周玉英,顾勇
摘要 综述活血化瘀药与组织型纤溶酶原激活剂(t-PA)联合使用后减少出血转化的研究进展。活血化瘀药单药有效成分(丹参多酚酸、丹参酮ⅡA、红景天苷、三七皂苷、银杏叶提取物等)、现代制剂(丹红注射液、川芎嗪注射液、银杏内酯注射液、脑心通胶囊)、经典方剂(桃红四物汤、血府逐瘀汤、补阳还五汤)对t-PA静脉溶栓后出血转化具有积极的治疗作用,且通过抑制血小板活化、神经炎、抗氧化、调节血管重构因子及抑制基质金属蛋白酶活性等多种途径保护血脑屏障完整性、减少内皮损伤。
关键词出血转化;血脑屏障;活血化瘀药;中医;组织型纤溶酶原激活剂;综述
doi:10.12102/j.issn.1672-1349.2024.04.016
急性缺血性脑卒中(AIS)是因大脑中动脉闭塞导致脑组织缺血缺氧的疾病,常伴有头晕头痛、口眼歪斜、肢体痹痛、周身麻木等表现,严重者出现昏迷甚至危及生命,目前有效恢复脑血流的治疗手段为静脉溶栓,而组织型纤溶酶原激活剂(tissue-type plasminogen activator,t-PA)是目前唯一被批准用于溶栓的药物,在时间窗内(3.0~4.5 h)优先使用可使堵塞血管再通[1],但t-PA溶栓后出血转化(hemorrhagic transformation,HT)发生率高达10%[2]。
中医药对脑缺血再灌注损伤防治经验丰富,其以多途径、多靶点、多效应性降低了t-PA溶栓后的出血转化。历代医家认为,中风之本为气血内虚,又因风、痰、瘀共同作用于人体而引起脑脉痹阻。瘀血既是致病因素,又是病理产物。血为气之母,血虚不荣,脉道空虚,血流无力而停滞生瘀;痰凝阻络,郁而化火,风火痰扰引起头晕;瘀血阻滞脉道,气血受制,不通则痛,出现中风后头痛;瘀血痹阻脑络,血不归经,则脑溢脉外,而致脑出血;痰瘀阻滞脑窍则引起意识减退,甚则昏迷。治法分为益气活血化瘀、化痰活血祛瘀,根据寒热性质又分温阳化瘀、清热化瘀等法。总之,活血化瘀法对中风治疗尤其重要。脑梗死溶栓后出血转化机制复杂,血脑屏障(BBB)破坏是出血的关键[3]。t-PA溶栓后血管再通,大量活性氧产生,激活血管内皮因子,炎症机制随即启动,血小板活化同时损伤内皮细胞,造成BBB结构破坏,加之缺血初期血管重塑,血管条件不稳造成了BBB渗漏。在t-PA干预前行灌注加权成像采集和梯度回忆回波序列检测,溶栓后在出血区发现了钆积累,提示出血区伴随BBB结构破坏[4]。研究表明,保护BBB完整性,有效减少了t-PA溶栓后的出血转化[5],这说明保护BBB完整是减少t-PA溶栓后出血转化发生的有效靶点。中药协同t-PA治疗减少溶栓出血是有效减少出血转化的潜在治疗方案。本研究简要阐述活血化瘀药减少溶栓后出血转化的机制。
1活血化瘀药保护了溶栓后BBB完整性
BBB位于血液与脑实质之间,由紧密连接蛋白将内皮细胞紧密连接,与基底膜、周皮细胞共同形成半通透性屏障,胶质细胞和神经元参与BBB功能的调节,BBB渗漏后血液中的红细胞、细胞外源性物质等进入脑内,导致出血转化发生[6]。Claudin-1、Claudin-5、紧密连接蛋白-1(ZO-1)对维持紧密连接蛋白紧密性至关重要。在Zuo等[7]的实验中,在大脑中动脉栓塞模型(middle cerebral artery occlusion,MCAO)大鼠缺血前注射红景天苷(20 mg/kg),缺血后15 min注射t-PA(10 mg/kg),发现24 h后伊文思蓝(EB)渗漏明显减少,Claudin-5表达增多,提示红景天苷通过增强紧密连接蛋白表达减少了BBB开放。血为气之母,气为血之帅,黄芪与川芎的经典在临床中广泛运用,在MCAO大鼠造模后立即静注黄芪苷(2 mL/kg)+川芎嗪(1 mL/kg),3 h后再静注t-PA(5 mg/kg)提高了Claudin-1、Claudin-5的表达,降低基质金属蛋白酶-9活性,溶栓过程中的出血量较单用黄芩苷或川芎嗪明显减少(P<0.05)[8]。脑梗死后神经元突触连接破坏,激活凋亡因子半胱氨酸蛋白酶3(Caspase-3)和Bcl-2相关X蛋白(Bax)的表达,造成大量神经元程序性死亡,而后小胶质细胞和中性粒细胞激活,介导免疫炎症反应[9],黄启勇等[10]观察了60例溶栓病人,发现脑心通具有抗炎性因子、改善血流动力和神经元凋亡的潜在治疗作用。
1.1活血化瘀药抑制血小板活化,降低血管内皮损伤
血小板聚集后血栓形成,激活中性粒细胞和小胶质细胞,分泌干扰素-1β(IFN-1β)和白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)等炎性因子损伤血管内皮细胞,导致BBB开放[11],因此抑制血小板聚集和血小板活化是中风治疗的有效方法。P选择素(P-selection)和1型纤溶酶原激活物抑制剂(PAI-1)是血小板活化标志物,在一项MCAO大鼠实验中,使用丹红注射液(DHI,4 mL/kg)+t-PA(2.5 mg/kg)逆转了溶栓大鼠7 d后PAI-1和P-选择素的高表达[12],提示DHI可通过抑制血小板活化减少BBB渗漏,且在联合治疗组中,溶栓剂量减少了一半,说明活血化瘀药有望在溶栓治疗中减少溶栓剂用量,也能明显减轻BBB损伤。王辉等[13]通过86例急性脑梗死病人的对照观察,发现银杏叶提取物能降低纤维蛋白原、血小板反应蛋白-1水平,改善血流动力,但并未有相应基础研究阐明其作用机制,未来需要结合更多的基础研究挖掘银杏叶在出血转化中的优势作用。t-PA与纤溶酶原结合产生纤溶酶,溶解纤维蛋白。于丽波等[14]在梗死病人4.5 h内静脉输注银杏内酯注射液(6 mL,14 d),发现银杏内酯注射液降低了病人美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分和Barthel评分,提高了生活质量,同时治疗后治疗组纤维蛋白酶原高于对照组,凝血酶原时间和凝血酶时间均低于对照组,降低了出血发生率,临床治疗效果显著。
1.2活血化瘀药降低炎性因子表达,减轻BBB损伤
t-PA溶栓介导了BBB破坏,激活炎性因子,炎性因子释放又加重BBB损伤,引起炎症级联反应[15]。低氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)在缺血状态下可以启动因子转录,激活诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)表达,加重神经缺损,而桃红四物汤[16](0.7 g/kg)在缺血24 h后与tPA(4 mg/kg)同时给药,14 d后显示降低了脑组织中HIF-1α表达和iNOS、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)信号,减少脑梗死面积。予血府逐瘀汤1.5 g/kg和3.0 g/kg预处理14 d后进行血栓栓塞造模,再给予IV-tPA(8 mg/kg)治疗,结果显示血府逐瘀汤呈现剂量依赖性,降低了大鼠脑梗死面积(P<0.01),予血府逐瘀汤3.0 g/kg组降低了HIF-1α表达(P<0.01),蛋白免疫印迹法(Western Blot)检测显示,iNOS(P<0.05)和TNF-α、Caspase-3信号减弱(P<0.01),表明血府逐瘀汤通过抑制炎症反应减少脑水肿,保护神经[17]。
1.3活血化瘀药抗氧化应激减少BBB渗漏
脑梗死早期小胶质细胞激活,释放多种促炎信号,介导氧化应激反应。炎症过程中产生的iNOS可合成一氧化氮(NO),联合灌注过程中产生的活性氧自由基形成活性氮自由基,桃红四物汤[16]和血府逐瘀汤[17]在溶栓模型大鼠研究中均被证实能通过抑制iNOS表达延长tPA治疗时间窗,减少BBB渗漏。在刘书剑等[18]对90例溶栓病人的研究中,对照组使用三七总皂苷(400 mg,静脉输注,14 d),检测血清发现,丙二醛和基质金属蛋白酶(MMP)-9水平均降低,超氧化物歧化酶表达升高,治疗组出血率低于对照组,安全性较高。
1.4活血化瘀药促进血管稳定重建
脑缺血后,血管重塑因子表达上调,侧支循环开放,然而早期的血管条件不稳,再灌注后的血流恢复更容易造成出血渗漏。HIF-1α促进血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)表达,促进侧支循环开放[19]。Chen等[12]在溶栓大鼠中注射DHI(4 mL/kg),显示HIF-1α表达增高,VEGF表达增强促进血管再生,BBB渗漏减少。血管紧张素通过改善血管重构,拯救脑梗死缺血半暗带,张婷等[20]在溶栓大鼠模型中,设补阳还五汤低(7.42 g/kg)、中(14.82 g/kg)、高(29.64 g/kg)剂量组,结果显示补阳还五汤能提高血管紧张素-Ⅱ活性,抑制血管紧张素-Ⅰ诱导的酪氨酸激酶2受体磷酸化,促进VEGF表达和血管重构,表明补阳还五汤有效增强t-PA溶栓效果,有望成为减少t-PA出血转化的潜在药物。乔天慈等[21]研究显示,气虚血瘀型病人口服黄芪和水蛭(5∶1)14 d显著改善了恢复期神经缺损,有效减少了溶栓副作用,其可能减少溶栓后出血和梗死复发等不良反应。
1.5活血化瘀药调控MMPs活性,减少BBB通透性
MMPs主要来源于中性粒细胞和小胶质细胞,可以溶解BBB结构蛋白,造成BBB连接蛋白或者细胞组织的溶解[22]。其家族成员MMP-9、MMP-3与BBB渗漏关系密切,通过MMPs抑制剂可逆转tPA溶栓出血[23]。溶栓后静脉注射丹参酮ⅡA水溶性衍生物丹参酮ⅡA磺酸钠(STS,60 mg/d,静脉输注10 d)可有效降低MMP-9水平,减少Claudin-5蛋白溶解,在STS组中发现金属蛋白酶组织抑制因子1(TIMP-1)的高表达,表明STS通过抑制MMPs活性改善了溶栓病人缺损评分,减少BBB破坏。在一项包括122例溶栓脑卒中病人的疗效观察中,血府逐瘀汤组(300 mL,口服,每日2次,4周)总有效率达到90.16%,显著高于对照组的75.41%(P<0.05),检测发现观察组的MMP-3水平降低,TIMP-1水平升高,表明血府逐瘀汤通过降低MMP活性提高了溶栓效果[24]。
2小结
t-PA溶栓后的出血转化机制复杂,最直接的表现为各种因子导致的BBB渗漏,首先,血小板聚集后血栓形成,造成大脑中动脉闭塞,神经凋亡因子和血管生长因子活性增强,中性粒细胞和小胶质细胞激活,释放炎性因子和MMPs造成BBB渗漏[15];而t-PA溶解纤维蛋白后,激活血小板活性因子,导致出血转化;同时溶栓后血流恢复带来大量活性氧,也对BBB结构造成氧化损伤[25]。氧化、炎症、血管生长因子与MMPs之间相互作用,各种蛋白靶点相互串联形成复杂网络系统,中医药能抑制t-PA溶栓后出血转化的发生,说明其可通过多途径、多靶点减少t-PA副作用,减少BBB开放,探索其中复杂的药效机制有望为活血化瘀药联合溶栓剂降低出血转化的临床应用提供科学理论指导。
但目前针对活血化瘀药减少t-PA静脉溶栓的研究以临床病例观察居多,且多为单中心、少样本,双盲设计不足,缺乏实验研究机制探索;在经典中药复方实验研究中,以血府逐瘀汤、桃红四物汤报道较多,中药有效成分以丹参有效成分报道为主,对其他经典复方药物有待挖掘。本研究发现中药如三七[26]、川芎[27]、红花[28]等单药及其有效成分或活血化瘀复方组成药物均能保护BBB完整性,抑制血小板活化,并减少脑梗死出血转化,但均缺乏在溶栓模型中的验证和深度机制探索。针对以上提出的局限性,本研究认为,未来可以运用网络药理学、代谢组学等新兴学科进行更多蛋白靶点和信号通路机制探索,针对性地开展实验研究及多中心、双盲、多样本的临床疗效观察,深入挖掘现有活血化瘀药的有效成分及作用机制,扩大研究模型功能验证,严格规范科学对照实验,从而全面地解析活血化瘀药及其内在活性成分在不同分子靶点上的作用途径,进一步阐释活血化瘀药减少t-PA出血转化的作用机制,探索各靶点与多种信号通路之间的串联机制,为临床应用提供科学指导意见。
参考文献:
[1]LEES K R,BLUHMKI E,VON KUMMER R,et al.Time to treatment with intravenous alteplase and outcome in stroke:an updated pooled analysis of ECASS,ATLANTIS,NINDS,and EPITHET trials[J].Lancet,2010,375(9727):1695-1703.
[2]HASSAN A E,RINGHEANU V M,PRESTON L,et al.Ⅳ tPA is associated with increase in rates of intracerebral hemorrhage and length of stay in patients with acute stroke treated with endovascular treatment within 4.5 hours:should we bypass Ⅳ tPA in large vessel occlusion?[J].Journal of Neurointerventional Surgery,2021,13(2):114-118.
[3]HUANG P,WAN H T,SHAO C Y,et al.Recent advances in Chinese herbal medicine for cerebral ischemic reperfusion injury[J].Frontiers in Pharmacology,2022,12:688596.
[4]LEIGH R,JEN S S,HILLIS A E,et al.Pretreatment blood-brain barrier damage and post-treatment intracranial hemorrhage in patients receiving intravenous tissue-type plasminogen activator[J].Stroke,2014,45(7):2030-2035.
[5]LIU C L,XIE J,SUN S S,et al.Hemorrhagic transformation after tissue plasminogen activator treatment in acute ischemic stroke[J].Cellular and Molecular Neurobiology,2022,42(3):621-646.
[6]ARBA F,PICCARDI B,PALUMBO V,et al.Blood-brain barrier leakage and hemorrhagic transformation:the reperfusion injury in ischemic stroke(RISK) study[J].European Journal of Neurology,2021,28(9):3147-3154.
[7]ZUO W,YAN F,ZHANG B,et al.Salidroside improves brain ischemic injury by activating PI3K/AKT pathway and reduces complications induced by delayed tPA treatment[J].European Journal of Pharmacology,2018,830(4):128-138.
[8]PAN R H,TANG X L,WANG H J,et al.The combination of Astragalus membranaceus and ligustrazine protects against thrombolysis-induced hemorrhagic transformation through PKCδ/marcks pathway in cerebral ischemia rats[J].Cell Transplantation,2020,29:096368972094602.
[9]XIA X H,WANG S,WU L R,et al.TIPE2 attenuates neuroinflammation and brain injury through Bcl-2/Bax/cleaved caspase-3 apoptotic pathways after intracerebral hemorrhage in mice[J].Brain Research Bulletin,2022,191:1-8.
[10]黄启勇,覃瑞明,文润嘉,等.脑心通胶囊对脑卒中气虚血瘀证rt-PA静脉溶栓后静脉血S100B蛋白表达、学习记忆及肢体运动功能的影响研究[J].中华中医药学刊,2022,40(7):237-240.
[11]HOVHANNESYAN R A,HOVHANNISYAN I G.Platelet aggregation and interleukins indicators impacting the outcomes of ischemic stroke[J].Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases,2019,28(7):2038-2044.
[12]CHEN S M,ZHANG J H,LI M,et al.Danhong injection combined with tPA protects the BBB through Notch-VEGF signaling pathway on long-term outcomes of thrombolytic therapy[J].Biomedicine & Pharmacotherapy,2022,153:113288.
[13]王辉,刘玉培,杨瑞莲.银杏叶提取物联合rt-PA静脉溶栓治疗急性脑梗死的效果[J].河南医学研究,2022,31(3):524-527.
[14]于丽波,王帅,姜瀛,等.银杏内酯注射液联合阿替普酶静脉溶栓治疗急性缺血性脑卒中的效果[J].中国医药导报,2019,16(7):140-143.
[15]SHI K B,ZOU M,JIA D M,et al.tPA mobilizes immune cells that exacerbate hemorrhagic transformation in stroke[J].Circulation Research,2021,128(1):62-75.
[16]YEN T L,ONG E T,LIN K H,et al.Potential advantages of Chinese medicine Taohong Siwu Decoction(桃红四物汤) combined with tissue-plasminogen activator for alleviating middle cerebral artery occlusion-induced embolic stroke in rats[J].Chinese Journal of Integrative Medicine,2014:1-9.
[17]LEE J J,HSU W H,YEN T L,et al.Traditional Chinese medicine,Xue-Fu-Zhu-Yu Decoction,potentiates tissue plasminogen activator against thromboembolic stroke in rats[J].Journal of Ethnopharmacology,2011,134(3):824-830.
[18]刘书剑,邹君.三七总皂苷对急性缺血性脑卒中静脉溶栓患者缺血-再灌注损伤及出血性转化的影响[J].中国疗养医学,2021,30(6):656-658.
[19]SHEN Y F,GU J X,LIU Z Y,et al.Inhibition of HIF-1α reduced blood brain barrier damage by regulating MMP-2 and VEGF during acute cerebral ischemia[J].Frontiers in Cellular Neuroscience,2018,12:288.
[20]张婷,齐婧,刘侃,等.补阳还五汤对rt-PA溶栓后急性脑梗死大鼠神经细胞凋亡及Ang/Tie-2蛋白表达的影响[J].遵义医科大学学报,2021,44(6):711-717.
[21]乔天慈,吴宏赟,李浩然,等.炙黄芪-水蛭治疗阿替普酶静脉溶栓的气虚血瘀型急性脑梗死的临床疗效观察[J].中医药学报,2022,50(4):63-67.
[22]CUI N,HU M,KHALIL R A.Biochemical and biological attributes of matrix metalloproteinases[J].Progress in Molecular Biology and Translational Science,2017,147(2):1-73.
[23]LING C H,CAO S L,KONG X J.Changes of FSTL1 and MMP-9 levels in patients with acute cerebral infarction and its relationship with hemorrhagic transformation[J].Journal of Clinical Neuroscience,2022,99(10):164-168.
[24]朱云波,马征,窦志杰,等.血府逐瘀汤配合rtPA静脉溶栓对急性脑梗死患者神经功能及血清MMP-3、TIMP-1的影响[J].中国中医急症,2018,27(3):418-421.
[25]GU Y,CHEN J P,SHEN J G.Herbal medicines for ischemic stroke:combating inflammation as therapeutic targets[J].Journal of Neuroimmune Pharmacology,2014,9(3):313-339.
[26]LIU B W,LI Y Y,HAN Y,et al.Notoginsenoside R1 intervenes degradation and redistribution of tight junctions to ameliorate blood-brain barrier permeability by Caveolin-1/MMP2/9 pathway after acute ischemic stroke[J].Phytomedicine,2021,90:153660.
[27]LI L,CHEN H W,SHEN A L,et al.Ligustrazine inhibits platelet activation via suppression of the Akt pathway[J].International Journal of Molecular Medicine,2019,43(1):575-582.
[28]LU P H,KUO C Y,CHAN C C,et al.Safflower extract inhibits ADP-induced human platelet aggregation[J].Plants,2021,10(6):1192.
(收稿日期:2023-02-15)
(本文编辑邹丽)