腦微出血及其動物模型的研究進展

李永琴綜述， 陳 飛， 張微微， 黃勇華審校

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腦微出血及其動物模型的研究進展

李永琴1綜述， 陳 飛2， 張微微1， 黃勇華1審校

有研究表明，腦微出血(CMB)可能是卒中，認知功能下降甚至是癡呆的病因之一。病理上，CMB主要分為兩類：(1)高血壓性的小動脈病變所致的CMB;(2)血管壁內淀粉樣物質沉積所致CMB。然而，對于這兩類微出血的機制研究尚不完善。毫無疑問，適當的實驗模型有助于對這些病理性改變的理解，也可以用于探索新的治療及預防策略，甚至應用于這些治療方法臨床前期的測試。本文目的是做一個關于CMB動物模型系統性的總結，并探討CMB的影像學和病理學上的相關性，更深層次的理解CMB的發生發展機制。我們主要納入了3類不同的模型：(1)高血壓的動物模型；(2)腦淀粉樣血管病或是淀粉樣物質沉積的動物模型;(3)其他較少見病因所致微出血的動物模型。高血壓的模型模擬了高血壓相關性CMB的大多數的關鍵特點，如：高血壓、高齡，這類模型最常用的選用的動物是自發性高血壓易卒中大鼠(SHR-SP)。淀粉樣血管病的模型主要是使用轉基因小鼠。但需要注意的是，沒有任何一個模型可以涵蓋CMB的所有特點。在進行動物實驗時，動物模型的最佳選擇依據研究目的而定。

1 CMB定義

CMB是指血紅蛋白裂解后的產物在局部腦組織沉積，所形成的小的病灶，這些病灶在磁共振成像的梯度回波序列(GRE)或是磁敏感加權成像(SWI)上表現為直徑<10毫米的圓形、孤立的、低密度的信號缺失點[1]。對于CMB這一信號缺失的形成原理，可以從兩個方面理解。

1.1 影像學上的CMB 在核磁成像上，CMB造成的信號缺失影是由于紅細胞溢出管壁，血紅蛋白裂解后的產物[2]，如含鐵血黃素、鐵蛋白，這些物質被局部的巨噬細胞所吞噬包繞所形成。另外，值得注意的是，這些裂解產物不具有生物學的活性，故在局部降解后，其產物不會在腦組織中產生其他的生化反應而影響檢測，且這些產物具有順磁性，繼而在對順磁性物質敏感的GRE或SWI像上，表現為小的、圓形的、孤立的信號缺失影。

1.2 病理學上的CMB 病理學上來說，CMB的是局部的紅細胞或是血紅蛋白的裂解產物沉積所形成的病灶，病理上的檢測手段主要是使用蘇木素-伊紅染色(H-E染色)或是針對含鐵血黃素的特殊染色(普魯士藍染色)來進行檢測。這兩種檢測手段主要差異在于H-E染色在急性出血中顯色比較明顯，而普魯士藍染色主要是針對含鐵血黃素的染色，常用于陳舊性的出血灶的顯色[3]。

1.3 CMB在影像學和病理學上的相關性 目前，CMB影像學上和病理的相關性收到了越來越多的關注，并進行了系列的研究。Shinsui等學者對一位97歲患有房顫、高血壓和早期胃癌的老年女性捐贈的遺體進行了影像學和病理的相關檢查，發現核磁上發現的9個微出血病灶中，有8個病灶存在有含鐵血黃素的沉積[4]。Matthew等學者在2010年進行了相似的研究，被試是8位患有阿爾茨海默癥的患者(4位男性，4位女性)[5]。這些研究表明影像上的CMB常提示著局部含鐵血黃素的沉積。也有研究表明影像學上常會夸大CMB的體積，這被稱為磁共振的“霜化”效應[1]。

2 CMB的動物模型

目前較為明確的CMB的病因主要高血壓，淀粉樣血管病變[6,7]，其次伴有皮質下梗死和白質腦病的常染色體顯性遺傳性腦動脈病(CADASIL)，腦底異常血管網也有報道有CMB表現。CMB作為腦小血管病的表現之一，會造成患者的認知功能下降、癡呆、顱內出血的概率增加等，使患者的生活質量及自理能力嚴重受損[8]。盡管CMB造成的后果很嚴重，但是CMB的病因學、發病機制、檢測方法、治療及預防措施的相關研究還非常匱乏，廣大人群對于這一疾病的重視度非常有限。因此，關于CMB的動物模型的研究至關重要。下文對CMB的動物模型進行了簡單的總結。

2.1 高血壓性小血管病變動物模型 對于高血壓相關的CMB的動物模型，我們主要選取的是使用易卒中自發高血壓大鼠(SHR-SP)的相關文章。SHR-SP是較為受學者青睞的CMB的模型，因為這類大鼠具有高血壓、高血脂、胰島素抵抗等特點，模擬了CMB的部分主要的危險因素，因此對高血壓性小血管病變的CMB具有良好的代表性。Stefanie等學者認為毛細血管和微血管中的紅細胞聚集是腦小血管病的早期病理表現[9]。他們的研究選取了51只雄性SHR-SP，并選取12只Wistar大鼠作為對照，在不同年齡段(12周齡～42周齡)對大鼠進行病理切片，染色及電鏡下的觀察。Schreiber等對SHR-SP的研究認為血腦屏障的破壞是腦小血管病變的觸發點[10]。Holger等學者的研究結合了以上學者的觀點，他們認為瘀滯，即紅細胞聚集與血腦屏障破壞相關，以及SHR-SP部分活化的高凝狀態[11]。且在Holger等的研究中，使用免疫熒光染色，標記血液瘀滯的毛細血管或是微血管的管壁中IgG的沉積，以及瘀滯血管中血小板的線狀聚集。此外，有研究認為小血管病是一種系統性的血管病變，它不僅會侵襲腦的毛細血管及微小動脈，對腎動脈也會有影響[12]。Kleinschnitz等對SHR-SP大鼠的病理研究認為腎小血管的病理改變可能對腦小血管病變有著預警作用[13]。

2.2 血管壁內淀粉樣物質沉積動物模型 淀粉樣物質血管壁內沉積與認知功能下降及癡呆有著密切的關系，也有研究表明，淀粉樣血管病所致的主要是腦葉的微出血[14]。關于血管內淀粉樣物質沉積相關研究所使用的動物模型，包括有嚙齒類動物小鼠：Tg2576轉基因小鼠，ArcAbeta轉基因小鼠等，以及靈長類的鼠狐猴科動物，其中以小鼠模型較為多見。Mark等學者對Tg2576轉基因小鼠進行研究，在研究中，將小鼠納入3個不同的實驗組，每個實驗組中再行分小組，對同一實驗組不同小組的動物給予不同的處理，并以同窩野生型小鼠或是不同小組作為對照。對處理過的小鼠進行行為和血壓的檢測，從而證實雙嘧達莫和Aβ40對高脂飲食的Tg2576轉基因小鼠的治療意義[15]。已有研究表明，Tg2576轉基因小鼠是研究阿爾茲海默征淀粉樣物質沉積的試驗中，最廣泛使用的動物模型，具有良好的代表性。其他研究者也對CMB和淀粉樣血管病之間的相關性進行了動物實驗研究，在動物的選擇和處理上存在著一定的差異[16]。

2.3 其他微出血相關的動物模型 目前CMB除了高血壓和淀粉樣血管病，還存在著其他一些少見的疾病，如： 顯性遺傳性腦血管病伴皮質下梗死和白質腦病(CADASIL)，也有較高的CMB發生率的報道，有學者就此進行了相關的實驗研究。Goedele等學者使用Notch3Arg170Cys小鼠對CADASIL相關的微出血進行研究，然而這類小鼠模型的建立目前還并不完善，有待進一步的研究。

3 討 論

本文主要是針對CMB的常用的動物模型進行了簡單的總結，并從影像學和病理學上對CMB的具體情況進行了分析。以下將從CMB發生率及分布規律和模型間相關性及差異性兩個方面來進行討論。

3.1 CMB發生率及分布規律 CMB在人群中非常常見，且與年齡呈正相關，其報道的發生率在20%～70%不等。研究表明，在60～69歲的老人中，微出血的發生率為17.8%，而在80歲以上的人群中，微出血的發生率上升到38.3%。另外，CMB發生的部位常提示著病因，高血壓所致CMB常位于深部腦組織，如基底節；而淀粉樣血管病所致的CMB主要在腦葉。然而，對于造成這種分布上的特點的具體機制，目前尚不明確。

隨著影像學的發展，CMB的檢出率也越來越高。目前使用的檢測CMB的影像學技術主要是GRE或SWI，有些學者對這兩種成像技術CMB的檢出率進行了比較。Cheng等學者的研究認為，SWI較GRE對CMB檢測更為可靠[17]。Guo等人對GRE，SWI以及常規使用的T2加權成像進行了比較，Shams等學者對GRE和SWI在腦出血的檢出率上進行了比較，都得出了相似的結論：SWI對腦出血的檢出率更高[18]。值得注意的是，影像學技術對腦出血的檢出率除了不同成像方法上的差異外，還受成像參數的影響，這些參數包括有回波時間、場強、后處理等[19]。這就為當前的研究造成了一個潛在的缺陷，不同的研究者使用不同的參數來進行微出血的探測，使得不同研究間的數據的異質性大，難以進行系統性的分析。就目前研究現狀而言，這是一個不可避免的問題，需要更進一步的研究來解決這一難題。

病理上，目前研究認為CMB是局部的毛細血管或是微血管的破裂，造成血液成分溢出到管腔外，血紅蛋白等成分裂解后，遺留沒有活性的含鐵血黃素在局部沉積所致。影像學上的檢測的CMB由于可能存在血管流空影，鈣化灶等偽影，在一定程度上會造成微出血發生率的升高。另外，有研究表明，影像學上探測到的CMB比病理中見到的直徑要打。影像學上CMB由于探測技術自身的不一致性，一直存在著爭議，目前較為一致的看法是直徑<10 mm，有學者進行尸檢研究發現，病理上CMB的直徑一般<5 mm[20]，這種現象被研究者成為“霜化”效應。這就使得影像學夸大了對CMB的檢測效力，因此，建立動物動物模型，從而進行影像學與病理學的對比就顯得尤為重要了。

3.2 動物模型 隨著CMB收到越來越多學者的關注，對其機制的解讀尤為迫切，使得CMB動物模型的研究應運而生。目前CMB動物模型的研究主要是針對高血壓和淀粉樣血管病，動物選擇上主要是嚙齒類動物：包括轉基因或是模型大鼠及小鼠，也有少數靈長類動物的模型，如狗、短尾猴等。

高血壓性血管病變是深部白質CMB的常見病因，但其具體機制尚不可知。SHR-SP作為高血壓性血管病變最具代表性的動物模型，主要是由于這類大鼠除了有高學壓外，還有血脂紊亂、胰島素抵抗等特點，這與人類這一疾病相關危險因素保持了一致，具有良好的代表性，其結果也更加的可靠。有研究者使用自身前后對照的研究方法，來研究高脂飲食對CMB發生率的影響。基于這一設想，以SHR-SP為基礎，研究CMB的危險因素：如年齡、高鹽飲食、高脂飲食有著特殊的意義。此外，這一理念還可以用于CMB治療及預防措施的探索和評估上。上文中涉及到的動物模型，缺乏血壓、血脂及血糖狀況的監測，這是其不足之處。

淀粉樣血管病相關的動物模型，目前主要研究的是與認知功能下降及癡呆相關的淀粉樣物質沉積，對于這一研究領域，尚未達成一致、較為可靠的動物模型，多是使用轉基因小鼠，需要更深入的基因學的研究來解決這一難題。

除了動物模型之外，有一些研究者對患者遺體進行了影像學和病理學的檢查，鑒于實施的難度以及倫理的限制，這類研究并不多，但卻意義深遠。

上文中所介紹的CMB多是建立高血壓或是淀粉樣血管病的動物模型后，隨著動物年齡的增長，觀察其自發性的CMB，并沒有采取特殊的實驗方法去誘導CMB的發生。然而，在臨床實踐中，可以發現缺血性腦卒中的患者，CMB的發生率常較正常對照明顯的高，且會增加缺血性卒中患者出血轉化的可能性。這可能與這類患者使用抗栓藥物治療有一定的關聯性。這為我們將來動物模型的研究提供了一個新的立足點。目前已有較多模型人為誘導缺血性卒中發作的模型。這些模型主要是通過手術的方式夾閉血管，造成不同供血區的缺血，主要有以下幾種方式：(1)夾閉雙側頸內動脈和雙側椎動脈(4個血管的閉塞，通常持續10～20 min)；(2)短暫的夾閉雙側頸內動脈(2個血管的閉塞，通常為時5 min)；(3)短暫的夾閉雙側頸內動脈(2個血管的閉塞，20～30 min)；(4)結扎雙側頸內動脈和一側椎動脈(3-血管閉塞)；(5)外科手術植入線圈造成雙側頸動脈狹窄。但是，CMB主要是毛細血管及微血管水平上的病變，以上幾種方式所造成的缺血性改變多是大動脈的病變，也有研究使用微栓子來造成小動脈的缺血性病變，但是目前技術尚不完善，這需要更多更深入的研究來解決這一問題。

4 總結及展望

總而言之，目前CMB相關的動物模型多種多樣，但其代表性良莠不齊。在進行動物實驗時，主要是依據我們實驗的目的，選取最合適的一個，不能囊括實驗的方方面面。這是目前研究最大的不足之處，這也是因為腦微出血的機制尚未明確。隨著知識的積累和技術的發展，腦微出血而的機制越來越明確，實驗動物所能囊括的特點也會越來越多，這是今后我們需要努力的方向。

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1003-2754(2016)01-0571-03

R743.34

2016-04-12；

2016-05-30

國家自然科學基金(No.81171100)

(1.中國人民解放軍陸軍總醫院神經內科，北京 100700；2.中國人民解放軍第254醫院神經內科，天津 300142)

黃勇華，E-mail:huangyh@163.com

綜 述