【综述】格列本脲治疗蛛网膜下腔出血的研究进展

目前颅内动脉瘤的治疗方式主要有开颅瘤颈夹闭术和血管内介入治疗,开颅手术创伤大,手术风险高,针对一些特殊位置的动脉瘤,外科手术往往因动脉瘤显露困难､手术难度大而受到了较大的限制｡近年来,血管内介入栓塞动脉瘤技术的出现与发展很大程度上扩大了手术适应证,具有创伤小､恢复时间短等优点｡无论是单纯弹簧圈栓塞,还是支架辅助或者球囊辅助栓塞,术中如何将微导管快速超选并稳定在动脉瘤腔内始终是一个难题,超选载瘤动脉走向扭曲的动脉瘤尤其困难,因此微导管预先塑形非常重要｡本研究对近几年国内外微导管塑形及超选的方法及效果进行综述如下｡

卒中是全球第二大死亡原因和第三大常见的致残原因,蛛网膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage,SAH)是出血性卒中的一种类型,占出血性卒中的5%,其中颅内动脉瘤破裂导致的SAH 约占85% ｡SAH的危险因素包括性别､种族及区域差异､动脉瘤家族遗传史､高血压病､吸烟､酗酒､动脉瘤破裂部位(常见为前交通动脉,占29%)等｡尽管破裂动脉瘤的早期修复和积极的术后管理可以改善总体预后,但动脉瘤性蛛网膜下腔出血(aneurysmal subarachnoid hemorrhage,aSAH)仍然是一种致命性疾病,病死率高达44%｡导致aSAH高病死率的原因主要与出血的严重程度及相关并发症有关,包括脑出血､迟发性脑血管痉挛､脑积水､脑水肿等｡

SAH继发的脑水肿会导致颅内压升高,是预后不良的指征之一｡一项前瞻性试验结果表明,全脑水肿与aSAH患者病死率升高显著相关(OR = 1. 8,95% CI:1. 1 ~ 2. 9,P = 0. 02)｡另一项研究脑水肿与aSAH后病死率升高和认知不良的相关性结果表明,全脑水肿为预测较差认知功能的少数继发性疾病之一,及时有效地治疗全脑水肿可能会显著改善aSAH的预后｡Claassen等提出SAH继发脑水肿的早期评价标准(subarachnoid hemorrhage early brain edema score,SEBES),依据头部CT 显示的左右两个脑半球的侧脑室上方的半卵圆中心水平及基底池上方的丘脑和基底节的岛叶皮质水平上的灰-白质交界处结构是否模糊,脑沟脑回是否消失不存在,将脑水肿分为0 ~ 4 级,4 处部位均无脑沟缺失记为0 级,仅1 处脑沟缺失为1 级,依次类推,两侧两个水平的脑沟均缺失记4级｡既往研究显示,8% ~67%的aSAH 患者头部CT出现全脑水肿,其中Claassen等对374例SAH患者进行评估发现,8%患者在SAH 发病早期就出现全脑水肿,12%患者在入院后5 d后表现出全脑水肿｡脑水肿可能继发于血-脑屏障破坏､局部炎性反应､血管变化或细胞代谢紊乱｡

脑水肿的早期识别和治疗的关键是颅内病变的核心管理｡针对脑水肿的治疗以药物治疗､物理治疗及手术治疗为主,药物治疗主要是脱水剂､β-七叶皂苷钠以及营养神经的药物;物理治疗包括亚低温､高压氧治疗;手术治疗主要是指脑脊液分流及去骨瓣减压术｡然而两项荟萃分析表明,SAH患者进行去骨瓣减压术后的远期预后仍然很差｡SAH的临床药物治疗在改善远期预后方面基本无效,选择性钙通道阻滞剂(尼莫地平)仍然是SAH治疗中唯一的循证选择,尽管其疗效有限;有关他汀类药物和硫酸镁的临床试验也未能证明其于临床上减缓血管痉挛､抑制炎性细胞浸润及改善神经功能预后方面有任何益处｡

格列本脲是磺酰脲类药物的一员,自20世纪60年代以来,格列本脲作为口服降糖药在临床上应用｡格列本脲因通过阻断磺酰脲受体1-瞬时受体电位M4型(sulfonylurea receptor 1-transient receptor potential melastatin 4,SUR1-TRPM4)通道在急性中枢神经系统损伤中发挥多效性神经保护作用而备受关注｡本综述针对格列本脲治疗aSAH的效果及影响进行综述｡

鉴于aSAH后的脑水肿是一种双时相现象(即出现早期脑水肿和迟发性脑水肿),并且考虑到

aSAH后病理生理过程的复杂性,引起aSAH后脑水肿的原因涉及很多方面,早期脑水肿的形成是出血时早期缺血性脑损害的直接结果,随后的迟发性脑水肿似乎是由于血-脑屏障的损害,继而导致各种病理过程,如颅内压变化导致的自主调节功能减低,血红蛋白毒性产物聚集,神经炎性反应和神经内分泌紊乱等｡究其分子机制,主要可以分为细胞毒性和血管源性脑水肿,其中涉及的分子包括水通道蛋白4､基质金属蛋白酶9､SUR1-TRPM4､血管内皮生长因子､血管舒缓激肽等｡

动脉瘤破裂后出血可能会引起脑容积增加,脑脊液回流受阻及血管舒缩性麻痹等病理生理学过程,进而直接导致颅内压严重升高,影响脑血流量,导致脑灌注严重不足｡研究表明,低灌注引起的缺血性损伤是导致aSAH 脑水肿的公认原因,并在动物模型中得到证实｡早期缺血性损伤使得中枢神经系统迅速做出保护性反应,细胞毒性水肿发生,进而出现细胞肿胀｡细胞毒性水肿内的腺苷三磷酸(adenosine triphosphate,ATP)耗竭通常由暴露于内源性毒素(K +､谷氨酸､H +)､外源性毒素(氨､三乙基锡､氰化物)引发或者通过SUR1 -TRPM4通道｡水通道蛋白4在血-脑屏障完整的情况下可以造成细胞毒性脑水肿,研究表明,水通道蛋白4敲除的小鼠发生卒中和水中毒后出现星形胶质细胞肿胀的情况减少,脑水肿显著降低｡

而迟发性脑水肿可能与血-脑屏障的破坏有关,并导致神经炎性反应和神经毒性作用,大脑血管自主调节反应发生紊乱,进而由于内皮细胞功能障碍､细胞之间紧密连接破坏,毛细血管通透性增加,血管源性水肿发生,进一步加重全脑水肿｡多项研究表明,一些分子通过破坏血-脑屏障或改变膜通透性来介导aSAH脑水肿的形成｡血-脑屏障由内皮细胞､复杂的紧密连接蛋白及黏附分子等构成｡中枢神经系统出现损伤后释放血管内皮生长因子信号,从而抑制紧密连接蛋白的表达,加剧血管源性水肿的形成｡实验研究显示,对C57BL / 6 小鼠的SAH模型进行大剂量的抗血管内皮生长因子抗体治疗,其中较小剂量组及对照组抑制了SAH 后的血-脑屏障破坏,显著改善中枢神经损伤和脑水肿｡SAH后基质金属蛋白酶9 活化并且表达水平显著升高,其通过降解内皮基底膜蛋白及细胞之间的紧密连接蛋白,导致血-脑屏障破坏｡aSAH小鼠实验表明,基质金属蛋白酶9 基因敲除的小鼠可保持血-脑屏障的完整性,减少脑水肿的发生｡SUR1-TRPM4 通道病理性激活也会介导血-脑屏障的破坏,破坏细胞间的紧密连接导致血管源性水肿｡继发性损伤最终会导致毛细血管结构完全丧失,进入出血转化阶段,动脉瘤破裂后血液外渗在损伤部位产生凝血酶及高铁血红蛋白,这些血红蛋白降解产物可独立介导迟发性血管源性水肿｡SUR1-TRPM4通道导致内皮细胞浸润性死亡也是形成出血转化的因素,导致迟发性血管源性水肿｡

格列本脲是一种有效的第二代磺酰脲类药物,主要作为治疗2 型糖尿病的药物,格列本脲通过抑制胰岛细胞的选择性磺酰脲受体1-K +离子通道(sulfonylurea receptor 1-Kir6. 2,SUR1-Kir6. 2)降低血糖｡该药物研究的作用机制主要在于抑制ATP敏感的K +通道,从而使胰腺β 细胞去极化分泌胰岛素｡药物还可在胰腺外的肝脏､骨骼肌､心肌､中枢神经系统的SUR1发挥作用,其作用机制主要在于抑制SUR1-TRPM4通道｡

由于主动运输需要持续供应ATP来提供能量,如Na + / K + -ATP 酶和Ca2 + -ATP 酶｡ATP 结合盒(ATP-binding cassette,ABC)转运蛋白构成完整膜蛋白超家族｡Abcc基因编码的亚家族成员包含SUR1(SUR1 / Abcc8和SUR2 / Abcc9),SUR1 含有两个核苷酸结合域,与成孔亚单位结合形成离子通道,即4个SUR1与4个ATP敏感的K +通道Kir6的结合在胰腺β 细胞和神经元中形成异八聚体KATP通道｡除了参与选择性KATP通道外,4个SUR1与4个TRPM4亚基结合来调节敏感的非选择性钙离子通道NCCa-ATP通道的活性｡KATP和SUR1-TRPM4通道虽然受SUR1 的调节,但两者在中枢神经系统损伤中具有相反的功能效应,KATP通道的开放使细胞超极化,并且可能具有神经保护作用,而SUR1-TRPM4通道的开放使细胞去极化,SUR1-TRPM4 通道开放与过多的Na +流入有关,伴随着Cl -和H2O的流入,导致渗透性细胞肿胀(细胞毒性水肿),严重时可导致细胞坏死｡

在ATP充足的情况下,SUR1调节通道(选择性和非选择性通道)均关闭｡SAH后ATP耗竭打开了两个作用相反的通道,钙内流过多,导致SUR1-TRPM4通道持续开放｡SUR1-TRPM4通道以多种方式导致SAH后脑水肿｡内皮细胞中SUR1-TRPM4 通道的病理激活会介导aSAH后的细胞毒性水肿,破坏血-脑屏障的完整性,并通过破坏内皮间的紧密连接导致血管源性水肿,严重时甚至导致细胞死亡｡此外,研究还发现其与损伤后神经炎性反应有关｡研究表明格列本脲对SUR1 的阻断,不仅可减少脑水肿及细胞凋亡坏死,而且与几种神经炎性标志物的显著减少有关｡选择性SUR1抑制剂格列本脲可减少aSAH诱导的免疫球蛋白G外渗和肿瘤坏死因子α过表达｡在SAH模型中,格列本脲治疗7 d的大鼠表现出更好的空间学习能力和记忆力,显著减少海马神经元的跨突触凋亡｡

aSAH后恶性脑水肿仍然是现阶段急需解决的问题之一,尽管去骨瓣减压部分改善了这一现象,但效果并不理想｡格列本脲的使用为脑水肿的治疗提供了新的方向｡Simard等的研究显示,在接受缺血6 h后的大脑中动脉闭塞的大鼠模型中,分别进行格列本脲与安慰剂对照实验以及与去骨瓣减压对比实验,与安慰剂对照组相比,格列本脲治疗将缺血后24 h病死率从67%(14 / 21)降低至5%(1 / 22),并将缺血后24 h的大脑半球肿胀率从(21. 3 ± 2. 2)%降低至(7.9 ± 1. 1)%;与去骨瓣减压组相比,格列本脲组在缺血后2 周内的神经功能表现明显更好,格列本脲可以更好地保护分水岭皮质和深部白质｡由于在缺血动物模型实验中格列本脲的优越表现,研究者们将格列本脲应用于aSAH 的实验中以进一步求证格列本脲的降水肿作用｡

对35只轻度至中度SAH大鼠模型进行颈内动脉单侧血管内穿刺及再灌注,评估SAH后24 h的缺血性损伤及组织缺氧情况,为了评估SUR1 在SAH中的作用,给予大鼠持续腹腔注射10 μg / kg的格列本脲,免疫组织化学､免疫印迹分析和原位杂交均显示微血管和神经元中SUR1上调｡该研究表明,SAH后SUR1通道转录上调的机制不是缺血或缺氧,主要为炎性反应,格列本脲阻断SUR1 可改善SAH后导致的血-脑屏障通透性增加,即减少免疫球蛋白G外渗,显著降低细胞间的紧密连接蛋白1的破坏,并减少炎性标志物肿瘤坏死因子α和核因子κB,以及减弱细胞损伤或细胞死亡标志物免疫球蛋白G 的内吞作用和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3的激活｡

Tosun 等实验表明,SUR1-TRPM4 通道在SAH的人类和大鼠微血管､神经元及星形胶质细胞中均上调,格列本脲可减少SAH诱导的免疫球蛋白G外渗和肿瘤坏死因子α过表达,这均与上述实验结果一致,此外该实验还发现,接受Morris水迷宫的内嗅皮质SAH大鼠模型中,服用格列本脲治疗改善了单侧或双侧内嗅SAH大鼠模型中快速空间学习和记忆的异常,显著降低了海马神经元的跨突触凋亡,减少了静脉充血,最重要的是,显著改善了空间学习的障碍｡

Kajimoto等最近进行的一项大鼠SAH 模型实验再次表明,格列本脲可以抑制SAH 后脑水肿､小胶质细胞活化和炎性细胞因子过多分泌,如白细胞介素1β､肿瘤坏死因子α,提示格列本脲是一种潜在治疗SAH的方法,可显著改善功能预后｡

格列本脲在动物实验中已被证明可改善缺血性脑血管病､创伤性脑损伤和SAH等疾病的预后,Costa 等开展了一项格列本脲治疗aSAH的前瞻性､双盲､随机对照临床研究,78 例患者被随机分配口服5 mg格列本脲或安慰剂21 d,然而结果表明,口服格列本脲组与对照组相比,其发病后6 个月的病死率[28. 9%(11 / 38)比30. 0%(12 / 40),P = 0. 655]及迟发性脑缺血发生率[10. 5%(4 / 38)比30. 0%(12 / 40),P = 0. 038]并未证实有改善,也未明显改善aSAH 后的功能状态(OR = 0. 66,95% CI:0. 29 ~ 1. 48)｡

综上所述,aSAH后会引起严重的脑水肿,导致aSAH病死率增高｡究其机制,早期缺血性脑损伤及血-脑屏障的破坏会导致细胞肿胀,SUR1 通道转录上调,KATP和SUR1-TRPM4 通道开放可能会导致细胞毒性脑水肿及血管源性脑水肿｡SUR1 通道还与神经炎性反应引发脑水肿有关｡格列本脲作为SUR1受体的抑制剂在缺血性及出血性脑血管病等各项中枢神经系统损伤的动物试验中表现出其降低脑水肿并发挥神经保护作用的潜力｡但临床试验效果不一,一项将RP-1127(注射用格列本脲,3 mg / d)应用于10 例急性缺血性卒中患者的前瞻性､多中心､Ⅱ a期临床试验表明,RP-1127 的临床试验是可行的,且未出现明显的低血糖事件,可有效预防局灶性缺血后的脑水肿并改善预后｡然而目前这种注射剂还未引入aSAH 的临床试验,口服格列本脲在临床试验中的效果并不理想｡当然,这可能与格列本脲的临床使用剂量有关,或者未找到更好的试验结果观测指标｡格列本脲为中枢神经系统损伤带来了一种新的治疗方向,希望未来的研究设计方案能有效发挥其药物作用,获得有效改善与aSAH 相关的脑水肿和功能预后的结果｡