王楠,薛安寧,高利娜,張甜,馮蕓梅,鞏婷
摘要卒中后認知障礙(PSCI)是腦卒中后常見且嚴重的并發癥,是指由腦卒中引起的從輕度認知障礙到癡呆的一系列癥狀,嚴重影響病人的生活質量和預后。目前西醫治療本病尚無統一有效的標準,且療效較為局限,而中藥能從多途徑、多靶點、多系統對PSCI的發病機制進行干預,不良反應少,在防治腦卒中所致的認知障礙方面有一定的潛力和優勢。近年來,中藥在治療PSCI的基礎研究及臨床研究方面均取得了很大進展。綜述中藥有效成分及提取物、單味藥、中藥復方通過調控PSCI發生機制改善腦缺血再灌注后認知損害的研究進展,以期為臨床安全、科學、合理地運用中藥治療PSCI提供一定依據,并為后期進一步研究提供思路。
關鍵詞卒中;認知障礙;中藥;機制研究;綜述
doi:10.12102/j.issn.1672-1349.2024.08.019
2019年我國腦卒中患病率為2 022/10萬,死亡率為153.9/10萬[1],是我國成人致死、致殘的首位病因,其中約33.3%的腦卒中病人會出現卒中后認知障礙(post-stroke cognitive impairment,PSCI)[2],我國一項研究顯示PSCI的發病率高達53.1%[3]。PSCI是指在腦卒中后出現并持續到6個月時仍存在的以認知損害為特征的一系列綜合征,主要表現為執行能力、語言能力、注意力、視空間能力等認知領域受損[4]。認知功能受損不僅影響病人的社會適應能力,還對其肢體功能恢復及日常生活能力造成嚴重影響。目前,已知PSCI的生物學機制有氧化應激反應(自由基代謝異常、細胞內Ca2+超載)、神經元細胞凋亡、自噬和神經炎癥等。腦組織缺血缺氧時誘導的氧化應激反應導致自由基代謝異常、細胞內Ca2+濃度升高、神經元凋亡和炎性反應啟動,通過多種信號轉導通路而導致認知障礙[5]。近年來,隨著相關基礎研究的不斷深入,從病理發生機制的角度進一步探索PSCI的有效中醫藥防治方法已成為當前研究和干預的熱點。
1中醫對PSCI的認識
PSCI歸于中醫學“癡呆”“健忘”“中風后癡呆”等范疇,其病位在腦,與腎、肝、脾三臟功能失調密切相關,病性屬本虛標實,本虛即脾腎兩虛,標實為血瘀、痰濁、毒邪蒙蔽清竅。虛與痰、瘀、毒相互影響,交互為患而損傷腦絡,是PSCI的基本病機。治療當以標本兼顧,補虛扶正、充髓養腦以治本,化痰開竅、活血祛毒以治標。有研究就近幾年臨床治療PSCI的用藥規律進行探析,使用頻次較多的為石菖蒲、川芎、遠志、丹參等藥味,常以補腎填精藥為主,輔以活血化瘀藥及化痰開竅藥,從而達到改善認知功能水平和神經功能缺損癥狀的目的[6]。藥理學研究也顯示補腎填精之品具有抗神經元細胞凋亡,改善神經生長微環境及神經保護作用。基于中醫整體觀念及辨證論治的特點,中藥在改善病人認知功能水平及日常生活能力方面優勢明顯,臨床廣泛的研究與諸多動物實驗也已證實了中藥對PSCI的神經保護作用。如玄參提取物[7]、銀杏葉提取物[8]、丹參素[9]、葛根素[10],中成藥天智顆粒[11]、疏血通脈顆粒[12]、五子衍宗丸[13]、銀杏達莫注射液[14],經典方通竅活血湯、補陽還五湯、地黃飲子等均被證明具有改善PSCI的作用。
劉泰教授認為痰瘀互結是PSCI發病的基本病機。《石室秘錄》言:“痰氣最盛,呆氣最深”。王清任《醫林改錯》中有“凡有瘀血也,令人善忘”。指出痰濁、瘀血內阻可致健忘。臟腑功能失調,氣血津液代謝障礙,瘀血、痰濁內生,腦脈不通,以致清竅失養,神機失用,出現認知障礙。“痰不化則竅不開,瘀不除則神明不能自主”,痰、瘀既是疾病過程中所形成的病理產物,又是致病因素,痰可致瘀,瘀可致痰,由于津血同源,二者常同時為患。近代名醫關幼波指出:“治痰要治血,血活則痰化”,治療應當遵循痰瘀并治原則。痰瘀并治具有抗凝、增加腦血流量、清除氧自由基等作用,有效改善腦卒中癥狀和神經功能缺損[15]。痰瘀互結,久滯不化而成另一種損傷腦絡的毒邪,即王永炎院士提出的“濁毒”,毒邪敗壞形體脈絡,蒙蔽腦竅,故神明失聰。所謂毒,既指致病因素,又是對機體有不利影響的致病物質的總稱。毒邪屬于內生之毒,有痰毒、瘀毒等。痰瘀生毒,毒生痰瘀,三者相互影響,相互搏結,影響機體的正常生理功能。隨著現代醫學對分子水平致病物質的深入研究,發現氧自由基、興奮性毒性物質、炎性因子、凋亡細胞、Ca超載、微小血栓等病理產物與內生之毒密切相關[16]。根據其病因(瘀血、痰濁、毒邪)病機,PSCI的基本治則為活血散瘀、化痰開竅、解毒益腦,而此類中藥也可通過干預相關分子機制來促進卒中后認知功能的恢復,且療效顯著。
2中藥治療PSCI的作用機制研究
2.1清除自由基和提高抗氧化能力
許多研究證實了氧化應激是PSCI發病過程中重要的病理生理機制,是指機體在遭受各種有害刺激時,線粒體產生過量自由基,導致體內氧化與抗氧化系統之間的平衡被破壞而造成的應激狀態。由于腦組織中不飽和脂肪酸含量豐富,因此大腦更容易發生氧化損傷。腦缺血缺氧階段神經細胞會產生過量的氧自由基,破壞腦細胞膜,使細胞通透性增加,誘發細胞水腫、裂解,釋放溶酶導致更多的神經細胞發生自溶,最終使神經細胞壞死,腦梗死范圍進一步擴大,從而導致認知功能障礙。研究表明補腎、活血及補腎活血中藥均可通過促進氧自由基代謝,進而改善血管性癡呆(vascular dementia,VD)小鼠的學習和記憶能力[17]。詹青等[18]實驗研究表明左歸丸可改善腦缺血后線粒體功能及減少活性氧(reactive oxygen species,ROS)的生成,并且能夠提高機體的自由基清除能力,從而增強認知能力。周麗娟等[19]發現參麻益智方(人參、天麻、鬼箭羽、川芎組成)能明顯增加多發性腦梗死致血管性認知障礙模型大鼠的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)含量,降低丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量,同時可明顯降低白細胞介素(IL)-1β、腫瘤壞死因子(TNF)-α含量,表明該方可清除機體過多的氧自由基,提高抗氧化能力,抑制炎性反應,從而起到改善學習記憶能力的作用。郭艷平等[20]發現燥濕化痰飲可提高PSCI病人蒙特利爾認知評估量表(Montreal Cognitive Assessment,MoCA)評分、簡易智能精神狀態量表(Mini-Mental State Examination,MMSE)評分和SOD水平,降低MDA水平,說明燥濕化痰飲可能通過減輕機體氧化應激損傷而改善認知。丹參酮ⅡA是從中藥丹參中提取的活性化合物,可有效增強線粒體生物功能及減輕ROS引起的氧化應激損傷,從而發揮神經保護作用。楊恒等[21]研究發現,丹參酮ⅡA磺酸鈉注射液可升高PSCI病人血清總抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)水平并降低MDA水平,說明其可能通過抗氧化作用減輕卒中后認知功能損傷。《神農本草經》記載:人參能“補五臟,安精神,定魂魄,止驚悸……開心益智”。胡霞敏等[22]通過觀察人參皂苷Rg1對缺血再灌注損傷的保護作用及對線粒體功能及自由基系統的影響,發現人參皂苷Rg1能明顯改善神經功能,減輕線粒體損傷,上調線粒體呼吸酶及SOD、GSH-Px酶活性,降低MDA含量。人參皂苷Rb1可通過增強抗氧化酶的活性、減少ROS的產生及維持線粒體膜電位穩定等方式保護神經元[23]。銀杏葉具有活血止痛、化濁降脂等功效,銀杏葉提取物EGb761具有清除氧自由基,抑制脂質過氧化,從而保護神經元、改善認知功能的作用[24]。以上研究均提示清除氧自由基、提高腦組織的抗氧化能力是中藥治療PSCI的分子機制之一。
2.2抑制神經炎癥
炎癥反應參與腦卒中后的神經損傷,表現為駐留細胞的迅速激活以及外周免疫細胞的募集。腦卒中引起的炎癥反應有益也有害,一方面,小膠質細胞、星形膠質細胞及內皮細胞等駐留細胞的激活具有神經保護作用,包括吞噬和清除中性粒細胞、分泌抗炎因子和神經營養因子等,促進神經再生及恢復;另一方面,隨著免疫細胞的活化和募集,細胞因子和趨化因子等促炎介質表達增加,尤其是ROS的過量產生和基質金屬蛋白酶(主要為MMP-9)的誘導/激活,最終導致血腦屏障破壞、腦組織水腫、神經元死亡和出血轉化[25]。腦卒中后觸發的炎癥級聯反應可加重認知功能損傷。近年來研究證實,紅細胞沉降率(ESR)、腦脊液及血清中的C反應蛋白(CRP)、IL-6、IL-10、IL-12等炎性因子水平的變化均與PSCI的發病密切相關[26],且IL-12是PSCI的獨立預測因素[27]。雷晶晶等[28]用益髓增智化濁湯(由桑寄生、丹參、地龍、益智仁、制何首烏、虎杖、淫羊藿、紅花等組成)治療PSCI,結果顯示治療后IL-6、TNF-α和CRP等血清炎性因子水平降低,表明益髓增智化濁湯可顯著降低病人血清炎性因子水平從而改善認知。實驗研究證實,丹參、紅花有效組分配伍可明顯降低IL-1β、核因子E2相關因子2(Nrf2)蛋白及mRNA表達,降低炎癥反應,減輕神經損傷[29]。研究顯示活血通絡法治療PSCI可改善病人的認知功能和神經功能,機制可能與調節血清炎性因子的表達水平相關[30]。黃芩苷是一種黃酮類化合物,是黃芩大部分生物效應的主要來源,具有較強的抗炎和神經保護作用。Jin 等[31]通過研究黃芩苷預處理對認知功能損害的影響及抗炎作用的主要機制發現,黃芩苷可有效改善認知功能障礙,抑制小膠質細胞活化,減輕神經炎癥介導的神經元凋亡,這可能與抑制NOD樣受體蛋白3(NLRP3)炎性小體和Toll樣受體-4(TLR4)/核因子κB(NF-κB)信號通路的激活有關。遠志的主要活性成分遠志皂苷已被證明具有潛在的抗炎活性,可通過SHP-2介導的線粒體自噬抑制NLRP3炎癥小體,減輕神經炎癥和神經元死亡[32]。以上提示中藥復方、單味中藥及其活性成分可通過抑制神經炎癥繼而發揮腦保護作用。
2.3抑制神經元細胞凋亡
細胞凋亡是由程序基因調控的細胞自主有序的死亡,在調節機體生長發育和維持內環境穩定中起著重要作用。在細胞凋亡中研究最廣的是B細胞白血病/淋巴瘤-2(Bcl-2)基因家族和半胱氨酸蛋白酶(caspase)家族。Bcl-2和Bax分別是Bcl-2基因家族的抑制凋亡蛋白和促凋亡蛋白,二者共同參與調控細胞增殖與凋亡的動態平衡,Bcl-2可以通過抑制促凋亡物質細胞色素C(Cyt-C)的釋放及Caspase的激活而延遲細胞凋亡,Bax作用于線粒體外膜使其通透性增加,Cyt-C釋放,激活Caspase誘導細胞凋亡。養血清腦顆粒是在“四物湯”的基礎上加鉤藤、決明子、雞血藤和夏枯草等組成,研究顯示它可降低VD大鼠海馬區Caspase-3的表達,增加Bcl-2蛋白表達及降低Bax蛋白的表達,從而發揮抗凋亡作用[33]。卞茂成等[34]發現醒腦靜注射液可提高中風后認知障礙病人腦脊液中磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)信號通路中標志性蛋白的水平,PI3K/AKT信號通路的激活使促凋亡蛋白Bax磷酸化而失活,活化的AKT也可抑制線粒體釋放Cyt-C,從而抑制細胞凋亡。川芎具有活血行氣、祛風止痛之效。川芎嗪可下調VD大鼠單核細胞趨化蛋白1(MCP-1)、同型半胱氨酸(Hcy)的水平,上調抗凋亡因子腦源性神經營養因子(BDNF),降低凋亡通路Bax/Bcl-2和Caspase-3表達,進而起到神經保護作用[35]。同時中藥單體如岷當歸提取物[36]、紅景天[37]等均能上調血管性認知障礙模型大鼠Bcl-2蛋白表達水平,降低Bax蛋白表達,從而抑制神經細胞凋亡,促進神經功能的恢復。
2.4中藥調節中樞神經遞質治療PSCI
谷氨酸是一種廣泛分布于中樞神經系統的興奮性氨基酸,γ-氨基丁酸(GABA)是主要的抑制性氨基酸,可拮抗谷氨酸的興奮性毒性。腦組織缺血缺氧后谷氨酸釋放過多使N-甲基-D-天門冬氨酸受體過度激活,離子通道開放,細胞外Na+和Ca2+內流增加引起神經細胞腫脹和Ca2+超載,最終導致神經元死亡。戴恩來等[38]研究發現通絡益智散可顯著降低VD模型大鼠海馬區谷氨酸含量,增加GABA的表達以減輕興奮性毒性,發揮中樞保護作用。趙暉等[39]研究發現竹節參總皂苷可提高海馬組織GABA含量,降低谷氨酸/GABA比值,維持興奮性與抑制性氨基酸的平衡狀態,從而顯著提高VD大鼠的學習記憶能力。
2.5中藥調節中樞膽堿能神經系統治療PSCI
中樞膽堿能系統功能異常是引起認知障礙的原因之一。乙酰膽堿(Ach)是該系統中參與學習記憶功能、調節睡眠/覺醒的重要神經遞質,乙酰膽堿酯酶(AchE)和膽堿乙酰轉移酶(ChAT)二者共同調節維持著Ach的動態平衡。大腦缺血缺氧使葡萄糖的氧化代謝過程受阻,Ach合成不足,最終導致癡呆,因此膽堿酯酶抑制劑可有效改善病人的認知功能。研究表明,高、中劑量的益智醒腦顆粒可顯著升高VD大鼠Ach含量,降低AchE活性(P<0.05),改善行為認知能力[40]。另外,腦脈泰膠囊也可通過提高腦組織Ach含量而減輕癡呆大鼠的學習記憶障礙[41]。郭明冬等[42]發現健腦活血方可通過提高輕度VD病人Ach含量和ChAT活力,降低AchE活性而提高認知能力。因此,中藥可能通過調節膽堿能通路,上調Ach、ChAT水平,降低AchE活性,從而有效改善認知功能。
2.6中藥提高突觸可塑性治療PSCI
突觸可塑性是指在一定條件下突觸的結構、形態、數量、功能等發生的變化,是學習記憶的基礎,其喪失可導致認知功能受損。因此,調節海馬突觸可塑性在治療PSCI、阿爾茨海默病及帕金森病等神經退行性疾病中尤為重要。遠志、石菖蒲可通過抑制神經元突觸軸突的退化,加強突觸傳導,增強突觸信號傳遞,增加海馬CA1區突觸數量來調節突觸可塑性,從而改善學習記憶能力受損[43]。有研究探討加減薯蕷丸(山藥、熟地、制何首烏、黨參、遠志、石菖蒲、白芍、當歸、杜仲、枸杞等組成)對VD大鼠海馬突觸再生及突觸可塑性的影響,發現藥物組突觸素(SYP)、突觸后密度蛋白-95(PSD-95)及微管相關蛋白-2(MAP-2)表達升高,電鏡下觀察藥物組突觸結構正常,間隙清晰,突觸小泡較多,說明加減薯蕷丸可能通過增加突觸相關蛋白表達而保護神經突觸,并提高突觸可塑性,促進突觸再生,改善突觸信號傳遞從而提高學習記憶能力[44]。
3小結與展望
PSCI西醫治療包括控制危險因素(高血壓、糖尿病、高脂血癥、肥胖、吸煙、心血管疾病等),藥物治療以膽堿酯酶抑制劑、非競爭性N-甲基-D天冬氨酸受體拮抗劑和腦代謝賦活劑為主,配合認知康復訓練、精神行為癥狀干預。但干預時間多局限于在疾病發展的中后期,治療時間點偏晚,而在認知障礙發生早期對其進行干預,可有效延緩癡呆的發生進程,而中醫治療本病的優勢恰恰在于早期防治。近年來,中藥治療PSCI顯示出了巨大的潛力和優勢,以上大量研究表明其作用靶點主要集中在減輕氧化損傷、抑制炎性反應、抑制神經細胞凋亡、調節中樞神經遞質、調節中樞膽堿能神經系統和提高突觸可塑性等方面。但由于中藥活性成分復雜,組方繁多,給闡明作用機制帶來諸多困難。目前,國內外學者對中藥治療PSCI的作用機制進行了一系列臨床研究和實驗研究,但很少從多個通路同時入手來探討中藥的作用機制,未能很好體現出中藥多靶點、多通路作用的優勢。另外,大多臨床研究樣本量少,觀察周期較短,缺乏長期隨訪,且一些經驗方療效參差不齊,限制了臨床應用推廣,而實驗研究中動物模型的建立常與治療方法脫離。因此應不斷深入完善今后的研究,開展更多多中心、大樣本的隨機雙盲試驗,可引入神經電生理、磁共振及分子生物標志物等,多層次、多方位探討中藥治療PSCI的效果。在實驗研究中,應建立PSCI不同中醫證候的動物模型,并針對不同證候給予中藥制劑以證明其安全性和有效性,從而體現中醫“整體觀念,辨證論治”的優勢。由此可見,中藥防治PSCI的作用機制研究仍有進一步深入探索的價值和意義。
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(收稿日期:2022-11-21)
(本文編輯王雅潔)