远程肢体缺血适应疗法对脑保护的研究现状与展望

梁 艳，敖 薪

（长江大学医学部，湖北 荆州434023）

远程肢体缺血适应（Limb Remote Ischemic Conditioning，LRIC）疗法是近三十年来被研发出来的一项新型物理疗法，具有提高心、脑、肾、肝等重要器官对缺氧的耐受性和适应性的作用，尤其在减轻各种类型缺血性器官疾病的发病程度和改善缺血再灌注对组织器官的损伤等方面具有明显的效果。目前远程肢体缺血适应疗法对脑组织的保护研究已经成为神经科学领域研究的热点，正在被深入研究和积极进行临床转化，它在改善慢性脑低灌注状态、预防老年性脑血管痴呆、阻止脑缺血性疾病的恶化进程和提高脑缺血性疾病的病愈率等方面有着重要的临床应用价值[1-2]，其应用前景不可估量。

1 远程肢体缺血适应疗法的开发背景

LRIC疗法的开发源于Murrry等人[3]的早期实验，实验中他们发现，短暂的缺血不仅可以减缓再次缺血发作期间ATP的消耗速度，而且间歇性再灌注还可能通过清除缺血期间积累的分解代谢物，从而起到双重保护作用。这种作用，在1986年他们通过对犬心脏进行缺血再灌注实验，使犬心脏免受了随后持续缺血带来的损伤，而得到了证实。于是缺血适应的概念被首次提出。此后，学者又根据大量的动物实验相继提出了远程缺血适应、远程肢体缺血预适应和远程肢体缺血后适应等[4-8]概念，基于这些概念学者将其逐渐运用于临床的心脏缺氧保护之中[5-6，9]，收获了明显的疗效。随后，在LRIC疗法对心脏保护的启发下，2006年由Dave等学者首次报道了LRIC对脑保护的作用，至此开启了LRIC脑保护研究的大门。随着LRIC对脑保护研究的不断深入，在大量动物实验的基础上，LRIC疗法在临床的脑保护运用也开始被国内外医护人员认知，其临床试验和疗效观察结果也被屡屡报道[10-15]，为大样本的临床试验奠定了良好的基础。

2 远程肢体缺血适应疗法的内涵

远程缺血适应（Remote Ischemic Conditioning，RIC）疗法是指通过对远程的非生命关键器官给予多次短暂的非致死性的缺血、再灌注，使机体产生内源性保护机制，从而提高心、脑、肾等缺血敏感的重要靶器官对缺氧的耐受性和适应性[9]的一种干预方法。由于四肢是多种组织构成的能够行使特定功能的结构单位，属于非生命关键器官[16]，对缺血的耐受性好，风险小，操作方便。因此临床上大多数是在肢体上做缺血和再灌注锻炼，故又称之为远程肢体缺血适应疗法。

远程肢体缺血适应疗法按照与缺血损伤的时间关系又可分为：远程肢体缺血预适应（Limb Remote Ischemic Pre Conditioning，LRIPC）疗法和远程肢体缺血后适应（Limb Remote Ischemic Post Conditioning，LRIPostC）疗法两种方式。从脑保护的角度定义，LRIPC疗法是指通过在肢体上制造短暂的非致死性的缺血—再灌注，反复训练，让人体产生并储备具有耐缺氧的内源性保护因子，从而使脑组织预先获得了对缺氧的适用能力，以预防脑缺血性痴呆的发生、降低脑缺血事件的突发频率和减慢脑缺血性疾病的发展进程。LRIPostC疗法是指当脑组织已经处于缺血状态时，给予肢体反复的短暂缺血—再灌注训练，使人体当即获得耐缺氧的保护因子，提高脑组织和神经系统对缺血的耐受性和对损伤的修复能力，以减轻疾病突然发生的严重程度，阻止脑缺血性疾病的快速恶化，促进神经组织和脑缺血性疾病的康复，达到减少并发症的目的。

3 LRIC疗法的临床应用

3.1 适用指征

LRIC疗法在脑保护方面主要适应于脑缺血性疾病的预防、治疗和康复。大量文献显示，其治疗对象主要包括四类人群[1-2，11，15]：一是有脑血管狭窄或者脑缺血的影像学依据，而无临床症状者；二是既有脑缺血检查依据，也有轻微临床症状的小面积腔梗或者短暂性脑缺血发作者，如：患者既往出现或者反复发作的短暂性头晕、肢体活动障碍、语言不清、听力障碍、视物模糊等临床症状，但症状较轻；三是起病急、梗死面积大、症状重的急性脑梗死患者；四是既往有急性脑梗死病史并存在头痛、头晕、肢体无力、肢体麻木、视物不清、言语障碍等神经功能异常者的康复期。并且无年龄限制，有研究表明无论是≥80岁还是≤80岁均可使用LRIC疗法[12，17]，通过长期连续使用，不仅可降低脑血管阻力，改善脑血流灌注和脑组织代谢，同时具有轻微的降低血压的作用。值得注意的是，对于同时存在有严重的出血性疾病、肢体外伤、肢体皮肤破损、肢体肌肉关节病变、肢体血管内有血栓形成或者有不稳定的脂质斑块、凝血功能障碍等患者应该谨慎使用，以防栓子脱落引发栓塞、加重出血、加重肢体的损伤和病变。

3.2 操作方法

在我国LRIC研究的临床转化还处于初级阶段，据文献显示，国内LRIC疗法的操作方法按其相似性可以归纳为以下4种[18-21]：（1）首先利用血压计袖带在一侧上肢加压至200 mmHg，阻断5 min，放气休息5 min，然后在另一侧上肢加压阻断5 min，再放气5 min，左右上肢各自交替充气、放气3个循环，每日1次，连续3个月；（2）利用远程缺血适应训练仪袖带，先后对双上肢加压至180～200 mmHg，阻断血液5 min，再灌注5 min，连续4个循环，每日2次，长期使用；（3）用双袖带血压计对双上肢同时进行袖带加压充气、放气各5 min，连续5个循环，袖带压力通常为200 mmHg，每天一次，持续训练12个月；（4）对健侧下肢，利用气压止血带的袖带缠绕于操作下肢的近心端，使袖带下缘置于膝上10 cm，加压至200 mmHg，充气、放气各5 min，此为1个循环，如此反复操作3个循环，每天上、下午各1次，连续进行5天，或者更长。我国远程肢体缺血适应性训练的4种类型操作方法其阻断血液的压力、阻断与放松时间基本一致，只是实施的部位、循环次数及训练天数有所不同。

在国外LRIC疗法的临床运用已经较为普遍，其操作方法主要包括以下几种[5，10，22-26]：（1）采用双臂血压计，分别对双上肢加压至180～200 mmHg，压力维持3 min，然后放气休息3 min，为一个循环，每次训练3个循环，1天1次；（2）方法与第一种相同，阻断、开放的时间从3 min改变为5 min，连续4个循环或者连续3个循环，1天1次；（3）用双臂血压计，同时对双上肢加压，压力为180～200 mmHg，阻断和开放时间各5 min，连续5个循环，1天2次，共训练6个月；（4）用180～200 mmHg的压力分别对双下肢进行血液阻断5 min，继而开放5 min，各2个循环，1天1次。

显然，国内外LRIC疗法的比较除去在阻断血液时间、训练天数上略有不同外，其操作方法、加压程度、循环次数、每日次数等方面基本相同。有临床研究报道[24]，不管是哪种操作方法，在相同压力下，不同时长的远程肢体缺血适应训练均具有降低心脑血管损伤的效果。当然也有学者[27-28]通过多次动物实验之后发现，若阻断时间能达到15 min，脑梗死面积会明显减少，由此认为阻断血液的时间越长其效果越明显。值得指出的是：有学者提出，由于动脉硬化所致的血管病变是脑血管病最常见的病因，不少患者合并有下肢动脉粥样硬化斑块或下肢静脉血栓[29]，因此，采用双下肢行LRIC具有一定的局限性，需要对双下肢的血管状态做出前期评估，以保证其安全性。而行双上肢缺血适应治疗其安全性更好，操作性也更强。

3.3 应用时机

目前学者对LRIPC疗法临床应用的最佳时间窗并没有统一推荐。但是根据Ren等[8，30]学者通过临床对比研究发现，在缺血性脑卒中发生30 min内若能立即进行3个循环的缺血/再灌注各15 min的处理，缩小脑梗死面积的效果较卒中发生6 h之后，再进行6个循环的缺血/再灌注各15 min的处理要更为显著。由此推断，远程肢体缺血后适应疗法启动越早其效果越好，而这一推论在2014年丹麦的一项对急性脑梗死院前急救的随机对照研究中得到了验证[10]。当然这一推断还需要今后有更多的研究结果作为支持依据。

3.4 风险评估

从LRIC疗法的操作方法可以看到，LRIC疗法是一种利用血压计袖带对四肢进行反复、短暂的缺血、再灌注的训练方法，是一种无创的物理干预方法。有不少特意研究LRIC疗法安全性的结果表明，LRIC疗法的安全性主要体现在两个方面[10，12，18，21，31-34]：（1）对局部的皮肤、肌肉无伤害。根据学者的研究表明，短暂的肢体加压干预，对局部皮肤和肌肉无明显损伤，在压迫局部测量表皮的组织氧饱和度结果完全正常。在进行训练的过程中，大多数受试者肢体局部无胀痛感；有少数患者自觉加压部位有轻微胀痛感，但随着练习的次数增多，局部的不适感逐渐减轻，阈值提高；个别患者加压部位的皮肤可能会出现淤点或较小的瘀斑，但是训练结束后30 min症状会自动完全消失。（2）阻断和恢复肢体血供，对中心动脉压、心率等指标无明显影响。有临床研究证实，LRIC训练中患者的血压、心率均呈现规律性改变，加压阻断血流时，血压和心率均无明显改变，放松袖带再灌注时，心率和血压均有轻微下降，但进行训练前后比较并无统计学意义。

4 LRIC疗法对脑保护的作用机制

LRIC疗法对脑保护有明显的效果，这一结果无论是从当前的动物实验还是临床试验中均已经得到验证，但其相关机制尚处于探究之中。但大多数学者认为LRIC对脑产生的保护与其对心、肾、肝产生的保护作用原理基本一致[35]，是通过多方面、多途径协调作用的结果。早期通过刺激人体存储的内源性物质大量释放，进而产生对脑的保护作用，后期则是因为释放出的内源性物质可以介导脑细胞合成具有保护和基因调控作用的新蛋白质来达到保护脑组织的目的。其主要的作用机制可能与以下两个方面有关。

4.1 细胞保护机制

从病理生理学得知，当脑组织缺血时，一方面脑组织的代谢是以无氧代谢为主，因此ATP产生显著减少，由于能量缺乏，难以维持细胞膜内外的各种离子泵活动，使细胞的正常代谢、抗氧化性、细胞内外PH和钙的稳定性以及线粒体的完整性均受到不同程度的影响，严重的情况下会迅速导致细胞死亡；另一方面严重的细胞损伤可诱发炎性反应，在炎性反应中白细胞会释放活性氧，攻击脂质膜、DNA以及蛋白质[36]，从而加剧缺血性损伤；当脑组织缺血改善时，由于血液的重新灌注，使氧快速进入，而导致反应性氧活性物质的快速形成，这些氧的活性物质在随后发生的过氧化反应中，将引起脑细胞尤其是线粒体出现肿胀而遭到破坏，从而遭受第二次损伤，又称为再灌注损伤。

LRIC对脑细胞缺血与再灌注损伤的保护作用是通过以下途径完成：（1）抑制脑细胞凋亡。①LRIC疗法可以刺激人体释放大量的内源性腺苷、缓激肽、阿片类等物质[37-38]。腺苷、缓激肽均能提高脑组织的能量贮备，改善缺血脑细胞的能量代谢，解决缺血导致脑细胞能量不足所带来的各种问题。尤其是能激活线粒体K-ATP通道开放，产生输出电流，以稳定线粒体膜，从而阻止细胞凋亡[39]；阿片肽则可以减弱白介素分泌，有利于神经细胞的增殖、分化、成熟，以阻止脑细胞凋亡。②LRIC疗法还可以通过减弱细胞内具有三大物质合成基地之称的内质网应激，加速蛋白质的折叠和成熟，抑制由内质网诱导的细胞凋亡[40]。③有研究显示，LRIC疗法可以调节各种蛋白激酶的信号通路，上调抗凋亡基因的表达，增强细胞生长因子的活性，促进神经元的存活，抑制脑细胞凋亡，从而产生对脑的保护作用[41-42]。（2）抑制炎症反应。有研究表明[43-44]，LRIC可以降低血清中的白介素6（IL-6）、肿瘤坏死因子（TNF-a）、C反应蛋白等炎性反应因子的水平，减轻免疫应答带来的损伤，对神经功能起到保护作用。同时可以通过上调与炎性反应有关的信号通路，减缓对脑细胞有损伤作用的炎性反应发生。（3）抗氧化作用。有研究表明[29，45]，LRIC疗法能够诱导超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的合成，增强抗氧化酶的活性，加速脑组织中过氧化物的分解代谢，使脑组织中过氧化物的产生和聚集减少，从而降低氧活性物质的活性，减少缺血再灌注带来的再次损伤。

4.2 血管保护机制

据大量研究显示，脑缺血后除去脑细胞受损外，脑血管的损害也十分明显。当脑组织缺血时，脑血管的内皮细胞如同神经元细胞一样也会遭受缺氧打击，而产生凋亡或者坏死，再加上血管壁细胞外基质的破坏，致使脑血管的通透性增加，从而加重了脑水肿的发生，加重对神经细胞的损伤。当脑组织的血流重新恢复时，从分子学角度看，此时水通道蛋白表达量会异常增加[46]，并释放细胞间基质，导致多种蛋白降解，从而加剧对血管损伤，引起血脑屏障的完整性进一步破坏，脑水肿更加严重。因此，关注脑血管的保护对减轻脑缺血性疾病有着极为重要的意义。关于LRIC对脑血管的保护机制可能与以下两方面有关。

4.2.1 减轻血脑屏障的通透性 脑组织的血管内皮细胞是构成血脑屏障的最主要成分，具有非常重要的功能。通过血脑屏障选择性的通透作用，可以阻止有害物质进入脑细胞，保持脑组织内环境的稳定性，维持神经系统的正常生理状态。当脑组织缺血开始时，血管内皮细胞之间的紧密连接开放，可造成血脑屏障的通透性增强[47]。倘若早期进行了LRIC的反复训练则可以使人体血管内皮细胞之间的紧密连接逐渐增强，则可降低缺氧状态下血脑屏障的通透性，减轻脑水肿和对脑组织的损伤。另外，有研究表明，LRIC还可以通过释放前期人体内储备的各种内源性物质，介导血管内皮生长因子等蛋白质的合成，并通过基因调控完成对血脑屏障的保护作用，减轻血脑屏障的通透性，保护脑细胞。

4.2.2 增加缺血区域脑组织的血流灌注 相对于梗死区域而言，缺血区域的神经细胞虽然生理活动可能暂时停止，但其生理结构和功能并没有被破坏，更具有挽救的意义和价值，受到学者的高度关注。研究中学者发现[48-49]，一氧化氮作为一种体液因子对血管具有很强的扩张作用，能够维持血管通畅，增加血流量，从而改善缺血区的供血。LRIC可以上调人体内一氧化氮合酶的活性，增加体内一氧化氮的含量，确保脑组织海马区一氧化氮的充足，从而保护大脑免受缺血和再灌注后的损伤。也有学者研究发现，LRIC可以降低纤维蛋白原和其降解物D-二聚体的浓度水平[15]，减慢缺血区域的凝血过程，减少血栓形成，减轻局部血流中断和缺氧程度，有利于血管再通。

5 LRIC疗法存在的问题及展望

综观大量的文献报道可以看到，关于LRIC疗法对脑保护作用的研究正在蓬勃开展，无论是从脑保护机制方面，还是从临床应用的相关问题方面均有文献呈现。分析大量脑保护机制的研究文献结果显示，虽然LRIC疗法对脑组织具有保护作用的结论已经被充分肯定，但其机制涉及了组织学、细胞学、分子生物学等各方面因素，作用途径呈多样性，所以更为确切的作用原理仍然处于推测与探讨中，尚需要进一步深入研究。从当前国内外LRIC疗法的临床应用资料中分析显示，LRIC的临床转化正在积极进行，从最初的LRIC疗法对急性脑梗死患者神经功能保护作用的临床研究，到现在的大样本观察LRIC疗法对急性脑梗死在TOAST分型、OCSP分型、MRI分型、CISS分型等分型中不同亚型脑梗死预后影响的研究[31]，说明LRIC疗法的临床研究正在逐渐深入，为缺血性脑血管疾病的康复治疗提供了最新的策略，也为临床开展LRIC疗法的后续研究提供了借鉴。但是LRIC的临床研究还存在一定的局限性，主要表现在：（1）目前国内外LRIC疗法多用于已经发生急性脑缺血性疾病患者的康复治疗，又称二级预防。显然这个时机使用LRIC疗法，其目的主要是为了改善患者的神经功能症状，提高脑血流灌注，缩小脑梗死体积以及预防梗死再发。然而，根据LRIC疗法对脑保护的原理可以看出，LRIC疗法不仅可以用于二级预防，更可以用于一级预防[11，14]。当前全球老年化时代已经到来，社区老人脑缺血性疾病的发病率居高不下，如：频发的短暂性脑缺血事件、血管性老年痴呆等，严重影响老人的生活，增加家庭和社会的负担。因此，将LRIC疗法作为保健措施和预防措施，用于社区老人脑缺血性疾病的一级预防，将成为研究发展的又一主流趋向。（2）最佳开始时间、阻断血流时间、循环次数、治疗时长、部位等技术指标方面都还没有统一的标准，缺少技术指南。例如时间窗问题，尽管有学者建议LRIPostC疗法的训练开始时间越早越好，而且还有学者报道溶栓治疗与LRIC疗法同时进行效果更佳，进一步说明LRIC疗法宜早不宜晚，但仍然期待有大量的研究结果去验证。可见具体量化技术中的各种指标，使LRIC疗法更加精准有效将是后续研究的方向之一。（3）目前文献显示多数临床研究采用的是小样本研究，大样本的临床试验并不是很多见，更没有LRIC疗法的护理流程出现。倘若在今后的研究中能通过循证的方法，建立配套的护理流程，将会使LRIC疗法能更好推广，并获得更好的临床疗效。（4）LRIC疗法具有周期性，多则3～6个月，甚至可以更长。而且每次治疗总时长需要15～30 min，很容易因缺乏耐心而被放弃。因此提高受训者的依从性是成功的关键，值得后续进一步研究。（5）据文献显示，当前国内外开展LRIC临床研究的学者比较局限，这可能与医护人员对LRIC疗法的认知程度不够有很大关系。为了更好地开展LRIC疗法的临床推广和转化，需要积极开展宣传教育，提高易患人群和医护人员的认知度，并在此前提下，大胆尝试临床研究，尤其是大样本的临床观察，为临床开展LRIC疗法积累宝贵经验。

综上所述，LRIC疗法对缺血性脑疾病的预防、治疗和康复均具有明显效果，临床应用的可行性良好，是一种安全有效的干预措施，目前处于研究的初级阶段，正在向更高一级的阶段迈进，具有远大的研究前景，值得广大学者和医护人员关注，并积极投身于研究之中。