細胞內重要的信號轉導通路,通過影響下游多個靶點而發(fā)揮抑制凋亡、促進增殖的作用[11]。

賀小松等[12]將兩組MCAO后的大鼠隨機分為2組,其中治療組給予補陽還五湯灌胃治療,對照組給予等量0.9%Nacl處理,療程7天,觀察美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表評分和免疫組化切片,結果提示補陽還五湯通過激活AKT細胞信號通路以減輕細胞凋亡。Lan R等[13]研究表明,線粒體參與急性腦缺血后的壞死和凋亡神經元死亡,小續(xù)命湯對腦缺血再灌注后線粒體損傷和凋亡均有一定的影響,通過降低線粒體組分中的腫瘤抑制基因(P53基因)和Bax蛋白水平從而保持線粒體完整性,并顯著減少細胞凋亡,達到神經血管單元的保護作用。

針灸作為傳統(tǒng)中醫(yī)藥的一種治療手段,對于缺血性卒中后患者的治療具有簡、便、效、廉的特點,并且大量研究證明CIS后越早介入針刺療效越好。劉勇等[14]將200只大鼠分為假手術組、模型組、針刺組(缺血后2小時、72小時、168小時)5組,除假手術組外均采用MCAO處理,在術后1、3、7、14天,4個時間點用酶聯(lián)免疫分析法探查缺血腦組織中的Bcl-2、Bax蛋白表達；研究結果顯示：3組針刺組較假手術組和模型組的Bcl-2蛋白表達升高,Bax蛋白表達降低,并且中風后2小時開始介入針刺的療效最好,優(yōu)于發(fā)病后72小時、168小時針刺組。韓林等[15]將78只大鼠隨機均分為假手術組、模型組和電針組,除假手術組外予制作為MCAO模型,電針組在模型組的基礎上采用“醒腦開竅針刺法”針刺水溝、內關、三陰交、人中等穴,發(fā)現電針組與模型組相比,腦梗死體積明顯縮小,神經功能評分也明顯上升,其機制是通過上調 Bcl-2和下調 Bax、Caspase-3減少細胞凋亡起到腦保護效應。

宓丹等[16]通過眼針法針刺MCAO后大鼠的“肝區(qū)”“腎區(qū)”“上焦”“下焦”,發(fā)現在缺血性腦卒中后使用眼針治療能促進抗凋亡蛋白Bcl-xL蛋白的表達,從而減少NVU主要組分細胞的凋亡以達到對CIS后神經血管單元的保護作用。

1.2 抑制炎性因子表達對CIS-NVU后保護作用

炎癥在急性缺血性中風的病理生理學中起關鍵作用,在急性缺血性卒中期間,大腦因缺血和炎癥相關的原發(fā)性和繼發(fā)性損傷而受損[17]。腦缺血后,中央缺血區(qū)域的神經元幾乎是不可逆損傷,因此,對缺血周圍半暗帶的修復是臨床診療的關鍵。已有許多研究表明,中醫(yī)藥能通過下調某些因素抑制炎癥反應,有效穩(wěn)定血腦屏障(blood brain barrier,BBB)完整性,修復缺血灶周圍的半暗帶以改善腦梗塞,從而發(fā)揮神經保護作用。

冰片在中國已被用于治療中風2000余年,最近的許多研究證實,冰片對腦缺血損傷的NVU具有保護作用[18]。缺血后炎癥對組織損傷和修復的程度以及梗塞分界有影響,Dong T等[19]研究表明,冰片預處理后可以誘導降低MCAO大鼠半影缺血區(qū)血清腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor,TNF-α)的表達,通過改善神經元的病理結構減少腦損傷。另有研究表明,葛根和地黃的提取物葛根素和梓醇通過降低TNF-α和核因子-κB(nuclear factor-kappa B,NF-κB)抑制炎癥[20],實現抗氧化應激損傷、抗炎癥、保護BBB和上調保護因子等[21]。芪參通脈湯在最近的研究中也顯示出針對NVU的保護作用,黃金華等[22]研究表明,服用芪參通脈湯后治療組的血清炎癥因子hs-CRP水平顯著降低(P＜0.05),對缺血性腦卒中后的血管內皮有修復作用,但對神經元保護作用機制研究尚不明確。

研究表明,用長春西汀注射液治療的患者不僅具有更好的神經功能恢復和改善的臨床結果,而且還具有抑制IκB激酶活性,抑制NF-κB依賴性炎癥分子表達,從而保護血管內皮細胞、腦小膠質細胞和樹突狀細胞等[23]。Wang FJ[24]等研究表明丹參多酚酸鹽凍干注射液聯(lián)合血栓通注射液通過下調促炎因子白細胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、TNF-α的表達和提高抗炎因子IL-10的表達而發(fā)揮神經炎癥調節(jié)能力和保護作用。Liu X[25]等實驗表明,苦碟子注射液中主要成分腺苷和類黃酮能通過降低NF-κB的表達,調節(jié)TLR4/NF-κB介導的炎癥信號通路,NF-κB通過調節(jié)細胞凋亡和炎癥基因參與損傷后的神經元存活。中醫(yī)藥通過抑制有害轉錄因子、激活神經保護性轉錄因子,調節(jié)缺血區(qū)中轉錄因子介導的促炎基因的表達來預防炎癥反應誘導的繼發(fā)性腦損傷,對CIS的NVU提供了保護作用。

1.3 減少氧化應激損傷對CIS-NVU后保護作用

有氧代謝是腦組織獲得能量的主要方式,氧化應激過程中,過量的活性氧產生或活性氧降解使卒中后由受損引起的活性氧的相對過剩,造成細胞、組織氧化損傷,是造成缺血性中風的病理關鍵[26],因此,減少氧化應激損傷目前已成為保護缺血性卒中后NVU的主要手段之一。已有研究表明,中藥通過減少線粒體損傷和激活Nrf2-ARE信號通路等能有效減少氧化應激所帶來的損傷[27]。向菲等[28]研究發(fā)現虎杖根部提取物白藜蘆醇通過上調沉默信息調節(jié)因子1和線粒體自噬相關蛋白表達水平,裂解因腦缺血缺氧產生的大量功能失常的線粒體,從而保證線粒體的質量,減輕IS后對腦組織的損傷。

銀杏葉提取物銀杏內酯類萜內酯,包括銀杏內酯(GA、B、K)和白果內酯(BB)兩種重要生物活性成分。廖祥明等[29]等分別用體內外試驗證明GA、GB、GK和BB確實有顯著抑制腦缺血再灌注引起的氧化應激損傷的作用,銀杏內酯和BB通過介導Akt/Nrf2信號通路來上調抗氧化蛋白的水平,以保護神經元免受氧化應激損傷[30]。羅勒是一種具有行氣活血,解毒消腫之效的中草藥,早有研究證明羅勒全草因其獨特的抗氧化能力被廣泛用于治療中樞神經系統(tǒng)疾病[31]。Singh V等[32]通過對大鼠雙側頸總動脈阻塞誘導腦組織缺血,再用羅勒葉提取物在缺血誘導前給藥可以預防由于其抗氧化作用引起的IR誘導的腦損傷,該實驗表明：羅勒葉提取物,特別是其中的酚類化合物(如酚酸等)的存在,改善缺血再灌注后的功能結果,逆轉氧化應激和腦損傷,具有顯著的神經保護作用。

潘勃[33]等研究表明,龍血通絡膠囊通過抑制線粒體相關Caspase-3/9凋亡通路的激活進而抑制氧糖剝奪/復氧損傷的細胞凋亡,防止因再灌注損傷加重缺血性卒中的后遺癥,從而起到保護神經血管單元的作用。脈絡寧注射液由玄參、銀花、川牛膝等幾種藥材提煉出有效成分制得,具有活血化瘀清熱等功效。楊杰等[34]將18只大鼠均分為三組,其中脈絡寧組能顯著抑制腦組織中活性氧含量以及丙二醛的生成,從而減少梗死面積,提示脈絡寧可通過抑制氧化應激對大鼠腦缺血再灌注損傷發(fā)揮神經保護作用。

1.4 擴張腦微血管和促進神經血管再生對CISNVU后保護作用

缺血性卒中發(fā)生后,擴張腦微血管和促進神經血管再生是中風后功能恢復的最重要策略之一,腦微血管之間的血液循環(huán)和代謝稱為腦微循環(huán),對維持組織和器官的生理功能起重要的作用。長春西汀是從長春花植物中提取的一種生物堿,近年來有研究發(fā)現,其作為長春胺的合成衍生物,不僅能擴張腦血管改善腦血流量,還能增加氧和葡萄糖攝取刺激神經元ATP產生來增強腦代謝[35]。開心解郁方對神經血管單元也有顯著的保護作用,該方為“開心散”和“四逆散”合方化裁而成,研究表明,開心解郁方能有效促進腦源性神經營養(yǎng)因子和星形膠質細胞中的膠原纖維酸性蛋白表達,從而改善神經血管單元的損傷,這種作用可能是通過調節(jié)神經發(fā)生和血腦屏障的緊密連接以及纖溶系統(tǒng)的平衡來實現的,從而導致NVU功能的恢復[36-38]。

有研究表明,低氧誘導因子-1(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)蛋白降低能抑制細胞凋亡,血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)和血小板衍生生長因子(platelet derived growth factor,PDGF)升高能促進血管內皮細胞增殖以及血管生成。韓艷茹等[39]發(fā)現,MCAO后的清腦益元湯組大鼠與模型組大鼠相比,HIF-1α含量明顯降低,VEGF、PDGF含量明顯升高,該研究提示清腦益元湯可能通過調控HIF-1α、VEGF和PDGF表達水平在腦缺血損傷后起到對神經血管的保護作用。

腦微循環(huán)與中醫(yī)絡脈的觀點十分相似,《素問·調經論篇》曰：“病在血,調之絡。”絡脈主運行氣血津液,絡病的發(fā)生多以氣血津液代謝紊亂為主要表現[40],通過針刺和推拿理療能有效的活血行氣,推動并恢復氣血津液運行。劉維等[41]連續(xù)針刺14天MCAO大鼠內關穴和曲池穴,發(fā)現經過針刺可激活星形膠質細胞從而調節(jié)微血管血流量,改善大鼠神經體征評分,促進乳酸無氧糖酵解產物的利用,增強缺血腦組織對葡萄糖的攝入,滿足神經元和其他組分在IS時的能量需求。Shi L等[42]研究表明,用電針針刺水溝在腦梗塞的極早期階段為重建NVU提供有利條件,其主要機制是電針針刺能在腦梗塞6小時內有效改善側支循環(huán)并增加腦血流灌注,同時能促進梗塞后血管內皮細胞的增殖,迅速啟動血管生成以維持BBB的完整性并確保向神經元供應能量。

2 中醫(yī)藥保護神經血管單元在防治缺血性腦卒中的作用

缺血性腦卒中不僅在病程上需要全程干預,并且在近年來的研究工作中越來越強調前移、下移,由從院內到院外、醫(yī)院到家庭,強調了院外預防的重要性和篩查高危人群做好一級預防的意義。中醫(yī)藥不僅可以通過保護神經血管單元有效治療缺血性卒中,改善IS后患者神經功能缺損情況,還能有效控制腦血管病相關危險因素,通過控制血壓、血糖、血脂等對NVU各組分提供保護,有效降低高危人群的缺血性腦卒中發(fā)生率[43]。

2.1 對調節(jié)血壓的作用

高血壓是腦卒中最重要的危險因素,高血壓和腦卒中早已被證實有明顯的病因學關聯(lián)。已有實驗表明,某些中藥發(fā)揮降壓作用的機制與保護NVU的機制相似,劉斌[44]將48只自發(fā)性高血壓大鼠等分為6組：空白組、模型組、貝那普利組、地龍降壓膠囊(高、中、低劑量)組,通過9周的干預,發(fā)現地龍降壓膠囊降血壓的機制很可能與下調血管緊張素Ⅱ-1型受體基因表達,抑制 TGF-β1、VEGF蛋白表達有關,且高劑量和中劑量組的大鼠TGF-β1蛋白表達較其余各組更少,血管損傷得到更好地改善。冉希等[45]研究收治128例氣虛血瘀型高血壓腦出血恢復期患者,隨機分為試驗組和對照組,試驗組在對照組常規(guī)西醫(yī)內科治療下加用補陽還五湯治療,持續(xù) 4周,治療后試驗組 PI3K、AKT、Bcl2、Bax較治療前均顯著下降,癥狀評分顯著降低,該實驗提示：補陽還五湯通過下調PI3K/AKT信號通路有效提高氣虛血瘀型高血壓腦出血恢復期患者療效,但目前對合并高血壓的缺血性腦卒中患者作用機制仍有待研究。

2.2 對調節(jié)血糖的作用

糖尿病也是腦卒中的重要危險因素之一,血糖控制不佳會導致或加重血管的損傷。胰島素抵抗是2型糖尿病發(fā)病的主要環(huán)節(jié),目前中藥主要通過作用于胰島素受體從而改善2型糖尿病患者胰島素抵抗而發(fā)揮降糖作用。黎宇等[46]、趙宏宇等[47]發(fā)現葛根、虎杖等提取物對大鼠的胰島素受體信號通路具有靶向作用,已知的相關的主要靶點包括PTP1B、PI3K、Akt/PKB、GLUT4、AMPK 等[48]。 趙奇[49]研究表明,高血糖加重腦缺血再灌注NVU的損傷主要是與Wnt信號通路的抑制有關,而服用枸杞的提取物枸杞多糖能有效激活Wnt/β-catenin信號通路,從而對NVU起保護作用。張文錦[50]對60例糖尿病合并下肢血管病變的患者進行試驗,結果表明服用丹蛭降糖膠囊組的患者降低了血糖,改善了2型糖尿病合并下肢血管病變的癥狀,其作用機制可能是通過抑制VEGF/Akt/eNOS信號通路的活化,促進了缺血區(qū)域的損傷與修復。

2.3 對調節(jié)血脂的作用

在腦卒中一級預防里,高血脂也是重要危險因素之一。大柴胡湯首載于《傷寒論》,張海文等[51]收治70例缺血性腦卒中患者,將其隨機分為對照組和治療組,治療組在對照組內科常規(guī)治療的基礎上聯(lián)合大柴胡顆粒劑口服使用,檢測21天后患者血脂(甘油三酯、膽固醇及低密度脂蛋白)、血液流變學指標(全血比黏度、血漿比黏度及血沉)等指標以及對中醫(yī)癥狀療效評分,得出結論常規(guī)內科治療聯(lián)合大柴胡湯劑可明顯改善患者血液黏稠度,并有一定的降脂效果,減輕患者癥狀,臨床值得推廣。王靜[52]研究發(fā)現辛開苦降性味的黃連吳茱萸配伍,對高脂血癥具有較好的療效,其作用機制可能是通過調控Leptin/JAK2/STAT3信號通路達到降脂效果。麝香保心丸常用于治療心腦疾病,其主要有效成分人參皂苷,已被證實具有擴張血管、減輕炎癥等作用。陳學彬等[53]研究發(fā)現,服用麝香保心丸組患者血脂總膽固醇、密度脂蛋白膽固醇有所改善,并且能顯著降低血清內hs-CRP(一種損害血管內皮的炎性因子),以達到降低血管損傷的作用。

3 小結與展望

缺血性卒中給社會和家庭帶來沉重的負擔,針對卒中后神經血管的保護和修復越來越成為全世界人民所關注的問題。中醫(yī)藥治療以其多組分、多途徑、多靶點的特點與缺血性卒中后的NVU的防治相匹配[54],已有大量的動物實驗證明,中醫(yī)藥對神經血管單元的保護作用。目前已知中醫(yī)藥主要通過抑制細胞凋亡、抑制炎性因子表達、抗抗氧化應激、擴張腦微血管和促進神經和血管再生等方面等機制對NVU的各組分起到保護和預防的作用[55]。但因其診療手段復雜、個體化差異明顯、需要的時間較長等各方面問題使得目前的作用機制尚未完全闡明,更多作用機制等待今后的實驗進一步探索。同時,中醫(yī)藥保護神經血管單元的作用仍有很多問題需要克服,例如中藥大多數劑型半衰期短、溶解度低難以通過血腦屏障[56],以及針灸常因無法做到雙盲和針刺手法的完全統(tǒng)一而使實驗的結果有待進一步驗證。在今后的研究中,不僅應當注意規(guī)避現有的問題,也應當將中醫(yī)理論更好的融入現代醫(yī)學的研究中,使中醫(yī)藥更加的簡便效廉,利用中草藥、中成藥制劑、針灸推拿等各方面的融合將中醫(yī)藥的優(yōu)勢更好的發(fā)揮出來,使更多的腦卒中患者從中獲益。