脑泰方治疗脑卒中的研究进展

贺旭，宋祯彦，王珊珊，葛金文*，王伟

（1湖南中医药大学中西医结合学院，长沙 410208；2益阳医学高等专科学校人体解剖教研室，益阳413000）

脑卒中是全球范围内严重危害人类身心健康的一类慢性非传染性疾病，具有发病率高、死亡率高、致残率高、复发率高、预后不佳的临床特点。脑卒中的发病机制主要为多种因素综合作用下导致脑部血管阻塞或破裂出血，引起局部脑组织缺血、缺氧，因此也常称之为脑血管意外，可分为缺血性脑卒中与出血性脑卒中。根据全球疾病负担研究（Global Burden of Disease Study，GBD）最新公布的数据显示，我国脑卒中终生发病风险高达39.9%，居全球首位[1,2]。脑卒中发病后，给患者家庭及社会带来沉重的经济负担。作为一类可防治的疾病，安全、有效地做好脑卒中预防、治疗及愈后康复具有重大临床意义，也是众多医务工作者、科研工作者一直以来的工作重心。

脑泰方是由葛金文教授团队研发的专利处方（专利号：ZL201110178359.4），临床试验结果表明脑泰方能有效防治脑卒中，目前已经成熟应用于临床。但是关于脑泰方治疗脑卒中的作用机制尚未明确，本文综合近年来关于脑泰方在治疗脑卒中的基础作用机制方面的研究进展作简要综述。

1 脑卒中的中医发病机制

缺血性脑卒中属中医“中风”范畴，其病机非常复杂。《中风病辨证诊断标准》将中风病分成风、火、痰、瘀、气虚、阴虚阳亢6个证型[3]。陈可冀[4]从中风先兆的表现、诱发因素及缺血性中风患者的血液流变学变化等方面进行分析，论证气血两虚是缺血性中风的主要病机。孟繁丽等[5]采用频数分析辨证分型与四诊信息分析了1999～2009年关于缺血性中风的中医文献，归纳出15个证型，其中以气虚血瘀证多见。黄燕[6]等分析4077例缺血性中风患者发病后1—3天、4—10天及11—30天3个时段中医证候的分布情况，表明血瘀证、气虚证的二证组合在3个时间节点所占比例均占首位，进一步研究指出急性脑缺血型中风患者阴类证所占比例较大，其中以阴类虚证为主[7]。《医林改错》记载：“亏损元气，是其本源”，“元气既虚，必不能达于血管，血管无气，必停留而瘀”，提出“气虚血瘀”学说：气为血之帅，气有温煦和推动的作用，元气亏虚必导致血瘀。因此，缺血性中风的主要病机为“气虚血瘀”。“气虚血瘀”学说的理论源于二千多年前的《黄帝内经》，其下篇《灵枢·刺节真邪论》记载：“虚邪偏客于身半， 其入深，内居营卫，营卫稍衰，则真气去，邪气独留，发为偏枯”。 金元时期著名医家朱丹溪的《丹溪心法·中风》也强调：“中风大率主血虚有痰”。 明代医家张景岳的《景岳全书·杂证谟·非风》将中风更名为非风：“非风一证，即时人所谓中风证也。此证多见卒倒，卒倒多由昏愦，本皆内伤积损颓败而然”； “非风”致病，“未有不因表里俱虚”。

2 脑卒中的西医发病机制

脑卒中发生后，病理表现主要为脑组织，包括神经元、神经胶质细胞以及脑部血管等不同程度受损[8]，临床表现也主要以神经系统受损导致的感觉、运动功能障碍为主[9]。其发病机制主要与脑组织因缺血缺氧导致细胞凋亡、炎症反应、免疫反应、自由基过剩、钙超载、血液动力学改变、铁死亡等有关，其中炎症反应一度是脑卒中发生机制研究的热点。

早期就有研究报道称，脑卒中发生后，缺血侧脑组织IL-1α、IL-1β、血管细胞黏附分子-1（VCAM-1）、内皮细胞黏附分子（ECAM）、单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）以及肿瘤坏死因子α（TNF-α）、巨噬细胞炎性蛋白-1α（MIP-1α）、趋化因子CX3CL1等表达水平均会明显增高[10]。上述因子均是炎症反应发生的重要介质，除介导炎症反应发生外还可引起病灶周围组织损伤。炎症反应本身可直接或间接地导致大量神经元出现液化性坏死以及神经元胞体与轴突丢失的现象[11,12]。在相当一部分未凋亡的神经元内部，能观察到胞质明显肿胀或者出现空泡、细胞核缩小甚至消失等细胞器受损的现象；此外，包括星形胶质细胞、少突胶质细胞及小胶质细胞等在内的神经胶质细胞内也出现了同样的病理特征[13]。如IL- 1β，可促使中性粒细胞粘附于受损部位的血管内皮细胞上，激发炎症反应的同时改变血管壁通透性，引起血脑屏障受损、血源性水肿[10]。又如脑卒中发生后，脑组织会因血供障碍而发生过氧化损伤反应，过量氧自由基生成，打破机体本身的自由基平衡系统，使细胞内皮功能受损，线粒体的结构遭到破坏，加速病灶区神经元凋亡，促使脑组织发生不可逆损伤。

铁死亡是新近发现的一种细胞死亡形式，以铁依赖性的脂质过氧化反应为标志，在异常状态下，机体铁代谢紊乱导致脂质过氧化产物和活性氧（reactive oxygen species，ROS）沉积，进而引起细胞程序性死亡。目前铁死亡诱发机制尚未完全明确，可以肯定的是脂质过氧化反应、铁代谢等均与铁死亡密切相关[14,15]。研究表明，脑卒中发生后，铁代谢发生异常，加速神经元凋亡。

诸如此类的研究报道还有很多，从这些研究成果中不难发现，脑卒中的发生机制异常复杂，各项因素之间密切关联，互为因果，迄今为止，仍有许多谜团尚未完全解开，但是针对脑卒中有效的治疗手段已经涌现，脑泰方就是其中之一。

3 脑泰方药物的组成及临床应用

考虑到气虚血瘀是缺血性中风的主要病机，那么治疗脑缺血的主要治则便是益气活血。王肯堂《证治准绳》中记载：“卒仆偏枯之症，虽有多因，未有不因真气不周而病者。故黄芪为必用之君药。”清代医家王清任在《医林改错》中记载“亏损元气，是其本源”，“元气即虚必不能达于血管，血管无气，必停而为瘀”，王清任将益气活血的治则进一步发展，创立经典方“补阳还五汤”，该方重用君药黄芪达四两。以该法确立得到的中药复方脑泰方的主要功效为补气活血、化瘀通络。脑泰方是由黄芪、川芎、僵蚕和地龙按4:1:1.5:1.5的比例组成。其中黄芪为君药，属于蝶形花科（豆科）类植物，为蒙古黄芪或膜荚黄芪的干燥根，始载于《神农本草经》，味甘，性微温，归肺、脾经。《中国药典》记载黄芪能补气升阳、益卫固表，利水消肿，托毒生肌。现代药理研究发现黄芪的有效成分主要为皂苷类、黄酮类、氨基酸类及多糖类等。川芎为臣药，属于伞形科类植物，辛，温，入肝、胆经，其主要成分为川芎嗪、阿魏酸等。川芎功能行气开郁，祛风燥湿，活血止痛。地龙为环节动物门钜蚓科动物动物参环毛蚓、通俗环毛蚓、威廉环毛蚓或栉肓毛蚓的干燥体。味微咸，性寒，归肝、脾，膀胱经。地龙富含蛋白质，有多种游离氨基酸，功能清热定惊，通经活络、平喘利尿。僵蚕是蚕蛾科幼虫感染白僵菌而死的干涸硬化虫体。僵蚕的有效成分为白僵菌素、植物甾醇等，功能祛风定惊，化痰散结。脑泰方现已用于脑缺血急性期的治疗，且取得了较好的临床效果[16]。

4 脑泰方的神经保护机制

脑卒中发病机制错综复杂，脑泰方作为中药复方，包含多种药性成分。王国佐等[17]曾经通过基于网络药理学检索的方法，筛选了40个脑泰方有效药性成分，预测可能的作用靶点254个，预测可能的相关作用通路46条。近年来针对脑泰方治疗脑卒中作用机制的研究层出不穷，多项研究成果明确表明脑泰方具有神经保护作用，其作用机制如下。

4.1 促进神经元再生

早期研究揭示脑泰方可有效减轻脑卒中后因脑缺血引起的神经元凋亡情况，促进神经元再生[18]。神经元再生主要依赖于中枢神经干细胞的增殖及分化，在这一过程中Notch信号通路发挥了重要作用。曾有研究称通过激活Notch信号通路，可有效抑制了神经干细胞的凋亡，促进脑卒中后神经元再生[19-21]。钟晴等[22]采用脑泰方提取物（NTFE）对大脑中动脉闭塞（Middle cerebral artery occlusion，MCAO）大鼠进行干预，检测发现经脑泰方干预组的大鼠海马区神经元标记物 Nestin以及Notch信号通路的关键蛋白Notch1的表达水平均明显高于对照组，结果表明脑泰方能促进脑缺血大鼠海马区神经元再生，并可上调Notch1蛋白的表达水平来激活Notch信号通路，这一结果提示脑泰方促进神经元再生的作用机制极有可能是通过激活Notch信号通路。

小胶质细胞（microglia，MG）在中枢神经系统中发挥着不可或缺的作用，脑卒中发生后，MG会迅速被激活，呈现出M1、M2型两种完全不同的极化状态，M1型为促炎型，可释放IL-1β、TNF-α、NO等因子，加重炎性反应，促进神经元凋亡；M2型为抗炎型，可释放IL-10、IGF-1、TGF-α、TGFβ等因子，减轻炎性反应，进而减轻脑组织损伤情况[23]。此外，IGF-1可促使神经干细胞向SVZ区聚集[24]。而TGF-α对神经干细胞的增殖和分化有着重要的影响，有研究表明，在MACO小鼠，上调M2型小胶质细胞内TGF-α mRNA表达水平，缺血侧室下区(subventricular zone, SVZ)新生神经元数量增多[25,26]。在最新研究报道中，张秀丽等[27]以MG为靶点，首先在体外实验做了初步尝试，利用脑泰方对LPS诱导模拟体内炎症环境下的HAPI 小胶质细胞进行干预，发现脑泰方可抑制MG的M1型极化，促进MG的M2型极化；接着他们采用MACO大鼠展开进一步探索，发现，经脑泰方干预组MACO大鼠脑皮质MG数量及突触分支均较对照组增多，这表明脑泰方可有效激活MG，且分别检测M1型标志分子、M2型极化标志分子后发现，脑泰方干预3天后M1型标记分子逐步明显抑制，M2型标记分子表达明显增多，这一结果提示脑泰方可通过促进MG向M2型极化来促进脑卒中后神经元再生[28]。以上研究成果表明脑泰方可通过靶向性激活Notch信号通路、促进MG极化等途径来抑制脑卒中后神经元凋亡、促进神经元再生。

4.2 抗氧化损伤

脑卒中发生后，脑组织因血供障碍而发生过氧化损伤反应。丙二醇（maleic dialdehyde，MDA）是脂质过氧化反应的最终产物，超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）是机体抗氧化酶系统重要成员，是氧自由基清除因子，机体内MDA、SOD的表达水平可反映脂质过氧化反应的程度。早期就有研究报道了脑泰方干预可抑制MDA的产生，增强SOD酶活性，表明脑泰方干预可使机体氧化应激状态得到明显改善[29]。

谷胱甘肽过氧化物酶4（glutathione peroxidase 4，GPX4）是氧化损伤反应的关键蛋白，也具有消除氧自由基、抗氧化的作用；GPX4功能障碍可导致细胞内脂质活性氧（lipid-ROS）堆积[30]。最新研究结果表明，体外培养的新生大鼠脑皮质神经元，采用血红蛋白诱导神经元建立氧化应激损伤细胞模型，给予脑泰方含药血清进行干预后，采用ELISA法检测细胞GPX4活性及细胞上清液内lipid-ROS含量，发现与对照组相比，脑泰方干预组细胞GPX4活性明显升高，细胞上清液中lipid-ROS含量明显降低，这表明脑泰方可增强神经元抗氧化能力[31,32]。该结果很快在大鼠在体实验中得到了进一步验证，研究者检测发现脑出血急性期大鼠脑组织内GPX4表达量大大减少，而lipid-ROS表达水平则明显上升，采用脑泰方干预后，GPX4的表达量明显升高，而lipid-ROS的含量则明显下降，表明脑泰方干预可增强GPX4活性，缓和机体脂质过氧化应激反应[33]。上述研究成果提示脑泰方可通过增强SOD酶、GPX4等抗氧化因子的活性，进而增强神经元抗氧化损伤的能力。

4.3 调节铁代谢

黄娟等[34]报道了用脑泰方对脑缺血/再灌注大鼠进行干预，可使大鼠海马区膜铁转运辅助蛋白（hephaestin，Heph）的表达增多，而铁沉积量减少。曾劲松等[35]也在这方面进行了探索，他们将脑出血急性期大鼠随机分为随机分为假手术组、模型组、去铁胺组、脑泰方治疗组，采用Zea Longa 5级评分法在治疗前后分别对各组大鼠进行神经功能缺失评分，结果提示脑泰方治疗组大鼠神经功能较对照组明显改善，再分别检测各组大鼠病灶区域脑组织内转铁蛋白受体（transferrin receptor，TfR）、铁调节蛋白2（iron regulatory protein-2，IRP-2）、膜铁转运蛋白1（ferroportin-1，Fpn-1）、脑组织铁沉积量、脂质活性氧lipid-ROS以及铁死亡标志物环氧合酶2（cyclooxygenase-2，COX-2）的表达水平，发现脑泰方治疗后的大鼠脑组织内除了Fpn-1表达量增多外，TfR、IRP-2、脑组织铁沉积量、lipid-ROS和COX-2含量均明显降低，这一系列结果直观地反映出脑泰方可降低神经细胞内铁离子浓度，减少铁沉积，促进神经功能恢复。

GPX4除了是反映氧化损伤程度的关键蛋白，也常被视作反映铁死亡的生化指标，近年有研究者报道称脑泰方可调节铁代谢，通过自体血注射发构建脑出血大鼠模型，检测发现大鼠脑出血后病灶脑组织GPX4表达下降，MDA、铁沉积量表达水平上升，表明大鼠脑卒中后铁代谢异常；将以上结果进行统计分析后发现GPX4水平与铁沉积量呈负相关，而MDA含量与铁沉积量呈正相关；而这一系列结果在给予脑泰方干预后出现逆转，大鼠病灶脑组织内GPX4表达量明显升高，MDA、铁沉积量表达量明显降低，这一结果表明脑泰方可减缓脑卒中后铁沉积，而这一作用与GPX4的表达上调密切相关[36]。除了出血性脑卒中，在缺血性脑卒中发生后脑组织病灶区同样会出现铁沉积现象，导致神经元大量丢失[37,38]。有研究表明，给予MCAO大鼠脑泰方干预后，检测发现经脑泰方治疗组大鼠脑组织GPX4表达水平明显增高，而ROS沉积量则大大减少[39]。上述研究成果表明脑泰方可通过调控脂质氧化-铁代谢途径来减缓神经元铁死亡的发生。

5 小结

脑泰方有效治疗脑卒中的机制重点体现在可有效地促进受损脑组织修复，具体作用途径主要是通过靶向性激活Notch信号通路、促进MG极化等途径增强神经元抗凋亡能力、促进神经元再生；通过增强SOD酶、GPX4等抗氧化因子的活性，增强神经元抗氧化损伤能力；通过调控脂质氧化-铁代谢途径来抑制神经元铁死亡。这些研究成果反映出脑泰方治疗脑卒中具有多靶点、多途径、成效显著的特点。然而，因临床脑泰方治疗的样本较为局限，脑泰方是否存在副作用、脑泰方针对脑卒中的特效药性成分、脑泰方治疗脑卒中的高性能优势等仍有待深入探索。现阶段临床中西医结合治疗方案已广泛应用于临床，尽管如此，仍尚缺乏高质量的治疗方案与循证指南[40]，脑泰方临床与基础研究的进一步完善或可为脑卒中精准治疗与康复提供参考。