脑微出血及其动物模型的研究进展

李永琴综述， 陈 飞， 张微微， 黄勇华审校



脑微出血及其动物模型的研究进展

李永琴1综述， 陈 飞2， 张微微1， 黄勇华1审校

有研究表明，脑微出血(CMB)可能是卒中，认知功能下降甚至是痴呆的病因之一。病理上，CMB主要分为两类：(1)高血压性的小动脉病变所致的CMB;(2)血管壁内淀粉样物质沉积所致CMB。然而，对于这两类微出血的机制研究尚不完善。毫无疑问，适当的实验模型有助于对这些病理性改变的理解，也可以用于探索新的治疗及预防策略，甚至应用于这些治疗方法临床前期的测试。本文目的是做一个关于CMB动物模型系统性的总结，并探讨CMB的影像学和病理学上的相关性，更深层次的理解CMB的发生发展机制。我们主要纳入了3类不同的模型：(1)高血压的动物模型；(2)脑淀粉样血管病或是淀粉样物质沉积的动物模型;(3)其他较少见病因所致微出血的动物模型。高血压的模型模拟了高血压相关性CMB的大多数的关键特点，如：高血压、高龄，这类模型最常用的选用的动物是自发性高血压易卒中大鼠(SHR-SP)。淀粉样血管病的模型主要是使用转基因小鼠。但需要注意的是，没有任何一个模型可以涵盖CMB的所有特点。在进行动物实验时，动物模型的最佳选择依据研究目的而定。

1 CMB定义

CMB是指血红蛋白裂解后的产物在局部脑组织沉积，所形成的小的病灶，这些病灶在磁共振成像的梯度回波序列(GRE)或是磁敏感加权成像(SWI)上表现为直径<10毫米的圆形、孤立的、低密度的信号缺失点[1]。对于CMB这一信号缺失的形成原理，可以从两个方面理解。

1.1 影像学上的CMB 在核磁成像上，CMB造成的信号缺失影是由于红细胞溢出管壁，血红蛋白裂解后的产物[2]，如含铁血黄素、铁蛋白，这些物质被局部的巨噬细胞所吞噬包绕所形成。另外，值得注意的是，这些裂解产物不具有生物学的活性，故在局部降解后，其产物不会在脑组织中产生其他的生化反应而影响检测，且这些产物具有顺磁性，继而在对顺磁性物质敏感的GRE或SWI像上，表现为小的、圆形的、孤立的信号缺失影。

1.2 病理学上的CMB 病理学上来说，CMB的是局部的红细胞或是血红蛋白的裂解产物沉积所形成的病灶，病理上的检测手段主要是使用苏木素-伊红染色(H-E染色)或是针对含铁血黄素的特殊染色(普鲁士蓝染色)来进行检测。这两种检测手段主要差异在于H-E染色在急性出血中显色比较明显，而普鲁士蓝染色主要是针对含铁血黄素的染色，常用于陈旧性的出血灶的显色[3]。

1.3 CMB在影像学和病理学上的相关性 目前，CMB影像学上和病理的相关性收到了越来越多的关注，并进行了系列的研究。Shinsui等学者对一位97岁患有房颤、高血压和早期胃癌的老年女性捐赠的遗体进行了影像学和病理的相关检查，发现核磁上发现的9个微出血病灶中，有8个病灶存在有含铁血黄素的沉积[4]。Matthew等学者在2010年进行了相似的研究，被试是8位患有阿尔茨海默症的患者(4位男性，4位女性)[5]。这些研究表明影像上的CMB常提示着局部含铁血黄素的沉积。也有研究表明影像学上常会夸大CMB的体积，这被称为磁共振的“霜化”效应[1]。

2 CMB的动物模型

目前较为明确的CMB的病因主要高血压，淀粉样血管病变[6,7]，其次伴有皮质下梗死和白质脑病的常染色体显性遗传性脑动脉病(CADASIL)，脑底异常血管网也有报道有CMB表现。CMB作为脑小血管病的表现之一，会造成患者的认知功能下降、痴呆、颅内出血的概率增加等，使患者的生活质量及自理能力严重受损[8]。尽管CMB造成的后果很严重，但是CMB的病因学、发病机制、检测方法、治疗及预防措施的相关研究还非常匮乏，广大人群对于这一疾病的重视度非常有限。因此，关于CMB的动物模型的研究至关重要。下文对CMB的动物模型进行了简单的总结。

2.1 高血压性小血管病变动物模型 对于高血压相关的CMB的动物模型，我们主要选取的是使用易卒中自发高血压大鼠(SHR-SP)的相关文章。SHR-SP是较为受学者青睐的CMB的模型，因为这类大鼠具有高血压、高血脂、胰岛素抵抗等特点，模拟了CMB的部分主要的危险因素，因此对高血压性小血管病变的CMB具有良好的代表性。Stefanie等学者认为毛细血管和微血管中的红细胞聚集是脑小血管病的早期病理表现[9]。他们的研究选取了51只雄性SHR-SP，并选取12只Wistar大鼠作为对照，在不同年龄段(12周龄～42周龄)对大鼠进行病理切片，染色及电镜下的观察。Schreiber等对SHR-SP的研究认为血脑屏障的破坏是脑小血管病变的触发点[10]。Holger等学者的研究结合了以上学者的观点，他们认为瘀滞，即红细胞聚集与血脑屏障破坏相关，以及SHR-SP部分活化的高凝状态[11]。且在Holger等的研究中，使用免疫荧光染色，标记血液瘀滞的毛细血管或是微血管的管壁中IgG的沉积，以及瘀滞血管中血小板的线状聚集。此外，有研究认为小血管病是一种系统性的血管病变，它不仅会侵袭脑的毛细血管及微小动脉，对肾动脉也会有影响[12]。Kleinschnitz等对SHR-SP大鼠的病理研究认为肾小血管的病理改变可能对脑小血管病变有着预警作用[13]。

2.2 血管壁内淀粉样物质沉积动物模型 淀粉样物质血管壁内沉积与认知功能下降及痴呆有着密切的关系，也有研究表明，淀粉样血管病所致的主要是脑叶的微出血[14]。关于血管内淀粉样物质沉积相关研究所使用的动物模型，包括有啮齿类动物小鼠：Tg2576转基因小鼠，ArcAbeta转基因小鼠等，以及灵长类的鼠狐猴科动物，其中以小鼠模型较为多见。Mark等学者对Tg2576转基因小鼠进行研究，在研究中，将小鼠纳入3个不同的实验组，每个实验组中再行分小组，对同一实验组不同小组的动物给予不同的处理，并以同窝野生型小鼠或是不同小组作为对照。对处理过的小鼠进行行为和血压的检测，从而证实双嘧达莫和Aβ40对高脂饮食的Tg2576转基因小鼠的治疗意义[15]。已有研究表明，Tg2576转基因小鼠是研究阿尔兹海默征淀粉样物质沉积的试验中，最广泛使用的动物模型，具有良好的代表性。其他研究者也对CMB和淀粉样血管病之间的相关性进行了动物实验研究，在动物的选择和处理上存在着一定的差异[16]。

2.3 其他微出血相关的动物模型 目前CMB除了高血压和淀粉样血管病，还存在着其他一些少见的疾病，如： 显性遗传性脑血管病伴皮质下梗死和白质脑病(CADASIL)，也有较高的CMB发生率的报道，有学者就此进行了相关的实验研究。Goedele等学者使用Notch3Arg170Cys小鼠对CADASIL相关的微出血进行研究，然而这类小鼠模型的建立目前还并不完善，有待进一步的研究。

3 讨 论

本文主要是针对CMB的常用的动物模型进行了简单的总结，并从影像学和病理学上对CMB的具体情况进行了分析。以下将从CMB发生率及分布规律和模型间相关性及差异性两个方面来进行讨论。

3.1 CMB发生率及分布规律 CMB在人群中非常常见，且与年龄呈正相关，其报道的发生率在20%～70%不等。研究表明，在60～69岁的老人中，微出血的发生率为17.8%，而在80岁以上的人群中，微出血的发生率上升到38.3%。另外，CMB发生的部位常提示着病因，高血压所致CMB常位于深部脑组织，如基底节；而淀粉样血管病所致的CMB主要在脑叶。然而，对于造成这种分布上的特点的具体机制，目前尚不明确。

随着影像学的发展，CMB的检出率也越来越高。目前使用的检测CMB的影像学技术主要是GRE或SWI，有些学者对这两种成像技术CMB的检出率进行了比较。Cheng等学者的研究认为，SWI较GRE对CMB检测更为可靠[17]。Guo等人对GRE，SWI以及常规使用的T2加权成像进行了比较，Shams等学者对GRE和SWI在脑出血的检出率上进行了比较，都得出了相似的结论：SWI对脑出血的检出率更高[18]。值得注意的是，影像学技术对脑出血的检出率除了不同成像方法上的差异外，还受成像参数的影响，这些参数包括有回波时间、场强、后处理等[19]。这就为当前的研究造成了一个潜在的缺陷，不同的研究者使用不同的参数来进行微出血的探测，使得不同研究间的数据的异质性大，难以进行系统性的分析。就目前研究现状而言，这是一个不可避免的问题，需要更进一步的研究来解决这一难题。

病理上，目前研究认为CMB是局部的毛细血管或是微血管的破裂，造成血液成分溢出到管腔外，血红蛋白等成分裂解后，遗留没有活性的含铁血黄素在局部沉积所致。影像学上的检测的CMB由于可能存在血管流空影，钙化灶等伪影，在一定程度上会造成微出血发生率的升高。另外，有研究表明，影像学上探测到的CMB比病理中见到的直径要打。影像学上CMB由于探测技术自身的不一致性，一直存在着争议，目前较为一致的看法是直径<10 mm，有学者进行尸检研究发现，病理上CMB的直径一般<5 mm[20]，这种现象被研究者成为“霜化”效应。这就使得影像学夸大了对CMB的检测效力，因此，建立动物动物模型，从而进行影像学与病理学的对比就显得尤为重要了。

3.2 动物模型 随着CMB收到越来越多学者的关注，对其机制的解读尤为迫切，使得CMB动物模型的研究应运而生。目前CMB动物模型的研究主要是针对高血压和淀粉样血管病，动物选择上主要是啮齿类动物：包括转基因或是模型大鼠及小鼠，也有少数灵长类动物的模型，如狗、短尾猴等。

高血压性血管病变是深部白质CMB的常见病因，但其具体机制尚不可知。SHR-SP作为高血压性血管病变最具代表性的动物模型，主要是由于这类大鼠除了有高学压外，还有血脂紊乱、胰岛素抵抗等特点，这与人类这一疾病相关危险因素保持了一致，具有良好的代表性，其结果也更加的可靠。有研究者使用自身前后对照的研究方法，来研究高脂饮食对CMB发生率的影响。基于这一设想，以SHR-SP为基础，研究CMB的危险因素：如年龄、高盐饮食、高脂饮食有着特殊的意义。此外，这一理念还可以用于CMB治疗及预防措施的探索和评估上。上文中涉及到的动物模型，缺乏血压、血脂及血糖状况的监测，这是其不足之处。

淀粉样血管病相关的动物模型，目前主要研究的是与认知功能下降及痴呆相关的淀粉样物质沉积，对于这一研究领域，尚未达成一致、较为可靠的动物模型，多是使用转基因小鼠，需要更深入的基因学的研究来解决这一难题。

除了动物模型之外，有一些研究者对患者遗体进行了影像学和病理学的检查，鉴于实施的难度以及伦理的限制，这类研究并不多，但却意义深远。

上文中所介绍的CMB多是建立高血压或是淀粉样血管病的动物模型后，随着动物年龄的增长，观察其自发性的CMB，并没有采取特殊的实验方法去诱导CMB的发生。然而，在临床实践中，可以发现缺血性脑卒中的患者，CMB的发生率常较正常对照明显的高，且会增加缺血性卒中患者出血转化的可能性。这可能与这类患者使用抗栓药物治疗有一定的关联性。这为我们将来动物模型的研究提供了一个新的立足点。目前已有较多模型人为诱导缺血性卒中发作的模型。这些模型主要是通过手术的方式夹闭血管，造成不同供血区的缺血，主要有以下几种方式：(1)夹闭双侧颈内动脉和双侧椎动脉(4个血管的闭塞，通常持续10～20 min)；(2)短暂的夹闭双侧颈内动脉(2个血管的闭塞，通常为时5 min)；(3)短暂的夹闭双侧颈内动脉(2个血管的闭塞，20～30 min)；(4)结扎双侧颈内动脉和一侧椎动脉(3-血管闭塞)；(5)外科手术植入线圈造成双侧颈动脉狭窄。但是，CMB主要是毛细血管及微血管水平上的病变，以上几种方式所造成的缺血性改变多是大动脉的病变，也有研究使用微栓子来造成小动脉的缺血性病变，但是目前技术尚不完善，这需要更多更深入的研究来解决这一问题。

4 总结及展望

总而言之，目前CMB相关的动物模型多种多样，但其代表性良莠不齐。在进行动物实验时，主要是依据我们实验的目的，选取最合适的一个，不能囊括实验的方方面面。这是目前研究最大的不足之处，这也是因为脑微出血的机制尚未明确。随着知识的积累和技术的发展，脑微出血而的机制越来越明确，实验动物所能囊括的特点也会越来越多，这是今后我们需要努力的方向。

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1003-2754(2016)01-0571-03

R743.34

2016-04-12；

2016-05-30

国家自然科学基金(No.81171100)

(1.中国人民解放军陆军总医院神经内科，北京 100700；2.中国人民解放军第254医院神经内科，天津 300142)

黄勇华，E-mail:huangyh@163.com

综 述