动脉瘤性蛛网膜下腔出血后迟发性脑缺血发生机制的研究进展

doi：10.3969/j.issn.1009⁃6469.2020.12.001◇综述◇动脉瘤性蛛网膜下腔出血后迟发性脑缺血发生机制的
研究进展
刘昊楠，李爱民
作者单位：南京医科大学连云港临床医学院神经外科，江苏连云港222000
通信作者：李爱民，男，教授，主任医师，博士生导师，研究方向为脑血管病的基础与临床，E⁃mail：*****************
基金项目：江苏省科技项目（BE2015657）
摘要：迟发性脑缺血是动脉瘤性蛛网膜下腔出血后的一种并发症，是致使不良预后的重要原因。

以往认为迟发性脑缺血主要由脑血管痉挛引起，然而近年来对临床和动物模型的研究支持了迟发性脑缺血发生机制的多因素学说。

为更好地防治迟发性脑缺血，本课题组综述了如今正在研究的主要发生机制，包括脑血管痉挛、微循环障碍、微血栓形成、皮质扩散性抑制和炎性反应。

关键词：蛛网膜下腔出血；颅内动脉瘤；缺氧缺血，脑；血管痉挛，颅内；血小板活化；白细胞介素类；机制
Research progress on the mechanism of delayed cerebral ischemia after aneurysmal subarachnoid hemorrhage
LIU Haonan，LI Aimin
Author Affiliation：Department of Neurosurgery，Lianyungang Clinical College of Nanjing Medical University，Lianyungang，Jiangsu222000，China
Abstract：Delayed cerebral ischemia（DCI）is a complication of aneurysmal subarachnoid hemorrhage and an important cause of poor prognosis.In the past，it was believed that DCI was mainly caused by cerebral vasospasm.Recent studies on clinical and ani⁃mal models have supported the multi⁃factor theory of the mechanism of DCI.In order to better prevent and treat delayed cerebral ischemia，this article reviews some of the major mechanisms under investigation including cerebral vasospasm，microcirculatory dys⁃function，microthrombosis，cortical spreading depolarizations and neuroinflammation.
Key words：Subarachnoid hemorrhage；Intracranial aneurysm；Hypoxia⁃ischemia，brain；Vasospasm，intracranial；Platelet activation；Interleukins；Mechanism
在全世界范围内，脑卒中的发生率仍居高不下［1］。

在中国，脑卒中已是中国人目前第一大死亡原因［2⁃3］。

颅内动脉瘤破裂所致的动脉瘤性蛛网膜下腔出血（aneurysmal subarachnoid hemorrhage，
aSAH）是一种严重的脑卒中亚型，一般由看似健康的个体突然发作，预后一般不良［4］。

迟发性脑缺血（delayed cerebral ischemia，DCI）是aSAH后的一种并发症，又称症状性脑血管痉挛，表现为无法归因于其他原因（如脑积水、再出血或癫癎等）的新的局灶性神经功能损害出现或格拉斯哥昏迷指数（Glasgow Coma Scale，GCS）评分削减两分或更多，头颅CT平扫可帮助诊断。

DCI发生机制复杂，常致使病人病情恶化或生活质量降低，对其发生机制的了解有助于更好地防治DCI。

现将近年来DCI发生机制的研究进展综述如下。

1脑血管痉挛
脑血管痉挛是指在CT血管造影（computerized tomography angiography，CTA）、磁共振血管造影（magnetic resonance angiography，MRA）或数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）等影像学检查中观察到脑的大的动脉收缩。

有研究者［5］将脑血管痉挛称为“DSA显示的血管痉挛”，以区别于症状性血管痉挛（即DCI）。

在蛛网膜下腔出血（subarachnoid hemorrhage，SAH）后有高达70%的病人发生脑血管痉挛。

而DCI仅在30%的病人中被观察到，且并不总是位于脑血管痉挛的血管分布范围内［5］。

因此，DCI可以在没有脑血管痉挛存在的情况下发生，这种现象可能是由其他因素驱动的。

尼莫地平作为唯一经美国食品药品监督管理局批准的预防SAH后DCI的药物，对脑血管痉挛并未表现出突出疗效。

尽管如此，最近许多临床试验都是以脑血管痉挛为目标，以期预防DCI。

在动物研究表明内皮素受体在脑血管收缩中的作用后，人们对内皮素受体拮抗剂克拉生坦进行了一项随机临床试
验，简称“CONSCIOUS试验”［6］，发现脑血管痉挛显著减少。

然而，这项研究并未表明疾病发病率、死亡率或结局预后差异有统计学意义［5⁃7］。

尽管这些研究存在一些局限性，但它们表明脑血管痉挛并不是导致SAH后DCI的唯一因素。

2微循环障碍
除了在脑实质外较大的血管上发生脑血管痉挛外，脑实质内小的血管同样有所改变。

在脑实质内，发生在小动脉和毛细血管水平上的变化主要包括大脑自动调节、神经血管偶联以及血脑屏障功能的破坏。

相比于颅内较大血管发生的脑血管痉挛，微循环障碍在临床上通过血管造影或经颅多普勒（transcranial doppler，TCD）检查并不易被发现［8⁃10］。

研究发现，尼莫地平对较大血管发生的痉挛没有显著影响，但它能够抑制小动脉的收缩［11］，这可能是尼莫地平治疗DCI的一种作用机制。

脑血流量的维持依赖于脑自动调节和神经血管偶联，两者在SAH后都受到干扰。

大脑的自动调节使得在动脉血压发生大幅度变化时脑血流量仍能维持稳定，而神经血管偶联允许脑血流量发生局部变化以适应不同程度的神经元活动。

在SAH后观察到动脉压的波动导致脑血流量的较大变化，表明脑自动调节功能受损［11］。

而神经血管偶联功能的紊乱则与神经血管单元水平的损害有关，神经血管单元由内皮细胞、周细胞、平滑肌细胞、神经元和胶质细胞组成。

在正常生理条件下，神经血管单元会引起微血管扩张以应对较高的神经元活动。

然而研究表明，在SAH后这种神经血管偶联发生了逆转，不再是引起血管舒张，反而是导致血管的收缩［12］。

逆转的神经血管偶联引起的血管收缩可导致缺血性损害，有可能表现为DCI。

平滑肌细胞和周细胞的活化可致使微血管收缩和局部低灌注，这种收缩可能是SAH后大量血管活性物质释放的结果，这些物质沿着血管系统到达更小的血管，引起小血管自身生理状态变化，这些变化包括一氧化氮通路的改变、氧化应激反应、细胞黏附分子及炎症改变［10］。

在血脑屏障水平上，已经显示了一些促进脑水肿和神经炎症的改变。

SAH后观察到的毛细血管形态变化包括：血管腔内皮突出和星形细胞终足肿胀从而压缩血管腔，紧密连接打开，基质金属蛋白酶破坏基底膜［10，13］，其中许多变化可能是长期存在的。

综上所述，SAH后脑的缺血性损伤与微血管系统损伤有关。

3微血栓形成
微血栓可在大脑中引起相应的微梗死灶，从而对神经功能产生不利影响。

许多研究表明SAH后病人凝血和纤溶系统发生改变［8，14］，这些改变可能与微血管痉挛密切相关，因为微血管痉挛后，将引起血流动力学的紊乱以及血管内皮细胞功能障碍，这些都是引起血栓形成的重要因素。

此外，SAH发生后，病人血小板活化水平升高，并且有研究发现
DCI病人中存在微血栓形成的现象，这表明血小板活化水平的升高可能与DCI的发展相关［15⁃17］。

DCI 病人中出现的神经功能障碍也可能是微血栓形成的结果。

尼莫地平作为SAH后预防血管痉挛的推荐用药，已被证明能影响SAH后的纤溶活性，这种作用可能与促进大脑内微小血凝块的分解［15］有关，这也是目前认为其对DCI治疗的另一机制。

4皮质扩散性抑制
皮质扩散性抑制（Cortical Spreading Depolariza⁃tion，CSD）是指从起病区域向四周传播的缓慢的去极化波，并伴随有大脑皮层电活动的扩散性抑制、代谢紊乱、以及细胞内外离子稳态的显著破坏［18⁃19］。

这种破坏可能导致渗透失衡，引起神经元肿胀和大量神经递质释放。

细胞内外离子浓度梯度的转变致使相邻神经元网络之间的功能障碍和脑电静息，这种损害作用将会持续至扩散性抑制停止。

CSD与微血管系统的改变有关，这种改变包括微血管收缩和逆转的神经血管偶联［18］。

CSD后的微血管收缩有可能经由低灌注的发展而来并进一步加重脑损伤。

这表明CSD与DCI的发生有所关联［20］，大多数SAH病人存在CSD，并且可以在没有脑血管痉挛的情况下发生［21］。

CSD很可能在SAH后的DCI 的发生中发挥作用，但它是一个关键机制还是其他机制的伴随作用目前尚不确定。

目前针对动物实验的研究，已经产生了一些关于SAH后CSD潜在机制的假说。

动脉瘤破裂后，蛛网膜下腔的葡萄糖、一氧化氮和氧气水平降低，钾和血红蛋白水平升高［19］。

这些改变可以导致神经元去极化，释放高浓度的神经递质，进一步改变离子稳态从而引起CSD产生。

此外，CSD与癫癎之间似乎存在某种联系，因为这两者都会在SAH后出现，并且具有某些相似的特征，比如代谢需求增加、神经血管偶联逆转和血脑屏障功能障碍［22］。

鉴于SAH后CSD的高发生率及其预测DCI发展的能力，可以将CSD作为靶点来预防DCI。

目前这些实验大多正在动物模型中进行，有望未来在SAH临床治疗中得到应用。

5炎性反应
以往认为中枢神经系统在免疫上拥有特权，但是近年来许多研究都对这一观点提出质疑［23⁃24］。

动
脉瘤破裂后，炎性反应随之发生，一些研究已将其与DCI联系起来［25］。

临床研究主要集中于对脑脊液和血浆标志物的识别，以预测DCI的发生。

这些研究着眼于外周血中的炎症标志物，如白细胞介素⁃6、
C反应蛋白、白细胞介素⁃1受体以及血液学指标（如白细胞增多和贫血）。

也有人提出使用白细胞计数、中性粒细胞/淋巴细胞比值、血小板/淋巴细胞比值或其他生物标志物来估计DCI发生风险［26⁃28］，但这些指标是否可行还需要更大规模和更高质量的研究来验证。

SAH后中枢神经系统内的炎性反应起始于动脉瘤破裂，血液进入蛛网膜下腔并释放信号，从而促进炎性反应。

红细胞代谢产物释放入蛛网膜下腔，可作为被固有免疫细胞识别的损伤相关分子模式。

血红素可以被血红素氧合酶代谢，并产生具备生物活性和促炎作用的化合物。

为了防止这种有害的作用，结合珠蛋白可以结合血红蛋白并阻止其代谢。

之后血红素和其他红细胞降解产物可以与固有免疫细胞上的模式识别受体结合，特别是小胶质细胞。

这样的模式识别其中一种受体是Toll样受体4，它与DCI的发生和不良结局相关。

还有一种在DCI和血管痉挛中发挥作用的损伤相关分子模式是高迁移率族蛋白B1［29］，它在SAH后由坏死细胞和激活的免疫细胞释放。

这些分子在激活大脑的炎性反应中起着重要作用。

对SAH后小胶质细胞作用的研究发现，小胶质细胞在DCI的发生中起着非常重要的作用。

SAH后小胶质细胞作为脑内主要炎症细胞发挥着重要作用，这些细胞的耗损可以削减神经元细胞的死亡。

与外周巨噬细胞近似，小胶质细胞可以分化为促炎或抗炎表型。

一些研究发现，中性粒细胞和巨噬细胞在SAH后进入蛛网膜下腔，并可进一步促进炎性反应［30］。

其他研究表明，中性粒细胞不会直接侵入蛛网膜下腔，而是通过分泌细胞因子影响中枢神经系统的免疫应答［31］。

另外，SAH后，脑膜淋巴系统和类淋巴系统也发生改变，对脑脊液的流动和废物的清除产生影响，这些系统的损伤可能也会引起DCI的发生。

事实上，中性粒细胞的降低会减少组织炎症和血管痉挛的发生。

然而，各种免疫细胞之间的相互作用十分复杂，尤其是几种主要的免疫细胞及其产生的细胞因子，他们之间的相互作用仍需进一步研究。

6结语
DCI的存在降低了aSAH的治疗效果。

长期以来，脑血管痉挛被认为是DCI发生的主要机制，然而最近的研究发现还有其他机制，主要包括微循环障碍、微血栓形成、CSD和炎性反应。

各种机制之间可能是互相联系，而非各自独立的关系。

对DCI发生机制的研究，将有助于发现防治DCI的新的靶点，降低aSAH病人并发症的发生率，改善aSAH病人的预后和生活质量。

参考文献
［1］GBD2016NEUROLOGY COLLABORATORS.Global，regional，and national burden of neurological disorders，1990⁃2016：a sys⁃
tematic analysis for the Global Burden of Disease Study2016［J］.
Lancet Neurol，2019，18（5）:459⁃480.
［2］ZHOU M，WANG H，ZENG X，et al.Mortality，morbidity，and risk factors in China and its provinces，1990⁃2017：a systematic
analysis for the Global Burden of Disease Study2017［J］.The
Lancet，2019，394（10204）：1145⁃1158.
［3］WANG W，JIANG B，SUN H，et al.Prevalence，incidence，and mortality of stroke in china：results from a nationwide population⁃
based survey of480687adults［J］.Circulation，2017，135（8）:759⁃
771.
［4］MACDONALD RL，SCHWEIZER TA.Spontaneous subarachnoid haemorrhage［J］.The Lancet，2017，389（10069）：655⁃666.
［5］VERGOUWEN MD，ILODIGWE D，MACDONALD RL.Cerebral infarction after subarachnoid hemorrhage contributes to poor out⁃
come by vasospasm⁃dependent and⁃independent effects［J］.
Stroke，2011，42（4）：924⁃929.
［6］MACDONALD RL，KASSELL NF，MAYER S，et al.Clazosentan to overcome neurological ischemia and infarction occurring after
subarachnoid hemorrhage（CONSCIOUS⁃1）：randomized，double⁃
blind，placebo⁃controlled phase2dose⁃finding trial［J］.Stroke，2008，39（11）：3015⁃3021.
［7］MEYERS PM，CONNOLLY ES Jr.Stroke：disappointing results for clazosentan in CONSCIOUS⁃2［J］.Nat Rev Neurol，2011，7
（12）:660⁃661.
［8］BUDOHOSKI KP，GUILFOYLE M，HELMY A，et al.The patho⁃physiology and treatment of delayed cerebral ischaemia following
subarachnoid haemorrhage［J］.J Neurol Neurosurg Psychiatry，2014，85（12）：1343⁃1353.
［9］SABRI M，AI J，LAKOVIC K，et al.Mechanisms of microthrombo⁃sis and microcirculatory constriction after experimental subarach⁃
noid hemorrhage［J］.Acta Neurochir Suppl，2013，115：185⁃192.［10］SEHBA FA，FRIEDRICH V.Cerebral microvasculature is an ear⁃ly target of subarachnoid hemorrhage［J］.Acta Neurochir Suppl，2013，115：199⁃205.
［11］WELLMAN GC，KOIDE M.Impact of subarachnoid hemorrhage on parenchymal arteriolar function［J］.Acta Neurochir Suppl，2013，115：173⁃177.
［12］BALBI M，KOIDE M，WELLMAN GC，et al.Inversion of neuro⁃vascular coupling after subarachnoid hemorrhage in vivo［J］.J
Cereb Blood Flow Metab，2017，37（11）：3625⁃3634.
［13］ØSTERGAARD L，AAMAND R，KARABEGOVIC S，et al.The role of the microcirculation in delayed cerebral ischemia and
chronic degenerative changes after subarachnoid hemorrhage［J］.
J Cereb Blood Flow Metab，2013，33（12）:1825⁃1837.
［14］VERGOUWEN MD，VERMEULEN M，COERT BA，et al.Micro⁃thrombosis after aneurysmal subarachnoid hemorrhage：an addi⁃
tional explanation for delayed cerebral ischemia［J］.J Cereb
Blood Flow Metab，2008，28（11）：1761⁃1770.
［15］ROOS YB，LEVI M，CARROLL TA，et al.Nimodipine increases fibrinolytic activity in patients with aneurysmal subarachnoid
hemorrhage［J］.Stroke，2001，32（8）:1860⁃1862.
［16］BOLUIJT J，MEIJERS JC，RINKEL GJ，et al.Hemostasis and fi⁃brinolysis in delayed cerebral ischemia after aneurysmal sub⁃
arachnoid hemorrhage：a systematic review［J］.J Cereb Blood
Flow Metab，2015，35（5）：724⁃733.
［17］FRONTERA JA，PROVENCIO JJ，SEHBA FA，et al.The role of platelet activation and inflammation in early brain injury following
subarachnoid hemorrhage［J］.Neurocrit Care，2017，26（1）：48⁃57.［18］DREIER JP.The role of spreading depression，spreading depolar⁃ization and spreading ischemia in neurological disease［J］.Nat
Med，2011，17（4）：439⁃447.
［19］SANCHEZ⁃PORRAS R，ZHENG Z，SANTOS E，et al.The role of spreading depolarization in subarachnoid hemorrhage［J］.Eur J
Neurol，2013，20（8）：1121⁃1127.
［20］DREIER JP，WOITZIK J，FABRICIUS M，et al.Delayed isch⁃aemic neurological deficits after subarachnoid haemorrhage are
associated with clusters of spreading depolarizations［J］.Brain，2006，129（Pt12）：3224⁃3237.
［21］WOITZIK J，DREIER JP，HECHT N，et al.Delayed cerebral isch⁃emia and spreading depolarization in absence of angiographic va⁃
sospasm after subarachnoid hemorrhage［J］.J Cereb Blood Flow
Metab，2012，32（2）：203⁃212.
［22］WINKLER MK，CHASSIDIM Y，LUBLINSKY S，et al.Impaired neurovascular coupling to ictal epileptic activity and spreading de⁃
polarization in a patient with subarachnoid hemorrhage：possible
link to blood⁃brain barrier dysfunction［J］.Epilepsia，2012，53
（Suppl6）：22⁃30.
［23］ENGELHARDT B，VAJKOCZY P，WELLER RO.The movers and shapers in immune privilege of the CNS［J］.Nature Immunol⁃
ogy，2017，18（2）：123⁃131.
［24］LOUVEAU A，HARRIS TH，KIPNIS J.Revisiting the mecha⁃nisms of CNS immune privilege［J］.Trends Immunol，2015，36
（10）:569⁃577.
［25］任红军.缺血性脑卒中合并慢性肺部感染病人炎性状态变化及其对心脑血管不良事件的影响［J］.安徽医药，2017，21（2）:
273⁃276.
［26］AL⁃MUFTI F，MISIOLEK KA，ROH D，et al.White blood cell count improves prediction of delayed cerebral ischemia following
aneurysmal subarachnoid hemorrhage［J］.Neurosurgery，2019，84（2）：397⁃403.
［27］TAO C，WANG J，HU X，et al.Clinical value of neutrophil to lym⁃phocyte and platelet to lymphocyte ratio after aneurysmal sub⁃
arachnoid hemorrhage［J］.Neurocrit Care，2017，26（3）：393⁃
401.
［28］AL⁃MUFTI F，AMULURU K，DAMODARA N，et al.Admission neutrophil⁃lymphocyte ratio predicts delayed cerebral ischemia
following aneurysmal subarachnoid hemorrhage［J］.J Neuroin⁃
terv Surg，2019，11（11）：1135⁃1140.
［29］薛瑶，乔子梅.高迁移率蛋白B1基因单核苷酸多态性对动脉瘤性蛛网膜下腔出血后迟发性脑缺血的影响［J］.卒中与神经疾
病，2019，26（03）：294⁃297+302.
［30］韩耀国，张涛，叶明荣，等.右旋美托咪啶对惊厥性癫痫持续状态大鼠认知功能和神经炎症的影响［J］.安徽医药，2019，23
（7）:1310⁃1315.
［31］PROVENCIO JJ，SWANK V，LU H，et al.Neutrophil depletion af⁃ter subarachnoid hemorrhage improves memory via NMDA recep⁃
tors［J］.Brain Behav Immun，2016，54：233⁃242.
（收稿日期：2019⁃12⁃25，修回日期：2020⁃02⁃18）
doi：10.3969/j.issn.1009⁃6469.2020.12.002◇药学研究◇紫草素通过激活自噬相关的E1连接酶7信号通路
诱导结肠癌细胞自噬
孙艳华，李明，徐建立，董路，曹学彬，孟小晶
作者单位：沧州市人民医院胃肠疝外科，河北沧州061000
基金项目：2019年度河北省医学科学研究重点课题计划（20191249）
摘要：目的研究紫草素对人结肠癌细胞系SNU⁃407增殖和自噬的影响，及其潜在的分子机制。

方法通过细胞计数试剂盒⁃8（CCK⁃8）检测细胞存活率，用Hoechst33258染色法和流式细胞术分析细胞生长情况，采用蛋白质印迹法（Western Blot）分析不同紫草素浓度（0μmol/L、10μmol/L、20μmol/L和30μmol/L）处理前后自噬相关的E1连接酶7（ATG7）、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）和死亡受体（Caspase⁃8，Caspase⁃3，PARP）蛋白表达情况。

结果紫草素以时间和剂量依赖性方式诱导SNU⁃407细胞凋亡和自噬，在紫草素处理的SNU⁃407细胞中观察到ATG7表达水平显著升高；与0μmol/L的紫草素相比，10μmol/L、20μmol/L和30μmol/L紫草素处理后SNU⁃407细胞的ATG7/自噬相关的E1连接酶5（ATG5）相对表达量分别显著增加［（176±9）%、（212±13）%和（293±11）%］。

与GFPi（阴性对照质粒pSUPER_GFP siRNA）阴性对照组相比，ATG被沉默的shATG7（ATG7的RNA干扰质粒pSUPER_ATG7siRNA）组LC3⁃Ⅱ/LC3⁃Ⅰ比值显著低于GFPi阴性对照组［（8.25±1.36）比（97.45±1.98），P＜。