免疫炎癥與腦卒中的基礎及臨床研究

天津醫科大學總醫院神經內科，天津 300052

近年來，腦卒中因其高發病率、高致殘率和高死亡率的特點，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為是一種局灶性疾病，是腦血栓發生后導致的神經元壞死[1]。隨著對腦卒中研究的深入，現在的觀點認為急性缺血性腦卒中實際上是一種系統性疾病，其影響包括導致腎血流減少、肝功能異常和心力衰竭等，尤其是會引起免疫系統的變化。急性缺血性腦卒中發生后，血腦屏障遭到破壞，大量免疫細胞涌入中樞神經系統并與中樞神經系統的免疫細胞相互作用，從而進一步放大炎癥反應，加重缺血性腦損傷。因此，如何通過干預免疫炎癥以影響腦卒中患者的預后，是值得關注的研究方向。

1 急性缺血性腦卒中的炎癥損傷機制

無菌性炎癥是缺血性腦卒中后的重要病理生理過程之一。在腦卒中發生后，缺血缺氧的腦組織發生不可逆性的損傷，繼而激活機體的固有免疫系統和適應性免疫系統，并且炎癥反應貫穿了缺血性腦卒中的整個病理生理過程[2]。當中樞神經系統穩態發生改變后，腦內的固有免疫細胞，尤其是小膠質細胞受到外界信號的刺激而首先被激活，繼而導致其形態和功能發生很大的改變。腦卒中發生后，小膠質細胞轉變為活化的阿米巴樣細胞，并且具備巨噬細胞功能，可以吞噬病原體和凋亡細胞等物質，同時分泌大量炎癥因子和趨化因子以誘導外周中性粒細胞、單核細胞和淋巴細胞等浸潤[3-4]；小膠質細胞還能迅速增殖并遷移至病灶區域，位于血管周圍的小膠質細胞能夠吞噬血管內皮，從而破壞血腦屏障[5-6]。隨著血腦屏障被破壞，中樞神經系統啟動多種損傷相關分子模式（damage-associated molecular pattern，DAMP），誘導大量的外周免疫細胞向中樞神經系統浸潤，這些外周免疫細胞通過釋放炎癥因子對神經元造成直接損傷[7]。其中，最受關注的外周免疫細胞是淋巴細胞，包括T淋巴細胞、B淋巴細胞和自然殺傷（natural killer，NK）細胞。研究表明，腦卒中發生后，中樞神經系統浸潤的T淋巴細胞和B淋巴細胞水平均在發病后第3天達到高峰，而NK細胞水平在發病后瞬時即達到高峰[8]。既往文獻報道，NK細胞通過釋放細胞毒性炎癥因子，促進缺血性神經元死亡[9]；而對于中樞神經系統浸潤的NK細胞是如何被激活進而加重腦損傷的具體機制，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本和腦卒中小鼠模型，通過蛋白質組學陣列分析，發現白細胞介素（interleukin，IL）-15水平顯著上調，且IL-15主要來源于星形膠質細胞[10]。為進一步確定IL-15在腦卒中病理機制中的作用，課題組通過構建膠質細胞原纖維酸性蛋 白（glial fibrillary acidic protein，GFAP）-IL-15tg轉基因小鼠模型，實現了IL-15在星形膠質細胞中的特異性過表達。在正常生理條件下，小鼠未發生增強的神經性炎癥；但在實驗性缺血性腦卒中造模后，小鼠的星形膠質細胞過表達IL-15，從而加重了腦損傷和神經功能障礙。除此之外，本課題組還發現小膠質細胞中特異性過表達鋅指E盒結合同源框 1（zinc finger E-Box binding homeobox 1，ZEB1）的小鼠的缺血性腦損傷有所減輕[11]，并通過實驗證明其機制可能是ZEB1通過調控小膠質細胞，減少了中樞神經系統內趨化因子的表達和中性粒細胞的浸潤，從而減輕了腦內的炎癥反應。

2 免疫調節劑干預腦卒中患者的臨床試驗

大量的動物實驗已證實外周免疫細胞向中樞神經系統浸潤會促進腦卒中后的神經損傷。目前已開展了數項小規模的臨床試驗，通過免疫調節劑干預外周免疫細胞，并觀察其對腦卒中患者預后的改善作用。

2.1 長春西汀

長春西汀是從長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大腦血流量等[12]。此后，陸續有學者通過體外實驗和動物實驗證實長春西汀可以通過抑制核因子 κB（nuclear factor-kappa B，NF-κB）而發揮抗炎作用[13-14]，由此為研究長春西汀對腦卒中患者的抗炎效應提供了依據。本課題組既往的一項研究納入60例發病后48 h內且錯過溶栓治療時間窗的前循環腦卒中患者，將這些患者隨機分入長春西汀治療組和對照組；研究結果顯示，長春西汀治療組患者的臨床評分和影像學結果均優于對照組患者，且長春西汀治療第7天時的磁共振波譜（magnetic resonance spectroscopy，MRS）檢測發現長春西汀治療組患者腦梗死區的炎癥水平低于對照組；此外，長春西汀對外周血淋巴細胞計數無影響，其可能是通過抑制NF-κB的活性而發揮免疫抗炎作用，這是不同于長春西汀發揮磷酸二酯酶 1（phosphodiesterase type 1，PDE1）抑制劑作用的新的免疫干預機制[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）受體調節劑，可將淋巴細胞阻留于淋巴結和脾臟中，減少外周淋巴細胞滲入腦內，減輕腦內炎癥反應。基于這一機制，芬戈莫德可以抑制免疫系統對多發性硬化患者中樞神經系統的攻擊[16]。芬戈莫德已被美國食品藥品監督管理局批準為首個治療復發緩解型多發性硬化的口服藥物。2014年和2015年，天津醫科大學總醫院施福東教授開展了2項概念性的臨床試驗，旨在評估芬戈莫德在腦卒中患者免疫調節治療中的安全性及有效性。第1項臨床試驗[17]選取的研究對象是發病后72 h內且已錯過重組組織型纖溶酶原激活劑（recombinant tissue plasminogen activator，rt-PA）溶栓治療時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3d），結果顯示芬戈莫德可以明顯減少患者外周血淋巴細胞數量，抑制腦梗死體積的繼續擴大，改善血腦屏障的滲漏，改善美國國立衛生研究院卒中量 表（National Institute of Health Stroke Scale，NIHSS）評分；腦卒中發病3個月后，患者的改良 Rankin量表（Modified Rankin Scale，mRS）評分亦有明顯改善。第2項研究[18]是給予腦卒中發病后4.5 h內的患者芬戈莫德聯合rt-PA溶栓治療，結果顯示與單用rt-PA溶栓相比，聯合芬戈莫德治療可以減少與rt-PA相關的出血轉化，抑制病灶繼續擴大，改善NIHSS評分。

2.3 那他珠單抗

那他珠單抗是人源化的抗CD49d單克隆抗體，通過阻斷白細胞整合素與內皮細胞的相互作用，抑制白細胞向中樞神經系統浸潤[19]。目前，那他珠單抗是復發緩解型多發性硬化的標準療法，可以有效抑制疾病復發[20]。那他珠單抗治療腦卒中的機制主要涉及以下2個方面：（1）減少外周T細胞向腦內浸潤；（2）抑制中性粒細胞浸潤。此外，一項由3個國家的30個中心參與的Ⅱ期多中心隨機對照試驗[21]共招募了161例缺血性腦卒中患者，其中79例患者被隨機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行了評估；結果顯示，研究的主要結局并未達到預期的設想，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大，但次要結局的分析結果顯示那他珠單抗可能有益于患者功能的恢復和認知的改善，表現為腦卒中影響量表（Stroke Impact Scale，SIS）評分和蒙特利爾認知功能評估量表（Montreal Cognitive Assessment，MoCA）評分的改善。

3 小結與展望

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策略，是否能夠通過精確闡明腦卒中后中樞神經系統內細胞亞群之間的相互作用機制以促進靶向免疫調節劑的研發，是否能夠明確免疫調節治療對溶栓時間窗的影響，是否能夠明確中樞神經系統自身抗原暴露與腦卒中預后的關聯，這些問題均值得進一步探索。因此，有理由相信，腦卒中的免疫療法一定會呈現出更廣闊的應用前景。