|
迟发性脑缺血（DCI）是蛛网膜下腔出血（SAH）患者预后不良的主要预测因素，但治疗方案仍有限且往往无效。该综述对DCI的研究现况进行了分析并就近几十年相关的文献进行了回顾，除讨论经典的脑血管痉挛理论之外，还讨论了微循环功能障碍、淋巴管损伤、炎症和神经电中断等病理因素，旨在为临床医生和研究人员总结DCI的病理生理学基础，以及各病理因素之间的相互作用，为未来可能的治疗方案提供思路。 该综述于2021年8月3日发表在J Am Heart Assoc。 PMID: 34325514 DOI: 10.1161/JAHA.121.021845 01 前言  动脉瘤性蛛网膜下腔出血（aSAH）是一种极具破坏性的脑血管事件，病死率可达约40%至50%，许多幸存者的日常生活也仍需依赖他人。与65岁以下的缺血性脑卒中相比，aSAH所造成的医疗和社会负担更大，生活质量更低。SAH患者的预后严重程度受迟发性脑缺血（DCI）的影响，但恰当的DCI预防治疗仍然未知。危重病监护的进步和外科技术的改进使得aSAH的总体发病率和死亡率在过去几十年略有下降；然而，该领域的转化模型建立对于转化科研仍然至关重要。 SAH后DCI的概念框架在上个世纪经历了巨大的转变。早在20世纪40年代，aSAH后的缺血性脑损伤就有记录了，研究人员注意到了出血、迟发性梗死和脑血管痉挛之间的关系。这些现象之间的联系，特别是发病的时期，使人们相信血管痉挛是DCI（也称为延迟性缺血性神经功能缺损）的单一原因。“临床血管痉挛”和“症状性血管痉挛”这两个术语在当时被广泛使用，也反映了当时将SAH后发生的脑缺血认为是“脑血管痉挛”所致，而不是由不同多因素的整体作用所致。这种观念在21世纪初开始转变，因为越来越多的证据表明缺血区域不一定与痉挛动脉的分布相关，DCI/低灌注可能在没有血管痉挛的供血区域发生。CONSCIOUS研究（Clazosentan治疗蛛网膜下腔出血后发生的神经缺血和梗死）是人们对DCI病理过程认识改变的基石，该研究显示预防血管痉挛不一定能降低全因死亡率或DCI的发生。此外，对其临床研究的重新关注也促使了DCI的统一定义，即出现局灶性神经损伤或GCS评分至少下降2分持续至少1小时，症状在动脉瘤闭塞后即刻并不明显，且通过临床评估、实验室检查、头颅CT或MRI扫描仍不能归因于其他原因。 这一定义目前已被广泛应用于临床研究，从而促进了其开展有效的调查和可靠的荟萃分析。SAHIT（蛛网膜下腔出血国际试验者）储存库还通过确定关键数据点，帮助设计一致性较好的临床试验。从那以后，对DCI潜在病理生理机制的进一步研究逐渐揭示了先前未知的与DCI相关的微血管和炎症环境的影响，这也为未来的临床试验和药物开发提供了思路。 目前，DCI被理解为一个随时间发展的多因素作用过程。SAH发病后的最初24至48小时被称为早期脑损伤阶段，主要特征是由于颅内压升高和短暂性全脑缺血所致的一系列反应。脑水肿、血脑屏障（BBB）破坏、交感神经系统激活、自动调节功能衰竭、微血栓形成、扩散性去极化（SDs）和炎症都在这一时期被观察到。随着时间的推移，渗出的血液开始加重并调节以上相同的核心因素，最终在SAH后4至10天左右出现迟发性脑缺血的临床表现。 这篇综述的目的是总结DCI的研究现状以及分析该疾病的潜在机制。此外，我们还回顾了与DCI病理生理学新见解相关的新治疗策略。DCI的发生与其相关病理成分密切相关，我们主要从以下三个领域展开讨论：血管调节功能障碍、炎症和皮质扩散性去极化。对于每个领域，我们都回顾了DCI在这方面的基础研究、最新进展，以及从这些进展中所获得的治疗策略。 02 血管调节功能障碍 脑灌注不能满足代谢需求是DCI的最终原因；因此，任何减少灌注或增加代谢需求的病理事件都可能导致DCI。在本节中，我们重点讨论前者，特别是增加DCI易感性的血管反应不足的机制。 由于以血管痉挛为中心的理论对DCI研究的影响持久，许多血管扩张剂或其他血管活性药物已在SAH患者中进行了试验（表）。三H疗法（高血压、高血容量和血液稀释）或对高血压患者单纯不控制的治疗旨在通过扩张血管内容积进行机械性血管扩张，但容易出现心肺和肾脏并发症。对三H疗法的荟萃分析发现，除了标准化治疗的方法学问题外，对DCI没有影响。如前所述，CONSCIOUS试验表明，抑制血管收缩内皮素-1途径可减少血管痉挛，但对神经功能结果无影响。另一项关于选择性内皮素-1受体拮抗剂（Clazosentan）的3期临床试验（REACT试验）在CONSCIOUS-3结束后宣布开始。与使用复合主要终点（全因死亡率、DCI或血管痉挛抢救治疗需求）的CONSCIOUS试验不同，REACT将重点放在DCI的发展。此外，REACT试验将使用CONSCIOUS-3中2倍剂量的克拉唑森坦Clazosentan，从而揭示其可能的作用。MASH-2（镁用于治疗aSAH-2）试验表明，静脉注射硫酸镁（可能通过抑制电压门控钙通道发挥作用）对改善预后也无效。口服二氢吡啶类钙通道阻滞剂尼莫地平是唯一具有降低DCI的一致、高质量证据的治疗方法，目前已成为aSAH患者的标准治疗方法，尽管这些结果均主要由一项大型试验得出。重要的是，这些早期研究表明，口服尼莫地平在不影响血管痉挛的情况下降低了DCI发生率并改善预后，提示尼莫地平可能具有重要的血管非依赖性作用。最近一项脑室内注射尼莫地平的试验（NEWTON [减毒尼莫地平微粒用于改善SAH后康复]研究）发现，与标准口服给药相比，没有任何改善。这些临床试验清楚地表明，仅通过血管舒张治疗血管功能障碍不足以降低DCI。 在这篇文章中，我们将重点介绍SAH后血管调节功能障碍基本过程的临床和动物研究，以及那些对微血管、小动脉、血管旁间隙和淋巴管的扩展认识的研究。我们还将讨论近期发表的血管调节功能障碍机制，以及基于这些机制开发的新疗法。 ✦ 诱发因素 蛛网膜下腔出血后的第一个生理损伤是由于颅内压接近平均动脉压所致的一过性全脑缺血。即使在血红蛋白的毒性作用被认识到之前，这种缺血发作也可能引发血管功能障碍（图1）。首先，这个过程是通过交感神经系统的诱导产生的，通常被称为“交感风暴”或“儿茶酚胺风暴”。最初的激活包括对下丘脑的缺血性损伤以及对脑干的压迫。蛛网膜下腔出血后几天内血浆儿茶酚胺水平持续升高，高浓度预示预后不佳，可能导致脑外器官的损伤。 Takemoto等人最近的一项研究表明，通过将双侧肾去神经以减弱交感反应可减少大鼠的血管痉挛和脑水肿。行为和神经反应不受此干预的影响，表明仅减少交感神经系统的激活不足以预防神经功能缺损。与交感神经系统激活不同，短暂性全脑缺血可导致内皮损伤和血脑屏障破坏。据报道，在蛛网膜下腔出血后的最初24小时内，内皮细胞损伤甚至凋亡细胞死亡，会破坏血脑屏障，并可因内皮下胶原的暴露而促进凝血。通过对比增强CT或增强同位素闪烁扫描中强化的异常组织，可以间接测量人体破坏的BBB。内皮损伤、血脑屏障破坏以及由此产生的血管源性水肿都是未来研究的重要途径，因为它们都可以预测患者的预后。急性全脑缺血的另一个后果是刺激内皮素-1途径。Pluta等人利用灵长类动物模型发现，SAH诱导内皮素-1表达增加的原因是缺氧，而不是氧合血红蛋白。对该通路的一些早期临床研究发现，血浆内皮素-1浓度与DCI相关，抑制内皮素-1可逆转SAH相关的脑血流减少。值得注意的是，由于内皮素-1拮抗剂无法单独预防DCI，所以由血红蛋白单独介导的血管功能障碍仍是急性期颅内压升高的重要因素。 图1 SAH后的血管功能障碍 暂时性全脑缺血和游离血红蛋白毒性是导致微血栓和血管痉挛的血管功能障碍的最初来源。NO通路的扰动是连接血管功能障碍和炎症及皮质扩散性缺血的关键机制。淋巴系统和脑膜淋巴管也是DCI发生的可能介质。CBF表示脑血流；CSF表示脑脊液；ICP表示颅内压；ROS表示活性氧；SAH表示蛛网膜下腔出血；SDs表示扩散性去极化。 颅内压升高和脑积水的处理对SAH后的预后也有重要意义。通过持续的脑室外引流积极廓清脑脊液（CSF）是降低颅内压和加速清除可致血管痉挛血内容物的一种理论上可行的方法；然而，该治疗策略并不会使DCI发生率降低。脑脊液间歇引流和脑室快速外引流与较少的并发症和较短的重症监护病房住院时间有关。腰大池引流已成为脑室外引流的一种替代方法，它可能既能可促进脑脊液引流从而减少血管痉挛，同时还能降低并发症的发生率。目前正在进行的一项试验，评估使用腰大池置管过滤系统进行神经分离（PILLAR系统，通过分离 CSF 过滤以便快速去除脑脊液中的血液和血液成分），以减少DCI发生的干预措施。这些方法证明了改良的技术不仅能够预防并发症，而且能够积极抑制DCI病理过程。 血红蛋白正常情况下与其他血液成分保持隔离状态，当红细胞膜变得不稳定并溶解时将释放出氧合血红蛋白和其他具有血管活性的血液成分。灵长类动物在蛛网膜下腔出血后第7天左右，脑脊液中的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白浓度达到峰值，大致相当于继发性脑损伤的开始。甚至在确切的机制被阐明之前，血红蛋白一定是主要痉挛源的假设就得到了清除血肿能预防灵长类动物血管痉挛的研究的支持。几年后，纯化的氧合血红蛋白被证明可单独在犬脑动脉中诱导收缩反应，随后的研究表明这是通过Rho/ROCK（Rho/Rho相关蛋白激酶）和PKC（蛋白激酶C）途径发生的。 法舒地尔是Rho/ROCK途径的抑制剂，已被证明可以减少aSAH后的平滑肌细胞收缩、减少血管痉挛和改善临床结果，但FDA或欧洲药物管理局尚未批准使用。西洛他唑是一种磷酸二酯酶3抑制剂，可松弛血管平滑肌并抑制血小板活化，在多个试验中也被证明可减少血管痉挛并改善临床结果。氧合血红蛋白也是一种有效的NO清除剂，可降低周围脑血管中NO的利用率。由于内源性一氧化氮合酶（NOS）抑制剂和二甲基精氨酸不对称的增加以及内皮细胞和神经元特异性NOS亚型表达的降低，NO的产生无法弥补这一损失。剩余的NOS酶也会因血红蛋白代谢和局部炎症产生的活性氧氧化NOS酶必要的辅酶因子而受损。这导致了“NOS解偶联”现象，即底物L-精氨酸和O2的消耗与NO的产生“解偶联”，从而导致超氧化物（O2·-）生成。超氧物的存在通过与剩余NO反应形成过氧亚硝酸盐（一种有效的氧化剂），进一步降低NO的生物利用度。SAH后血管收缩、NO消耗和活性氧生成事件的风暴是导致血管功能障碍的核心（图1）。这一点已通过给予NO供体的实验证明，NO供体可改善SAH后人类和非人灵长类动物的脑血流动力学；然而，由于其不利影响NO供体几乎没有改变预后。非特异性抗氧化疗法在蛛网膜下腔出血后也无效，在对3821名患者进行的荟萃分析中，泰拉扎德（tirilazad）未能改善预后最为显著。有趣的是，“NOS解偶联”现象的临床重要性和相关病理学意义仍未完全明朗，因为一些研究报道小鼠敲除内皮NOS基因可减少SAH后的血管功能障碍，而其他症状与野生型小鼠相似。无论如何，未来的治疗应用必须考虑NOS途径的复杂性以及NOS激活和NO生物利用度之间的内在联系。 ✦ 微血栓形成与血栓炎症 NO-环鸟苷一磷酸途径除了维持血管舒张张力外，还通过抑制血小板聚集、白细胞粘附和平滑肌细胞增殖来维持血管内稳态。脑实质小动脉内的血小板聚集的促凝作用和痉挛（称为微血栓形成）是一个新兴的研究领域，因为微血栓的发生率与DCI和临床结局相关。内皮蛋白酶ADAMTS13通常通过下调vWF和P-selectin抑制血小板粘附和血栓诱导的炎症变化，使微血管内皮损伤和ADAMTS13失调成为微血栓和病理性炎症之间的潜在联系。有趣的是，ADAMTS13活性降低、vWF和P-selectin水平升高都可以预测SAH患者DCI的发展，这表明血栓炎症可能是一个临床相关的治疗靶点。临床前动物模型显示SAH后微血管内皮中P-selectin表达增加部位，与微血栓形成和神经细胞死亡区域相对应。此外，用单克隆抗P-selectin抗体治疗可减少血小板-内皮细胞和白细胞-内皮细胞相互作用，提示P-selectin可能是作用于血栓炎症途径的特别合适的转化底物。除了引起炎症外，活化的血小板还会释放谷氨酸，高浓度的谷氨酸具有神经毒性。在大鼠中，蛛网膜下腔出血后脑脊液中的谷氨酸水平升高，微血栓的位置与兴奋毒性的区域标记物之间存在关联，表明微血栓内的血小板可能是毒性谷氨酸的来源。此外，谷氨酸和谷氨酸受体活性是扩散去极化发生和扩散的重要调节因子（见“扩散去极化”）。一项针对人类的小型探索性研究发现，蛛网膜下腔出血后细胞外谷氨酸浓度升高，因且不同区域浓度不同，并可能据此预测临床结局。虽然还需要更多的研究来证实和拓展这些发现，但谷氨酸水平的区域变化可以解释为进展为DCI的区域存在微血栓。综上所述，现有证据强烈表明微循环功能障碍是DCI病理学的核心，也是行更深入研究的重要领域。 目前有几项试验通过抑制凝血或血小板聚集来减少DCI。在这些研究中要考虑的一个重点是，无法轻易分辨抗凝治疗是溶解了原发性血肿还是预防了继发性微血栓。这些方案的设计必须谨慎，因为先前稳定的动脉瘤可能再出血或出现其他出血并发症。对Hunt-Hess I–III级患者使用依诺肝素进行全身抗凝治疗，可以降低DCI，但当患者群体扩大到包括更严重的出血时，这种获益就消失了。三项回顾性研究发现小剂量静脉肝素治疗可降低DCI并改善功能结局。一项使用大鼠模型的研究表明肝素可能通过减少SAH的神经炎症反应发挥作用，同时针对阿司匹林、盐酸奥扎格雷、潘生丁和噻氯匹定的临床试验也进行了抗血小板治疗的评估。对这些药物迄今为止的各项临床试验进行荟萃分析（共1385名患者）显示，可能因出血并发症增多而显示疗效欠佳。最近的一项回顾性研究发现，阿司匹林和氯吡格雷的双重治疗与DCI的发生率降低相关，并且没有增加出血并发症的风险，这表明改进抗血小板治疗方案可能有用。我们目前正在评估糖蛋白IIb/IIIa抑制剂替罗非班作为此类治疗药物。与阿司匹林和氯吡格雷相比，替罗非班的半衰期短，考虑到部分患者后期可能需要神经外科进一步干预，因此它是aSAH的理想抗血小板药物。一项小型试验在谨慎明确替罗非班治疗aSAH患者的安全性和有效性后，显示其有希望降低DCI，而不增加出血并发症。替罗非班和其他抗血小板疗法作为预防DCI的治疗仍需更大规模的临床试验进行验证。 ✦ 淋巴和脑膜淋巴系统 长期以来，缺乏淋巴系统一直被认为是中枢神经系统的一个独特特征，直到Louveau等人发现硬膜窦衬里内与颈深淋巴结连接的淋巴管。这一发现引发了一个假说，即这种新的脑膜淋巴系统和中枢神经系统（CNS）血管旁淋巴管的改变有助于DCI的发展。甚至在发现脑膜淋巴管之前，就已经证明颈淋巴结阻塞会加剧SAH后的氧化应激。最近，人们发现脑膜淋巴系统对于清除SAH中渗出的红细胞非常重要，淋巴管的破坏加剧了神经炎症反应，尤其是小胶质细胞的激活。 在脑膜淋巴管的上游，血管旁淋巴管通路位于穿通动脉旁，构成脑脊液和实质间质液之间的直接界面。该通路为SAH的血液产物提供了一条快速透过脑实质并继发神经炎症的途径。Liu等人证明，在大鼠蛛网膜下腔出血后，在血管旁通路界面星形胶质细胞中表达的AQP4（水通道蛋白4）的敲除会恶化预后。他们的研究表明AQP4可能参与了SAH后观察到的受损的淋巴流。此外，蛛网膜下腔出血后血管旁形成的微血栓可阻碍脑脊液流经淋巴系统，并导致颅内压升高。应用组织型纤溶酶原激活剂可清除血管旁血栓，在脑损伤早期可增加脑血流量，在后期可改善神经功能。 血管旁间隙和脑膜淋巴管作为DCI治疗靶点的研究仍处于起步阶段；然而，基础研究结果为未来的研究提供了一条令人鼓舞的思路。脑实质是否暴露于血红蛋白、血红蛋白代谢物和其他血液成分的毒性作用也同样受到血管旁通路的调节。限制有毒代谢物向健康组织播散，同时允许其通过淋巴系统清除的策略可能被证明是有价值的。早期关于纤溶疗法的研究认为，其治疗机制是清除穿通小动脉和毛细血管内的原发性血肿或微血栓，重新阐释这些研究对血管旁微血栓的影响可能是需要的。 ✦ 自动调节失败 脑血管自动调节是指脑血流在灌注压和血气分压范围内保持恒定的过程。肌源性、神经源性、代谢性和内皮性因素均参与脑血管自动调节；因此，SAH后的自动调节功能衰竭是一个综合的病理过程，而不是一个独立的病理机制。Yundt等人发现，与健康志愿者相比，在接受颈动脉压迫后，年龄匹配的SAH患者（无论是否存在血管痉挛）的脑血容量减少，而健康志愿者的脑血容量增加。这项研究不仅显示了自身调节能力的下降，而且还显示了正常功能的完全反转。另一项类似的研究发现，用短暂的充血反应来衡量自动调节能力，其降低可以预测DCI的发展。近年来，这一现象在各种情形中被复制，并使用不同的成像和血管反应刺激，再次证实了SAH后自动调节能力的减弱与DCI发展之间的关联。 自动调节作为一个整体过程的性质使其与DCI的关系很难通过干预治疗来获得。一项II期临床试验发现，与安慰剂相比，普伐他汀治疗缩短了自身调节受损的持续时间，改善了预后。总的来说，目前的文献支持在临床研究中将自动调节作为一个有用的生物标志物，但仍需要更多的研究来确定DCI的发展是否需要自动调节障碍。 03 炎症 ✦ SAH后的全身炎症反应 炎症是宿主对感染和组织损伤的生理和病理生理反应的一个极其广泛的类别。SAH后炎症反应的严重程度可预测DCI和不良预后。回顾性研究发现，乳酸浓度、CRP（C反应蛋白）水平、血沉率、白细胞计数、负氮平衡、中性粒细胞-淋巴细胞比率和全身炎症反应综合征负荷等所有非特异性炎症标志物，都可以预测SAH后的预后。因此，使用皮质类固醇进行全身免疫抑制是预防DCI的首批实验治疗方法之一。这些和最近更多的研究均显示了类固醇治疗对DCI没有影响，对功能结果只有适度的益处。因存在混杂作用，故这些小型试验的不足以证明类固醇有益或能抵消其众多不良副作用；由此，糖皮质激素目前不适用于SAH患者。一项大型随机对照试验显示，皮质类固醇治疗增加了创伤性脑损伤的死亡率后，且与其病理生理过程相关。环孢素（下一节将进一步讨论）和非甾体抗炎药也被用作SAH后的一般抗炎药。一项对138名患者的前瞻性观察研究发现，累积使用非甾体类抗炎药与更好的预后（格拉斯哥预后评分>3）和更少的脑梗死相关。另一项对178名患者的研究发现，使用非甾体抗炎药可降低死亡率，缩短重症监护病房的住院时间，但对DCI和功能预后的影响并不显著。另外，单用阿司匹林对DCI或预后没有任何益处。总的来说，非特异性抗炎治疗对预防DCI的效果令人失望，且效果不佳。 明确SAH后诱导的复杂炎症级联反应对于开发有针对性的抗炎治疗是必要的。临床研究表明，经典促炎细胞因子如白细胞介素-6、白细胞介素-8、白细胞介素-1β、肿瘤坏死因子α和MCP-1（单核细胞趋化蛋白-1）的脑脊液浓度与DCI和不良预后相关。不幸的是，许多早期动物模型的机制研究主要集中在血管痉挛，而不是神经元细胞死亡或行为结果，模糊了它们与转化应用的相关性。在过去15年中，这一模式已经开始转变，SAH诱导炎症的细胞和分子机制研究正在动物研究中开展。我们将从炎症细胞、固有小胶质细胞和外周白细胞这几个方面介绍这些进展，它们介导了宿主对SAH的反应，并对中枢神经系统内的炎症变化作出反应。 ✦ 细胞介质——胶质细胞 自游离血红素作为toll样受体4（TLR4）激活剂的理论建立以来，SAH病理过程中的胶质细胞参与一直被怀疑。TLR4是先天免疫功能的一种膜识别受体，在所有髓系来源细胞中均有表达；然而，小胶质细胞作为驻留的TLR4表达细胞使它们能够被很好地定位，首先对中枢神经系统中的TLR4血红素相互作用作出反应。SAH后TLR4表达增加，但小胶质细胞参与SAH病理的证据仍然是推测性的，直到Hanafy的一篇里程碑式的论文证明，小胶质细胞缺失的小鼠发生血管痉挛和神经元凋亡减少。同样的研究表明，TLR4基因敲除小鼠SAH后早期神经元凋亡和血管痉挛减少，但在后期则由TLR4非依赖性机制驱动。Schneider等人通过使用更昔洛韦敏感的“自杀基因”选择性耗竭小胶质细胞，证实了小胶质细胞对SAH后神经元细胞死亡的作用。该研究保留了完整的外周巨噬细胞，以区分是常驻还是外周髓样细胞受累。他们发现，小胶质细胞缺失的小鼠在蛛网膜下腔出血后9天内神经细胞死亡减少。总之，这些研究清楚地确定了小胶质细胞是SAH后神经炎症和神经元损伤的关键介质（图2）。 图2 SAH后炎症反应机制 蛛网膜下腔出血直接通过TLR4和CD163受体信号传导引起中枢神经胶质细胞的炎症反应。反应性小胶质细胞促进炎性细胞因子的产生、血管痉挛和神经元凋亡。脑血管内皮细胞也通过募集外周白细胞而导致炎症。SAH后，中性粒细胞、单核细胞和淋巴细胞都进入中枢神经系统，促进血管痉挛和炎性细胞因子的释放。CD163-分化簇163；CNS-中枢神经系统；SAH-蛛网膜下腔出血；TLR4-toll样受体4。 小胶质细胞在DCI期间发挥作用的确切分子机制仍不清楚；Hanafy研究表明，神经细胞死亡仅在早期脑损伤阶段依赖TLR4。而在出血性卒中后，还有其他几种可能导致小胶质细胞介导的神经炎症的途径。在培养的小胶质细胞中，TGFβ1（转化生长因子β1）治疗减弱了凝血酶暴露的炎症反应（即白细胞介素-6、肿瘤坏死因子α、CCL2/MCP1[趋化因子配体2/单核细胞趋化蛋白1]产生）。此外，同样的研究表明，反应性小胶质细胞表达较低水平的TGFβ1，而脑出血后TGFβ1升高的患者在90天时预后更好；这些发现尚未在SAH后的患者中得以复制，但在大鼠模型中发现，辛伐他汀治疗诱导淋巴细胞TGFβ1表达，表明TGFβ1的作用可能有相似之处。HMGB1（高迁移率族蛋白1）蛋白是一种调节染色体重塑和基因转录的核蛋白；然而，它也是由包括小胶质细胞在内的髓系细胞分泌的一种炎性细胞因子。用单克隆抗体中和HMGB1可减弱反应性小胶质细胞并改善SAH后的神经功能。在人体中，较高的HMGB1-脑脊液浓度与不良结局相关。不幸的是，这些研究无法区分小胶质细胞来源的HMGB1和巨噬细胞/单核细胞来源的HMGB1，使其解释复杂化。未来的研究应该评估SAH后的小胶质细胞参与后期脑损伤的机制。 ✦ 细胞介质——外周血白细胞 SAH后的外周免疫反应与预后之间的关联已经观察了很多年，包括最近更新的预后指标，以符合目前DCI的共识定义。在脑脊液和蛛网膜下腔附近的组织中也直接观察到髓系和淋巴系细胞的标记物，这意味着这些细胞可能直接参与SAH后的病理过程。其他相关研究通过显示外周免疫反应的程度来预测结果，从而支持这一观点。解释这一现象的一个假说是，当驻留的CNS巨噬细胞（即小胶质细胞）被SAH后的大量血液淹没时，外周免疫细胞会作出反应。中枢神经系统中，CD163（分化簇163）-结合珠蛋白清道夫系统的基线容量远低于周围神经系统，而在SAH后就更容易饱和。在蛛网膜下腔注射结合珠蛋白已被证明可以减少血管痉挛。结合珠蛋白基因型也影响SAH后的血红蛋白亲和力和转归，表明CD163结合珠蛋白饱和后的反应可能是某些有害影响的原因。环孢素A是一种免疫抑制剂，主要通过T细胞发挥作用，但也抑制髓系细胞功能，用于这种免疫反应的靶向治疗，但在剂量不足的临床试验和动物研究中产生了混合效应。动物研究表明，外周血髓样细胞耗竭的结果总体呈阳性，单克隆抗体介导的CD11b/CD18阳性细胞中和导致兔和非人灵长类动物血管痉挛的减少。这些研究的局限性在于强调血管痉挛是一种结果指标，而不是DCI。此外，CD11b/CD18在多种细胞类型上的表达也限制了它们的作用机制揭示。Provencio等人在先前的研究基础上进行了改进，该研究证明，在使用抗淋巴细胞抗原6复合物抗体治疗后，除了减少小鼠的血管痉挛外，还改善了功能结局。淋巴细胞抗原6复合物主要在中性粒细胞上表达，但某些单核细胞、巨噬细胞和淋巴细胞亚群也表达该标记物。综上所述，这些数据提供了SAH病理过程中外周髓细胞和淋巴细胞参与的强有力的科学依据（图2）。在转录疗法可在人类患者中进行试验之前，需要更多的研究着眼于DCI和功能结果。 通过应答内皮表面的炎症变化，外周免疫细胞充当着血管功能障碍、血管炎症和全身免疫反应之间的联系。细胞粘附分子（CAM）是一个促进血管损伤后免疫细胞与内皮细胞相互作用的蛋白质家族。蛛网膜下腔出血后CAM表达增加已被证实，已在人类的血清和脑脊液以及动物研究的血管和脑组织中得到证实。Polin等人的一项研究表明，SAH后CSF中有几个CAM（细胞间粘附模块-1[ICAM-1]、VCAM-1和E-选择素）提前表达，E-选择素水平与不良预后相关。另一项研究同样显示，低级别SAH和DCI患者的P-选择素（P-selectin而非ICAM-1）、血管CAM-1或血小板内皮CAM增加。这些研究表明，与免疫球蛋白超家族亚型（ICAM-1、血管CAM-1等）相比，CAM的选择素亚型在DCI的发生中可能更为重要；然而，没有任何干预性研究证明其直接作用。一项研究表明抑制E-选择素可以减少啮齿动物的血管痉挛。通过抗体治疗中和ICAM-1的治疗显示白细胞浸润减少，证明了CAMs在DCI病理过程中的可能机制。其中一项研究联合应用了抗CD18（ICAM-1配体）抗体，发现血管痉挛的减少程度比单独使用抗ICAM-1治疗更大，这表明炎症细胞以部分不依赖CAM的方式促进血管痉挛。将血管痉挛作为结局而非神经行为功能是这些研究的主要局限性；尽管如此，目前的全部文献都支持SAH后外周免疫细胞对内皮细胞炎症变化作出应答的假设。为了确定这些通路作为治疗靶点的效用，有必要对这些通路进行更多的研究，但重点应是功能结局。 ✦ 扩散去极化的生理过程 扩散去极化，顾名思义，是在神经元和神经胶质细胞中缓慢的几乎完全使膜去极化的扩散波。术语“扩散性去极化”和“扩散性抑制”的用法因作者和学科而异；考虑到这篇评论的目的，我们认为“扩散去极化”能更好地描述潜在的生物物理现象，“扩散抑制”是其作为神经电活动减少的表现，并使用“SD”来概括去极化和抑制。Leão在1944年研究癫痫时首次发现了扩散抑制，并注意到其对软脑膜血管系统的充血作用。在健康的脑组织中，SDs可通过增加细胞外K+浓度，使被动离子通道打开，并使ATP依赖的Na+、K+和Ca2+泵的容量过载，以维持离子内环境稳定。SDs在代谢受损的脑组织中有类似的机制启动，但可能更严重，持续时间更长。SD的扩散机制仍在深入研究中，但普遍认为细胞外K+和谷氨酸的被动扩散会引起周围灰质的去极化。由N-甲基-D-天冬氨酸受体和钙离子通道依赖性谷氨酸释放以及其他电压门控通道介导的正反馈环似乎对SDs的自我维持性质也至关重要。由于SDs的独特性和对正常大脑活动的强大抑制作用，SDs已在包括中风在内的许多神经系统疾病和疾病中得到广泛研究。
✦ SAH后的扩散去极化 图3 SAH后的扩散去极化和可能的治疗靶点 扩散性去极化通过增加受损组织的代谢需求导致脑缺血，而不能通过增加灌注进行补偿。SAH本身也通过从渗出的红细胞和血小板释放K+和谷氨酸来促进扩散性去极化的发展。氯胺酮和西洛他唑是预防扩散性去极化/皮质扩散性缺血的两种有潜力的治疗药物。氯胺酮通过抑制NMDA受体和扩散去极化发挥作用。西洛他唑通过改善神经血管对去极化的反应来减少缺血。DCI-迟发性脑缺血；NMDA即N-甲基-D-天冬氨酸；SAH-蛛网膜下腔出血。 ✦ 扩散去极化作为治疗靶点 以SDs/缺血周围去极化为靶向，预防DCI的治疗研究仍处于早期阶段；尽管如此，已经确定了几个有希望的研究途径。血管活性药物可以调节对SD的神经血管反应，防止病理性低灌注。最早的研究是基于Dreier等人的发现，即抑制NOS产生与局部应用血红蛋白类似的SD效应，提示血红蛋白所致的NO清除和血管收缩对将充血SD反应转化为皮质扩散性缺血反应至关重要。在K+诱导SDs后，使用NO供体和NO依赖的血管扩张剂治疗可减少缺血/低灌注。同组研究人员还揭示，尼莫地平治疗可减少SD诱导的大鼠缺血。几年后，在模拟SAH诱导的SDs后，磷酸二酯酶3抑制剂——西洛他唑被证明可以减少扩散性缺血（图3）。同一项研究在数量相对较少的aSAH患者中试验了西洛他唑，并观察到DCI的降低并无显著趋势，表明可能需要更大规模的临床试验。这些研究表明了SAH后病理因素之间的相互依赖性。鉴于健康组织和受损组织之间灌注反应的差异，SDs/缺血周围去极化揭示了脑血管系统对于抵御低灌注的脆弱性，否则可能不会发展到足以引起DCI的情况。治疗学研究的第二个领域是对SD扩散的直接抑制。长期以来，N-甲基-D-天冬氨酸受体在SD扩散到其他健康组织中起着关键作用；因此，拮抗N-甲基-D-天冬氨酸受体是探索SAH后治疗的合理途径。2012年的一项分析各类镇静剂和镇痛剂的研究发现，N-甲基-D-天冬氨酸受体拮抗剂——氯胺酮降低了创伤性脑损伤和蛛网膜下腔出血患者的SDs发病率，而咪唑安定增加了SDs，丙泊酚、芬太尼和吗啡没有效果。最近的研究发现，氯胺酮以剂量依赖的方式降低SDs，并且在已有多个SDs的SAH患者中开始时使用可以抑制SDs的发生（图3）。但仍需更大规模的临床试验来全面评估氯胺酮的疗效。基于其在健康组织中的SD抑制特性，还有学者研究了抗惊厥药——丙戊酸钠。研究发现，丙戊酸钠治疗可减少SAH后的进行SD诱导（局部应用氯化钾）与否的脑损伤病灶扩大。据我们所知，这些发现尚未在人类SAH患者中得以复制，但仍提供了阻断SD传播可以产生良好解决的越来越多的证据。此外，需要重新评估早期治疗对SDs的影响。如前所述，尼莫地平可减少SD诱导的缺血，人们很容易认为这是通过抑制脑血管平滑肌中的L型钙通道实现的；然而，尼莫地平可以以非血管依赖的方式直接改变神经元对应激的离子流向/电反应。这一发现有助于解释为什么尼莫地平可以减少SAH后的继发性缺血而不减少血管痉挛。以SDs为靶向来减少DCI发生的科学依据很充分，但仍需要强有力的临床试验以证明其对患者有明显获益。 对于迟发性脑缺血的病理生理过程的缜密研究对改善SAH后的预后至关重要。目前标准的治疗效果并不理想，针对新疗法的大型试验也未能证明其获益。我们相信，对DCI的深入了解将引领新的治疗策略，并改善患有这种灾难性疾病患者的生活。本综述的目的是通过检索相关的三个主要领域的最新文献来阐释DCI病理过程的最新进展：血管功能障碍、炎症和扩散性去极化。此外，我们需要特别注意这些领域之间的关系，以便从DCI病理生理过程的综合视角来正确解释研究结果。这一分析也有助于揭示最有希望用于临床研究的最新发现。 |
|
|
