远隔缺血后适应在缺血性血管病的研究进展

张元杰 曲辅政

1滨州医学院临床医学院 256600；2滨州医学院烟台附属医院心内科 264000

随着人民生活水平的提高及年龄的增长，缺血性血管病如心肌梗死、脑梗死等疾病逐渐成为老年人常见病之一，成为老年人高致残率和高病死率的主要原因，同时也对家庭和社会造成沉重的负担。缺血性血管病由于组织血液灌注减少以致出现组织细胞严重损伤，相关研究证实远隔缺血后适应（remote ischemic postconditioning，RIPostC）明显减轻再灌注损伤，不仅能够在心脏［1］、脑［2］、肾［3］等重要器官起到重要的保护作用，而且能够改善缺血性血管病患者的临床预后，使患者受益。本文对RIPostC 在缺血性血管病的作用机制及相关研究进展作一简要综述。

1 RIPostC的提出

Reimer 等［4］的一项实验研究表明多次短暂的缺血发作在随后的缺血适应中减缓ATP 耗竭的速度。相关研究证明间歇性再灌注可预防心肌缺血损伤的累计性效应［5-6］。在间歇性缺血和再灌注分别对缺血损伤的有益影响的实验基础上，1986 年Murry 等［7］首次实施了心肌缺血预适应（ischemic preconditioning，IPreC）一项动物实验，即实验组在犬心脏左前降支血管缺血前1 h，给予心脏回旋支血管4 个反复、间断性、可逆性的5 min闭塞和再通，结果显示实验组心肌梗死面积较对照组显著减少，心肌再灌注损伤减轻。多项研究也证实IPreC 的保护作用［8-9］。缺血预适应主要依赖于缺血事件前的干预，然而心肌缺血的不可预见性，因此限制它的临床应用。2003 年Zhao 等［10］首次利用犬心肌梗死模型进行一项缺血后适应实验，即实验组在犬冠状动脉开通主干血管再灌注早期给予周期为30 s 的重复短暂闭塞和再灌注，对照组无须处理，结果发现缺血后适应可以起到减少心肌梗死面积的心肌保护作用。从而推进了一项改良技术即缺血后适应（ischemic postconditiongning，IpostC）的出现，即在缺血器官罪犯血管开通再灌注前，给予缺血器官重复短暂的可逆性缺血再灌注，从而保护缺血器官免受缺血再灌注损伤。尽管缺血后处理具有强大的减轻缺血再灌注损伤作用，但其临床应用受限于它对缺血器官进行额外缺血的风险。Kerendi 等［11］（2005 年）发现通过对小鼠肾动脉进行反复短暂的缺血再灌注操作，小鼠心肌梗死面积显著减轻，从而提出RIPostC 这一概念，RIPostC 通过对远隔器官（例如上肢）施以短暂的、可逆性的缺血缺氧刺激后，使除缺血上肢以外的其他重要器官（如心脏、大脑、肝脏、肾）等对随后发生的严重或致命性的缺血缺氧产生保护作用，RIPostC 是缺血性血管疾病研究的热点话题，可作为一种较为安全的内源性物理疗法，在心脑血管疾病的治疗中起到难以替代的作用。

2 RIPostC减轻缺血再灌注损伤的可能作用机制

在缺血性血管疾病中，RIPostC 可作为一种较为安全的内源性保护措施，目前成为减轻或防治缺血再灌注损伤的重要课题。目前RIPostC 保护作用的机制尚未彻底阐明，多项动物实验研究及临床研究证明，缺血预适应、缺血后适应、远隔缺血后适应都对心脏、脑缺血-再灌注损伤均有保护作用，目前认为抑制中性粒细胞的浸润、抑制脂质过氧化、抗凋亡等作用是远隔缺血后适应减轻或防止缺血再灌注损伤的重要作用机制，RIPostC 保护机制可能与许多细胞分子机制有关，其机制十分复杂，现从以下方面进行阐述。

2.1 减少氧自由基的生成 有研究表明，在早期再灌注过程中大量活性氧物质的产生有助于继发于缺血和再灌注的组织损伤［12］。氧自由基在再灌注开始后的第1 min以内爆发，在再灌注开始后的4～7 min 可达到高峰，在再灌注后期仍然可以检测到自由基生成的增加。Sun等［13］证明缺氧后适应预防心肌细胞损伤与减少氧自由基的生成有关。Kin等［14］报道，在冠状动脉再灌注开始前立即给予股动脉5 min的缺血和再灌注时，发现远隔后处理与较低水平的丙二醛反应产物相关，这一结果表明，远程后处理减轻了心肌危险区域的脂质过氧化，是远程后适应提供心脏保护的重要组成部分。远程后适应可能限制了基质的传递，从而直接减少了心肌再灌注早期氧化自由基的生成。由此认为远隔后适应产生的心脏保护作用可能是通过抑制氧化剂生成和氧化剂介导的损伤来介导的。

2.2 抑制中性粒细胞的浸润 众所周知，中性粒细胞的浸润在心肌缺血再灌注损伤的发病机制中起着至关重要的作用［15］。组织缺血再灌注损伤引起中性粒细胞浸润增加的机制尚不十分清楚，可能与细胞黏附分子生成增加、趋化因子及细胞因子生成增多有关。2006年Li等［16］在兔冠状动脉缺血再灌注模型进行研究，利用髓过氧化物酶（一种处于危险区域的中性粒细胞标记酶）的活性评估中性粒细胞浸润情况，结果表明，RIPostC 可使该危险区域的髓过氧化物酶活性降低50%以上。RIPostC 抑制中性粒细胞的浸润可能是促炎细胞因子产生减少的结果。2013年，Zhang等［17］在大鼠冠状动脉闭塞和再灌注模型中，给予双后肢单个I/R 操作诱发远程后适应，结果表明，RIPostC 可降低血清促炎细胞因子（TNF-α、IL-1、IL-6）水平。这些数据提示抑制中性粒细胞的侵袭可能与RIPostC 的心脏保护作用直接相关。降低促炎细胞因子和趋化因子水平可抑制中性粒细胞向再灌注区浸润。

2.3 抗细胞凋亡 细胞凋亡是指机体细胞在发育过程或某些因素如缺血、缺氧、再灌注损伤等因素中通过调动内在机制而发生的细胞主动死亡过程。缺血再灌注期间凋亡细胞主要聚集在坏死细胞周围区域，因此细胞凋亡可能在缺血再灌注所致细胞梗死面积增大起到一定的作用。2011 年，Tang 等［18］利用TUNEIL 阳性细胞数目评估RIPostC在心肌缺血再灌注损伤抗细胞凋亡的作用，研究发现，与对照组（仅给予缺血再灌注）相比，RIPostC（在冠状动脉灌注后给予左肺动脉闭塞5 min 和5 min 再灌注）组使tunel 阳性细胞数量减少50%，因此RIPostC 能有效防止心肌细胞的再灌注凋亡。2012 年任慧敏等［19］利用兔缺血再灌注模型，发表了一项研究结果，用tunel 阳性细胞数量评估细胞凋亡，凋亡指数以凋亡细胞占心肌细胞总数的百分比计算，对照组（I/R）中，凋亡指数为36%，在RIPostC 组中这个指标为22%。此外，研究者还测定了促凋亡蛋白Bax（Bcl-2 相关的x 蛋白）和抗凋亡蛋白Bcl-2（b 细胞淋巴瘤蛋白-2）的表达。缺血-再灌注导致心肌组织中这些蛋白的数量增加。远端后适应可降低Bax/Bcl-2 比值，从而降低凋亡强度。此外，作者还发现RIPostC 会降低影响细胞凋亡强度关键酶—caspase-3 的活性。Yu 等［20］利用测量编码Bcl-2 和Bax 蛋白的mRNA 水平进行评估，结果表明，心肌梗死小鼠RIPostC组可使Bcl-2/Bax 比值升高，同时caspase-3 活性降低。这些数据证明远端后适应通过降低caspase-3 的活性，提高Bcl-2蛋白的表达，降低Bax蛋白的表达，从而抑制心肌细胞的再灌注凋亡。

2.4 增强细胞自噬 自噬参与细胞内受损或衰老细胞器清除的过程，从而实现细胞本身的代谢需要和某些细胞器的更新。自噬的过程包括自噬诱导、自噬体的形成、自噬体与溶酶体的融合以及自噬溶酶体的降解。缺血再灌注过程中自噬的激活增强了beclin-1的表达，beclin-1是一种被认为是自噬最重要的触发因素之一［21-22］。Han 等［23］采用大鼠心肌再灌注损伤模型，将大鼠冠状动脉闭塞30 min 导致心肌梗死后，给予再灌注（1 h、2 h、3 h），在冠状动脉血流恢复后立即给予3个循环的左后肢RIPostC，每个循环为5 min缺血和5 min 再灌注，结果发现RIPostC 减少心肌梗死面积，增强Beclin-1 的表达，改变与自噬有关的其他蛋白质（sequestoome-1，LC3-I I，微管相关蛋白轻链3的LC3-I）的产生，首次证实自噬在远隔缺血后适应的作用［23］。向腹腔内注射自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤完全消除RIPostC 对心脏保护作用的影响［23］。2017 年Hao 等［24］发现RIPostC 通过激活nNOS/AMPK/mTOR 途径促进细胞自噬，从而减轻缺血再灌注损伤，减少心肌梗死面积，同时给予自噬抑制剂可完全消除远隔缺血后适应的心肌保护作用。

2.5 释放体液因子及激活细胞内信号传递通路RIPostC 释放一些体液因子如腺苷刺激机体的神经末梢且活化细胞内膜的受体，激活机体一系列细胞内信号传递通路，产生减轻缺血再灌注损伤的作用。有研究证明腺苷受体的拮抗剂能消除RIPostC 对心脏的保护作用，提示内源性腺苷的释放增加及细胞内信号传递通路的激活，众所周知，蛋白激酶C 参与细胞信号传递，相关研究证明蛋白激酶C阻滞剂白菜曲红碱完全消除了RIPostC 的减少梗死面积作用，蛋白激酶C 参与了手术创伤所致RIPostC 的保护小鼠心脏免受缺血再灌注损伤作用［25］。

3 RIPostC在缺血性心血管病中的相关临床研究

Crimi 等［26］在急性ST 段抬高型前壁心肌梗死患者中观察RIPostC 对心肌缺血再灌注损伤的影响，本试验随机分为RIPostC 组和对照组，RIPostC 组患者于PCI 术后对下肢进行3 个周期缺血（5 min）/再灌注（5 min），每1 周期利用袖带对下肢动脉加压至200 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）持续5 min造成下肢动脉缺血，然后释放袖带减压至0 mmHg 行再灌注；对照组未给予处理，观察心肌肌酸激酶水平、心肌梗死面积、ST 段回落率、心肌水肿体积情况，结果发现，RIPostC可降低肌酸激酶水平、减少心肌梗死面积、ST 段回落更快，因此认为下肢RIPostC 可减少心肌梗死面积，并与心肌再灌注损伤标志物（T2W 水肿体积）和微血管再灌注（STR）的改善相关。在2019 年的一项前瞻性随机研究中，Stiermaier等［27］将696 例接受直接PCI 术（PPCI）的急性ST 段抬高型心肌梗死患者随机分为PPCI 组、PPCI+RIC+RIPostC 组、PPCI+RIPostC 组，对主要心脏不良反应MACE（包括心脏死亡、再梗死、新发充血性心力衰竭事件）进行评估，结果显示，PPCI+RIC+RIPostC 组的MACE 发生率为10.2%，PPCI 组为16.9%（比值比为0.56；95%CI为0.32～0.97；P=0.04）。PPCI+RIC+RIPost 组新发充血性心力衰竭的发生率显著降低（2.7% 比7.8%；比值比0.32；95%CI为0.13～0.84；P=0.02），从而导致差异。与之相反，与PPCI 组相比，PPCI+RIPostC 组并没有降低MACE（14.1%比16.9%；比值比为0.81；95%CI为0.48～1.35；P=0.41），并且新发充血性心力衰竭的降低比较差异无统计学意义（3.5%比7.8%；比值比为0.43；95%CI为0.18～1.03；P=0.05），提示与PPCI 联合单纯的RIPostC 相比，PCI 联合院内RIC 和院外RIPostC 显著降低新发充血性心力衰竭的发生率，从而改善心肌梗死患者的临床预后。上述研究证明，RIPostC 与减少心肌梗死面积、改善ST 段回落率密切相关，然而不能够改善急性冠脉综合征疾病的长期预后，院内RIPostC 与院外RIPostC 的联合对于直接行PCI 术的急性冠状动脉综合征患者，可起到更强的心肌保护作用以及有利于患者的长期预后结果。

4 RIPostC在缺血性脑血管病中的相关临床研究

Wei等［28］探讨了双侧手臂远端缺血后处理对症状性颅内动脉粥样硬化性狭窄（sICAS）患者神经功能和侧支循环的康复作用，纳入了100例sICAS患者随机分为干预组和对照组，干预组对双上肢进行5个周期缺血（3 min）/再灌注（5 min），每1周期利用袖带对双上肢加压至180 mmHg持续3 min造成双上肢动脉缺血，然后释放袖带减压至0 mmHg持续5 min行再灌注，持续共6 个月，结果发现，干预组患者日常生活评分、血清VEGF、bFGF 水平均明显升高（均P＜0.05），由此说明反复的双上肢RIPostC 对sICAS急性期的血管生成促进和神经保护有一定的脑保护作用。2018 年王心颖等［29］纳入200例缺血性脑卒中患者，随机分为基础药物治疗组和基础药物治疗+RIPostC 组，试验组对双上肢进行5 个周期缺血（5 min）/再灌注（5 min），每1 周期利用袖带对双上肢加压至200 mmHg 持续5 min，然后释放袖带减压至0 mmHg 持续5 min 行再灌注，以达到远隔肢体缺血及复流循环的效果，持续处理12 个月，结果发现治疗12 个月后试验组NIHSS评分低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）；以及治疗12 个月后试验组偏利现象发生率高于对照组，差异有统计学意义。

5 小结

RIPostC 由于易操作、安全性高，具有广泛的临床应用前景。RIPostC 根据作用时间分为快速RIPostC 和延迟RIPostC，有相关研究证明两种方式分别具有同样的减轻缺血再灌注损伤作用，但与快速RIPostC 相比，延迟RIPostC 受到的关注较少。这两种方式联合应用可能是减轻缺血再灌注损伤的一种较好的方法，具有很大的临床应用潜力，但仍需进一步研究。