抗凝血酶在脑出血治疗中的应用

李红梅，李小刚

脑出血(ICH)是神经科多发病、常见病，重症患者常立即死亡，幸存者又因为目前缺乏确切有效的治疗手段而致残。ICH 后常因为脑组织水肿加重病情，而近期的研究表明颅内血肿形成产生的凝血酶可加重血－脑脊液屏障、破坏脑组织致水肿产生一系列神经毒性。如果从抗凝血酶治疗入手，则有可能为ICH 的治疗开辟有效的治疗路径。本文回顾了凝血酶的结构和在颅内的代谢途径及产生神经毒性的可能机制，总结了目前抗凝血酶治疗的疗效和可能存在的风险，以及目前尚未能解决的难题。

1 凝血酶诱导的ICH 后继发性脑损伤

ICH 是一短暂过程，一般情况下20 ～30min 内即可自行停止，24h 以后不再出血。出血后即启动一系列病理生理过程，除了急性期血肿压迫神经组织造成相应功能缺损以外，还包括ICH 后脑水肿的形成、神经胶质细胞和神经元的损伤、炎症反应及细胞凋亡血－ 脑脊液屏障破坏等一系列继发性脑损害。ICH 后血肿形成，出现占位效应压迫周围脑组织造成继发性低灌注损伤，导致局部脑血流减少、代谢率降低、线粒体膜去极化功能障碍、神经递质的释放。局部低灌注虽不足以达损伤阈值15 ～20ml·100g－1·min－1以上，但当高颅压和低灌注并存时，可能有很高的全脑缺血风险。其次血肿本身也诱导胶质细胞和神经元破坏，对脑细胞造成毒性损伤，这可能与血肿释放凝血酶、血红蛋白、血浆蛋白有关。有学者以50μl 的微气囊模拟血肿的单纯占位效应，结果显示微气囊引起的周围组织缺血性损伤明显低于注入相同血量的ICH 模型，说明血液成分对脑组织有毒性作用。Lee 等［1］的动物实验中证实用全血或者加入凝血酶原复合物的血浆注入大鼠基底核区可诱发脑水肿，而将同样量的凝血后产生的血浆或者未发生凝血过程的血清注入大鼠颅内均未发生脑水肿。Lee 等进一步将全血加入特异性凝血酶原抑制剂后同样未能诱发脑水肿。实验表明，凝血酶在ICH 后脑水肿的发生发展中起重要作用。凝血酶从颅内血凝块持续释放2 周左右，提示抗凝血酶治疗可能具有较长的时间窗，对其的研究可为临床治疗ICH 后脑水肿提供新的方法和依据。

2 凝血酶的结构以及在颅内代谢产生的神经毒性

凝血酶是一种丝氨酸蛋白酶经凝血酶原活化而来的，凝血酶原是由582 个氨基酸残基组成的一条多肽链。凝血酶原活化时断裂2 个肽键释放出N 端含有274 个氨基酸残基的多肽，以二硫键连接剩下的A 链和B 链，主要的3 个功能结构域和活性位点均分布于B 链［2］。研究报道凝血酶的3 个功能结构域分别为精氨酸侧链口袋其负责构成催化位点，非极性结合位点负责与底物发生疏水相互作用，阴离子结合位点负责与底物血小板受体、凝血酶调节蛋白和纤维蛋白原等相互识别和相互作用［3］。凝血酶主要在肝脏合成，经内源性或者外源性凝血途径活化X 因子形成Xa，激活凝血酶原形成凝血酶。每毫升血液可产生260 ～360U 凝血酶。ICH 后血液进入脑组织，凝血酶原活化产生大量凝血酶。Xi 等［4］发现凝血酶具有较高的生物活性，每U 凝血酶可使1ml 全血在15s 内发生凝固。脑脊液循环较慢，凝血酶消除时间较长，效应增强。凝血酶经受体途径激活胶质细胞和神经元，后者产生并释放毒性物质及细胞因子损伤血－脑脊液屏障，致使血浆源性凝血酶原通过受损的血－脑脊液屏障进入脑组织活化形成凝血酶，加重组织损伤和水肿形成［5］。ICH 后水肿主要包括早期(出血24h 内)凝血酶直接导致的细胞毒性脑水肿和后期(出血24h 后)凝血酶破坏血－脑脊液屏障所致的神经源性脑水肿［6］。但凝血酶导致的神经源性脑水肿目前机制尚未完全阐明。凝血酶通过蛋白酶激活的受体(protease － activated receptor，PAR)家族实现很多血管外效应。PAR 有4 种，其中PAR －1、PAR －3、PAR －4是凝血酶受体(thrombin receptor，TR)。姜亚军等［7］的研究表明，ICH 后PAR－1 在脑组织中表达增加，且PAR －1 的表达高峰与脑水肿和细胞凋亡高峰一致，都在ICH 后72h 左右，提示PAR－1 可能介导了ICH 后神经损伤脑水肿的发生发展过程。凝血酶通过受体途径激活胶质细胞和神经元使其产生并释放大量毒性物质和细胞因子，促进神经元凋亡破坏血－脑脊液屏障，产生脑水肿降低局部血流，并产生炎症反应。范卫民等［8］的实验显示若将凝血酶注入侧脑室内6h，丘脑组织的血－脑脊液屏障即受到破坏，细胞内Na+、Ca2+含量升高、K+含量降低，组织发生水肿。何宇平等［9］的研究也得出类似结果，且给予凝血酶特异性抑制剂水蛭素干预组脑组织含水量以及Na+、Ca2+较对照组为低，而K+含量升高。刘育进等［10］的研究显示神经功能缺损程度评分和血肿局部凝血酶浓度呈正相关。

以上研究表明，ICH 后血液凝固产生的凝血酶具有神经毒性，而抗凝血酶治疗则可能起到神经保护作用并减轻ICH 后继发性损伤，有可能为ICH 的治疗开辟新的方法。

3 抗凝血酶的治疗效果

研究发现凝血酶抑制剂能减轻凝血酶导致的脑水肿，炎症反应，抗细胞凋亡，具有神经保护作用。目前已知的凝血酶抑制剂有bivalirudin、抗凝血酶、阿加曲班、水蛭素，中成药物有疏血通等。Hamada 等［11］用阿加曲班干预经CT 证实的ICH患者，并排除有严重糖尿病、肝病、严重高血压和心房纤颤患者已使用抗凝药物等，在ICH 发生6h 后进行抗凝血酶治疗。因阿加曲班与组织型纤溶酶原激活物(tPA)不同，不参与纤溶系统，故不会增加全身出血及再发ICH 的风险。目前研究较多的为天然特异性凝血酶抑制剂水蛭素，它与凝血酶受体有相似的羟基尾部，能与凝血酶按等比例结合，形成非共价复合物，能占据阴离子结合位点和阻断凝血酶的催化位点，发挥强大的抗凝血酶作用［12］。刘春梅等［13］将实验大鼠ICH 超早期(5min)和水肿形成期(24h)以特异性抑制剂凝血酶水蛭素处理后，与对照组比较能显著减少中性粒细胞数量和RCA －I阳性细胞数量，减轻凝血酶诱导的炎症反应和继发性脑损伤。张颖等［14］采用自体未抗凝动脉血注入法制作大鼠ICH 动物模型并在血肿周围注入水蛭素。实验结果显示水蛭素干预组大鼠ICH 后较对照组血肿周围脑组织细胞坏死明显减轻，水肿程度减轻、范围缩小，脑组织含水量降低。魏秀娥等［15］以凝血酶特异性抑制剂干预大鼠ICH 模型，并检测凋亡相关蛋白Bax和Bcl－2。结果显示干预组局部脑组织水肿减轻且促凋亡蛋白Bax 表达下降而抑制凋亡蛋白Bcl －2 表达上调，从抗脑细胞凋亡角度证实了抗凝血酶治疗的神经保护机制。周中和等［16］以重组水蛭素局部干预实验ICH 大鼠，并对大鼠进行神经功能评分，检测血肿周边组织髓过氧化物酶(MPO)的活性，脑组织的含水量。结果显示干预组大鼠神经功能评分提高，ICH 局部脑组织含水量降低，MPO 活性降低。表明局部应用抗凝血酶治疗能减轻脑组织水肿，降低白细胞活化的炎症反应，提高神经功能评分。此实验从减轻脑组织水肿、减轻局部炎症反应、提高神经功能评分等方面证实了抗凝血酶治疗的有效性。Zhang 等［17］证实了胶质纤维酸性蛋白(GFAP)与ICH 后脑组织含水量呈正相关，是ICH 后脑组织水肿诱发因素之一。水蛭素能降低GFAP 的表达，并减轻脑组织水肿，减轻脑组织损伤，起到神经保护作用。Sun 等［18］也从对水通道蛋白AQP－4 和APQ－9 的抑制方面阐述了重组水蛭素减轻脑组织水肿的机制。

以上学者在动物实验中从多个方面证实了抗凝血酶治疗在ICH 后减轻脑水肿抑制炎症反应和抗细胞凋亡的机制以及疗效，以下将对临床观察中抗凝血酶治疗的效果进行总结。

齐晓飞等［19］用疏血通注射液4ml/d 静脉滴注经CT 证实的ICH 患者60 名，疗程为15d。经治疗后的第7 天和第21 天，CT 证实血肿体积均较对照组明显缩小并且在治疗过程中，未出现血肿扩大、再出血及其他严重并发症。鞠卫萍等［20］用血肿微创清除术联合凝血酶抑制剂治疗ICH 患者，结果显示治疗组治疗前后神经功能缺损程度之差、血肿体积的减少及血肿周围水肿带体积之差均较对照组明显增大。治疗组与对照组比较再出血率的差异无统计学意义且治疗组患者在日常生活活动能力(ADL)恢复情况及并发症发生率方面获益更多。Liu等［21］涵盖425 名ICH 患者的临床研究证实早期静脉给予水蛭素6ml/d 治疗能促进血肿的吸收，减少血肿周围低密度灶，减轻神经功能缺损程度。

4 结语

综上所述，凝血酶在ICH 后可通过多种途径导致继发性脑损伤，加重病情，抗凝血酶治疗能改善ICH 患者的预后，但是抗凝血酶治疗时间窗的选择仍未能明确。目前抗凝血酶药物较少，凝血酶特异性抑制剂水蛭素为生物制剂，存在免疫原性，可能会产生变态反应。而其他抗凝血酶药物如来匹卢定、阿加曲班等尚未普及。抗凝血酶治疗可能存在的出血并发症以及有效防治措施等都未得到大量的临床研究论证。这些问题都给ICH 后抗凝血酶治疗在临床普遍开展带来了难度，需要进一步的研究完善。

1 Lee KR，Colon GP，Betz AL，et al． Edema form intracerebral hemorrhage:the role of thrombin ［J］． J Neurosurg，1996，84 (1):91 －96．

2 郑国庆，黄汉津，王小同，等. 脑出血后凝血酶的作用与抗凝血酶治疗［J］. 国外医学(脑血管疾病分册)，2005，13 (3):199－202．

3 Di Cera E，Cantwell AM． Determinants of thrombin specificity ［J］．Ann NY Acad Sci，2001，936:133 －146．

4 Xi G，Hua Y，Keep RF． Induction of colligin may attenuate brain edema following intracerebral hemorrhage ［J］． Acta Neurochir Suppl，2000，76:501 －505．

5 惠卫宁，李向东，惠国祯，等. 大鼠脑出血后血肿周围凝血酶与脑细胞凋亡和脑水肿的关系［J］. 中华神经外科杂志，2010，26(6):562 －566．

6 Guan JX，Sun SG，Cao XB，et al． Effect of thrombin on blood brain barrier permeability and its mechanism ［J］． Chin Med J (Engl)，2004，117:1677 －1681．

7 姜亚军，常诚，张琳，等. 脑出血后脑组织内凝血酶受体1(PAR1)的表达及其病理意义［J］. 中风与神经疾病杂志，2004，21 (2):100 －103．

8 范卫民，王青，陶松年，等. 凝血酶对丘脑组织血脑屏障及水电解质含量的影响［J］. 南京医科大学学报(自然科学版)，2000，20 (2):128 －130．

9 何宇平，黄鉴政，应荣斌，等. 脑出血后凝血酶与脑水肿关系及水蛭粉的疗效［J］. 中华急诊医学杂志，2002，11 (3):172 －175．

10 刘育进，尹泽黎，龚细礼，等. 脑出血后血肿局部凝血酶与脑水肿、神经功能缺损相关性的临床研究［J］. 湖南师范大学学报(医学版)，2011 (4):34 －37，40．

11 Hamada R，Matsuoka H． Antithrombin therapy for intracerebral hemorrhage ［J］． Stroke，2000，31:794 －795．

12 方琪，包仕尧，许峥，等. 凝血酶与脑水肿的实验研究［J］. 江苏医药，2002，28 (11):817 －819．

13 刘春梅，周俊山. 水蛭素对脑出血大鼠血肿周围脑组织CD34 阳性微血管、RCA－1 阳性细胞和中性粒细胞数量的影响［J］. 国际脑血管病杂志，2010，18 (10):740 －744．

14 张颖，冯加纯，吴江，等. 水蛭素对大鼠实验性脑出血急性期保护作用的研究［J］. 中国中药杂志，2006，31 (1):69 －72．

15 魏秀娥，荣良群. 局部应用重组水蛭素对脑出血大鼠的治疗作用［J］. 山东医药，2011，51 (9):33 －35．

16 周中和，王景周，曲方，等. 局部应用重组水蛭素对脑出血模型大鼠血肿周边组织损伤的干预作用［J］. 中风与神经疾病杂志，2004，21 (3):202 －204．

17 Zhang Y，Feng JC，Wu J，et al． Protective effects of hirudin on acute experimental intracerebral hemorrhage ［J］． Zhongguo Zhong Yao Za Zhi，2006，31 (1):69 －72．

18 Sun Z，Zhao ZH，Zhao SJ，et al． Recombinant hirudin treatment modulates aquaporin －4 and aquaporin －9 expression after intracerebral hemorrhage in vivo ［J］． Mol Biol Rep，2009，36:1119 －1127．

19 齐晓飞，李泽宇，贺娟，等. 小剂量凝血酶抑制剂－疏血通注射液对脑出血急性期血肿体积及周围缺血影响［J］. 中华神经医学杂志，2010，9 (3):312 －315．

20 鞠卫萍，周建华，李振光，等. 微创清除术联合凝血酶抑制剂局部应用治疗高血压性脑出血的临床研究［J］. 中国医师进修杂志，2006，29 (25):50 －52．

21 Liu ZG，Cheng FM． Clinical research of early application of hirudin therapy on cerebral hemorrhage ［J］． Linchuang Huicui/Clinical Focus，2010，25 (15):1311 －1313．