任　玥，曹文鋒，吳曉牧

缺血性腦卒中與免疫相關(guān)因子表達(dá)關(guān)系的研究進(jìn)展

任玥，曹文鋒，吳曉牧

江西省人民醫(yī)院(南昌330006)

摘要：近年來(lái)許多研究表明越來(lái)越多的免疫相關(guān)因子有助于預(yù)測(cè)缺血性腦卒中患病風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，缺血后免疫炎性反應(yīng)是缺血性腦卒中病程進(jìn)展造成腦組織損傷的主要原因。因此，腦卒中免疫學(xué)的理解和推進(jìn)有助于發(fā)展新的臨床策略以及診療手段。本研究對(duì)缺血性腦卒中發(fā)生前及缺血后免疫炎性反應(yīng)的不同階段免疫相關(guān)因子的表達(dá)和作用進(jìn)行簡(jiǎn)短回顧，為腦卒中高危人群的判定以及針對(duì)腦卒中后免疫反應(yīng)的治療藥物開(kāi)發(fā)提供新思路。

關(guān)鍵詞：缺血性腦卒中；缺血后免疫炎性反應(yīng)；細(xì)胞因子

腦卒中在我國(guó)以及世界范圍都已成為人類死亡和致殘的重要病因之一，嚴(yán)重危害人類生命健康，顯著降低生活質(zhì)量，對(duì)家庭和社會(huì)造成沉重負(fù)擔(dān)。70%～80%的腦卒中為缺血性發(fā)作，缺血后免疫炎性反應(yīng)是缺血性腦卒中病程進(jìn)展造成腦組織損傷的一個(gè)重要原因。充分了解免疫系統(tǒng)在缺血后的反應(yīng)和作用將有助于臨床醫(yī)師對(duì)腦卒中以及其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷病人的診療。此外，腦卒中免疫學(xué)的推進(jìn)也有助于發(fā)展新的臨床策略以及診療手段。本研究對(duì)缺血性腦卒中發(fā)生前及缺血后免疫炎性反應(yīng)的不同階段免疫相關(guān)因子的表達(dá)和作用進(jìn)行綜述，探討它們的變化對(duì)腦卒中高危人群的判定以及針對(duì)腦卒中后免疫反應(yīng)的治療藥物開(kāi)發(fā)的影響和意義。

1提示腦卒中患病風(fēng)險(xiǎn)的免疫標(biāo)記物

近來(lái)許多研究提示腦組織損傷前發(fā)生的炎癥和免疫系統(tǒng)激活可影響中風(fēng)患病風(fēng)險(xiǎn)。由于肥胖、高血壓及糖尿病的普遍存在，大部分腦卒中病人可能已處于一種“慢性低度全身性炎癥”的狀態(tài)。血清中的一些免疫標(biāo)記物可提示中風(fēng)前后的免疫系統(tǒng)狀況，有望成為為數(shù)不多的中風(fēng)患病風(fēng)險(xiǎn)可量化指標(biāo)之一。

曾有研究表明，血液中白細(xì)胞的活動(dòng)可作為預(yù)測(cè)腦梗死的指征。持續(xù)1周的白細(xì)胞特別是中性粒細(xì)胞增多與高中風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)[1]。然而，中性粒細(xì)胞數(shù)量的增多是作為潛在炎癥的指標(biāo)與中風(fēng)相關(guān)，還是這些中性粒細(xì)胞自身參與觸發(fā)了局部缺血的發(fā)生，目前還尚未可知。有報(bào)道認(rèn)為中性粒細(xì)胞可能通過(guò)干擾微血管血流或損傷血管內(nèi)皮而參與導(dǎo)致局部缺血的發(fā)生[1]。白細(xì)胞介素6(IL-6)是由內(nèi)皮細(xì)胞、單個(gè)核細(xì)胞以及巨噬細(xì)胞等分泌的前炎性細(xì)胞因子。有研究認(rèn)為血液中IL-6水平的上升暗示腦卒中和心血管疾病患病風(fēng)險(xiǎn)的升高。研究表明IL-6可通過(guò)影響凝血因子Ⅷ和血友病因子以及誘導(dǎo)血小板的生成紊亂而發(fā)揮促凝作用，從而促進(jìn)血栓的形成[2]。有實(shí)驗(yàn)證實(shí)斑塊破裂部位的IL-6細(xì)胞因子水平顯著高于循環(huán)血液中的水平[3]。IL-6水平升高進(jìn)一步可導(dǎo)致C反應(yīng)蛋白(CRP)的產(chǎn)生[2]。許多研究指出血中CRP水平與中風(fēng)患病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，然而也有學(xué)者認(rèn)為CRP只可反映機(jī)體具有潛在炎癥的可能性，因此目前是否能將CRP作為中風(fēng)的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子仍具有爭(zhēng)議。針對(duì)大量CRP相關(guān)研究的后設(shè)分析得出，與傳統(tǒng)標(biāo)志相比，血液CRP水平測(cè)定作為中風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)手段并不是必須的，但可為其提供有價(jià)值的參考[4]。此外，有研究顯示在實(shí)驗(yàn)性中風(fēng)模型中，CRP可導(dǎo)致腦組織損傷的加重，提示其在加重腦卒中病情的機(jī)制中發(fā)揮重要作用[5]。除此之外，近年來(lái)又有越來(lái)越多的免疫相關(guān)因子被認(rèn)為可能與中風(fēng)患病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，它們包括RANTES(CCL5)、CXCL10、CCL3以及抗凝血酶Ⅲ等。然而，這些因子用于預(yù)測(cè)中風(fēng)患病危險(xiǎn)的參考價(jià)值還有待進(jìn)一步研究。

盡管目前這些標(biāo)記物有助于預(yù)測(cè)中風(fēng)患病風(fēng)險(xiǎn)，但其具體作用機(jī)制尚不明確。目前臨床資料還無(wú)法證實(shí)這些炎性因子的升高是否與缺血性腦卒中的發(fā)生和惡化直接相關(guān)。此外，它們還有可能只是提示了機(jī)體可能存在的潛在炎癥狀態(tài)。如今越來(lái)越多腦卒中病人具有伴發(fā)疾病，而這些病人普遍遭受更嚴(yán)重的缺血性腦組織損傷。有臨床研究顯示，服用抗炎及調(diào)脂藥辛伐他汀的腦卒中高危人群與服用安慰劑相比，腦卒中發(fā)病率顯著降低[6]。因此，針對(duì)腦卒中高危人群體內(nèi)炎癥的預(yù)防和治療可能在一定程度上降低腦卒中的患病率。

2缺血后免疫炎性反應(yīng)進(jìn)程

缺血后免疫炎性反應(yīng)是缺血性腦卒中病程進(jìn)展造成腦組織損傷的主要原因。缺血再灌注損傷各期的進(jìn)展過(guò)程與缺血性腦卒中病人的預(yù)后直接相關(guān)。在缺血發(fā)生的超急性期(缺血發(fā)生6 h內(nèi))，缺血缺氧及其誘發(fā)的氧化應(yīng)激可直接導(dǎo)致局部?jī)?nèi)皮細(xì)胞及神經(jīng)細(xì)胞的死亡及血腦屏障的破壞。壞死及損傷的細(xì)胞釋放出一些內(nèi)源性分子可誘發(fā)缺血后免疫炎性反應(yīng)的發(fā)生，被稱為危險(xiǎn)相關(guān)分子模式(danger-associated molecular patterns，DAMPs)。Toll樣受體(TLRs)廣泛表達(dá)于小膠質(zhì)細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞以及血管內(nèi)皮細(xì)胞表面，DAMPs可與這些細(xì)胞表面的TLRs結(jié)合，使相應(yīng)細(xì)胞活化。血管內(nèi)皮細(xì)胞的活化導(dǎo)致一些分子和酶類物質(zhì)表達(dá)異常。其中，細(xì)胞間黏附分子-1(ICAM-1)對(duì)趨化作用及炎細(xì)胞浸潤(rùn)過(guò)程必不可少。有研究表明，局部缺血部位腦組織的血管內(nèi)皮細(xì)胞中可觀察到ICAM-1表達(dá)的升高，而ICAM-1缺失或抗體中和后可改善缺血后腦組織的損傷程度[7]。另外，基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)可通過(guò)加快血腦屏障的破壞而促進(jìn)缺血后免疫炎性反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)MMP-9缺失小鼠可見(jiàn)梗死面積的減小[8]。因此，血管內(nèi)皮細(xì)胞的紊亂進(jìn)一步加快血腦屏障的破壞及免疫細(xì)胞的浸潤(rùn)。來(lái)自血液的免疫細(xì)胞進(jìn)入神經(jīng)系統(tǒng)并活化，產(chǎn)生多種炎性細(xì)胞因子及趨化因子，最終導(dǎo)致缺血后免疫炎性反應(yīng)的發(fā)生，造成缺血后腦組織損傷的進(jìn)一步加重。

3參與缺血后免疫炎性反應(yīng)的免疫細(xì)胞

巨噬細(xì)胞是來(lái)自血液的各種浸潤(rùn)免疫細(xì)胞中最主要的炎性效應(yīng)細(xì)胞。缺血再灌注后12 h～24 h就可觀察到巨噬細(xì)胞的浸潤(rùn)，并在第3天達(dá)到高峰。激活的巨噬細(xì)胞可產(chǎn)生多種細(xì)胞因子，包括白細(xì)胞介素1β(IL-1β)、腫瘤壞死因子α(TNF-α)和白細(xì)胞介素23(IL-23)等，并且加速缺血后免疫炎性反應(yīng)進(jìn)程。巨噬細(xì)胞特異性標(biāo)志物CD11b缺失小鼠表現(xiàn)出減輕的缺血性腦損傷[9]。T細(xì)胞在腦缺血延遲期發(fā)揮重要作用。缺血部位腦組織內(nèi)T細(xì)胞數(shù)量在缺血再灌注后24 h升高并于延遲期達(dá)到峰值(第3天左右)。T細(xì)胞多集中于梗死邊緣區(qū)，并位于血管附近。浸潤(rùn)的T細(xì)胞包括30%～40%的CD4T細(xì)胞、20%～30%的T細(xì)胞、20%～30%的CD8T細(xì)胞。研究發(fā)現(xiàn)，與野生型小鼠相比，重組激活基因(RAG)缺失小鼠和嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷小鼠這兩種體內(nèi)同時(shí)缺少T細(xì)胞和B細(xì)胞的動(dòng)物模型中均可見(jiàn)顯著減小的梗死灶，并且 CD4T和CD8T細(xì)胞的缺失而不是B細(xì)胞的缺失導(dǎo)致了梗死面積的顯著降低[10]。因此目前多認(rèn)為T細(xì)胞具有神經(jīng)毒作用。盡管如此，T細(xì)胞在缺血腦組織中所發(fā)揮的功能尚有待闡明。由于缺血后免疫炎性反應(yīng)始于缺血急性期，因此T細(xì)胞可能主要作為固有免疫反應(yīng)的效應(yīng)細(xì)胞而發(fā)揮作用。來(lái)自巨噬細(xì)胞釋放的各種細(xì)胞因子可誘導(dǎo)T細(xì)胞向相應(yīng)效應(yīng)性亞群分化，分泌各種功能性細(xì)胞因子，造成腦組織的進(jìn)一步損傷，或抑制炎性反應(yīng)抵抗損傷。另一方面，T細(xì)胞介導(dǎo)的獲得免疫也有可能在缺血性腦損傷過(guò)程中發(fā)揮作用，然而在該過(guò)程中激活T細(xì)胞的特定抗原目前尚不明確。Subramanian等[11]應(yīng)用一種T細(xì)胞受體的配體作為治療手段，可對(duì)缺血性腦損傷起保護(hù)作用，該配體由MHCⅡ類分子構(gòu)成，可與髓磷脂結(jié)合。而B(niǎo)ecker等[12]也發(fā)現(xiàn)到髓磷脂堿蛋白耐受的動(dòng)物梗死面積減小，并認(rèn)為可能存在某種對(duì)神經(jīng)元蛋白耐受的T細(xì)胞亞群可發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。最近一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)具有對(duì)缺血性腦損傷的保護(hù)作用[13]，在一定程度上支持了這一觀點(diǎn)。因此，T細(xì)胞有希望成為延長(zhǎng)卒中治療時(shí)間窗的神經(jīng)保護(hù)性治療新靶點(diǎn)。除此之外，B細(xì)胞、NK細(xì)胞以及NKT細(xì)胞也有被報(bào)道出現(xiàn)在缺血腦組織中。然而，這些免疫細(xì)胞所發(fā)揮的具體作用目前尚不十分明確，仍需更多研究以進(jìn)一步闡明。

4缺血后免疫炎性反應(yīng)相關(guān)細(xì)胞因子與介質(zhì)

IL-1β在缺血再灌注后30 min內(nèi)表達(dá)于缺血部位腦組織。IL-1β是一種神經(jīng)毒性介質(zhì)，可直接誘導(dǎo)神經(jīng)元細(xì)胞死亡并且增加星形細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞趨化因子的表達(dá)，在IL-1β功能缺失的情況下，梗死面積減小[14]。IL-1β是以無(wú)活性的前體形式(pro-IL-1β)被分泌，其mRNA表達(dá)受TLRs或其他受體信號(hào)通路調(diào)控。近年來(lái)，由炎性體(inflammasome)介導(dǎo)的IL-1β和半胱天冬酶-1(csapase-1)活化機(jī)制受到了特別關(guān)注。炎性體中的半胱天冬酶-1在缺氧條件下或者在死亡及受損細(xì)胞釋放的內(nèi)源性分子作用下被活化，并進(jìn)一步作用于pro-IL-1β使其活化。炎性體廣泛表達(dá)于腦細(xì)胞(神經(jīng)元、星形細(xì)胞以及小膠質(zhì)細(xì)胞)和巨噬細(xì)胞中，已知有多種類型，但與缺血性腦損傷最為相關(guān)的特定類型目前尚不明確。因此，抑制IL-1β的生成及活化或許可成為治療缺血性腦損傷的可行途徑。TNF-α是參與缺血性腦損傷過(guò)程的另一重要細(xì)胞因子。TNF-α在缺血再灌注后1 h內(nèi)表達(dá)于缺血部位腦組織，可加速神經(jīng)元細(xì)胞死亡并促進(jìn)星形細(xì)胞表達(dá)MHCⅡ類分子和ICAM-1，從而加劇炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)和血腦屏障破壞。因此TNF-α被認(rèn)為具有神經(jīng)毒作用。然而，有研究發(fā)現(xiàn)TNF-α受體基因敲除小鼠表現(xiàn)出擴(kuò)大的梗死灶[15]，提示TNF-α可能同時(shí)還具有神經(jīng)保護(hù)介質(zhì)的作用。因此人們猜測(cè)，TNF-α可一方面促進(jìn)缺血后免疫炎性反應(yīng)的進(jìn)程，而另一方面則又參與缺血后免疫炎性反應(yīng)信號(hào)的負(fù)反饋循環(huán)通路，TNF-α通過(guò)調(diào)節(jié)這兩方面功能而控制缺血后免疫炎性反應(yīng)的持續(xù)時(shí)間，而這兩個(gè)對(duì)立功能中哪一方面處于活化狀態(tài)則似乎取決于受累腦細(xì)胞的類別。TNF-α中和抗體療法的應(yīng)用則應(yīng)在TNF-α的各種功能更加明確之后開(kāi)展。來(lái)自T細(xì)胞產(chǎn)生的各種細(xì)胞因子在缺血后免疫炎性反應(yīng)中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。γ干擾素(IFN-γ)主要來(lái)自CD4T細(xì)胞，可直接作用于神經(jīng)元促進(jìn)神經(jīng)元細(xì)胞死亡，具有神經(jīng)毒作用。細(xì)胞因子白細(xì)胞介素12(IL-12)對(duì)IFN-γ分泌型輔助T細(xì)胞的分化至關(guān)重要，而在缺血腦組織中，浸潤(rùn)的巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞均可分泌IL-12。缺血性腦組織中浸潤(rùn)的巨噬細(xì)胞可在缺血再灌注1 d后分泌IL-23，而IL-23為誘導(dǎo)Th17、T以及NKT細(xì)胞產(chǎn)生白細(xì)胞介素17(IL-17)的必要因子。有報(bào)道發(fā)現(xiàn)，在缺血腦組織中IL-17的主要來(lái)源為T細(xì)胞[16]。IL-17作為一種前炎性因子，可促進(jìn)巨噬細(xì)胞表達(dá)分泌炎性細(xì)胞因子和趨化因子，并可通過(guò)促進(jìn)MMPs和ICAM-1的表達(dá)調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞的屏障功能。有報(bào)道顯示，IL-23及IL-17缺失小鼠均在延遲期(第1天～第4天)表現(xiàn)出梗死面積的增大受到抑制[17]。因此，針對(duì)IL-23及IL-17分泌性細(xì)胞作為靶點(diǎn)的治療手段有希望被應(yīng)用于卒中的治療。白細(xì)胞介素10(IL-10)是一種免疫抑制性細(xì)胞因子，有研究認(rèn)為IL-10具有保護(hù)神經(jīng)組織抵抗缺血性腦損傷的作用。有報(bào)道顯示Treg細(xì)胞在缺血性腦損傷過(guò)程中是主要的IL-10分泌細(xì)胞，它們可以通過(guò)IL-10抑制TNF-α和IFN-γ的神經(jīng)毒作用，從而進(jìn)一步發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[13]。白細(xì)胞介素4(IL-4)缺失可導(dǎo)致小鼠的缺血性腦損傷和神經(jīng)功能缺損加劇[18]，且IL-4可促進(jìn)組織修復(fù)，因此IL-4可能發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。IL-6參與眾多免疫炎性反應(yīng)，并且如前文所述可能與中風(fēng)患病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。研究表明IL-6缺失或應(yīng)用IL-6受體拮抗劑并不能減輕缺血后腦損傷的程度[19]。然而，近來(lái)有研究發(fā)現(xiàn)來(lái)自腦細(xì)胞的IL-6通過(guò)激活STAT3參與促進(jìn)血管新生和神經(jīng)元存活[20]。因此，IL-6很可能參與了缺血性腦損傷的組織修復(fù)過(guò)程。

綜上所述，在缺血性腦卒中發(fā)生前及缺血后免疫炎性反應(yīng)的不同階段，對(duì)免疫相關(guān)因子表達(dá)的檢測(cè)和干預(yù)對(duì)缺血性卒中的預(yù)防和治療具有重要意義。因此，針對(duì)缺血性卒中免疫學(xué)機(jī)制的進(jìn)一步研究有助于該病預(yù)防治療方法的改進(jìn)及更新。

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(本文編輯郭懷印)

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(No.81160148)，贛科發(fā)(2012-125)

通訊作者：吳曉牧， E-mail：wuxm79@163.com

中圖分類號(hào)：R743R255.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10．3969/j．issn．1672-1349．2016．02．012

文章編號(hào)：1672-1349(2016)02-0146-04

(收稿日期：2015-06-18)