遠(yuǎn)隔缺血后適應(yīng)在缺血性血管病的研究進(jìn)展

張?jiān)?曲輔政

1濱州醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院 256600；2濱州醫(yī)學(xué)院煙臺附屬醫(yī)院心內(nèi)科 264000

隨著人民生活水平的提高及年齡的增長，缺血性血管病如心肌梗死、腦梗死等疾病逐漸成為老年人常見病之一，成為老年人高致殘率和高病死率的主要原因，同時(shí)也對家庭和社會造成沉重的負(fù)擔(dān)。缺血性血管病由于組織血液灌注減少以致出現(xiàn)組織細(xì)胞嚴(yán)重?fù)p傷，相關(guān)研究證實(shí)遠(yuǎn)隔缺血后適應(yīng)（remote ischemic postconditioning，RIPostC）明顯減輕再灌注損傷，不僅能夠在心臟［1］、腦［2］、腎［3］等重要器官起到重要的保護(hù)作用，而且能夠改善缺血性血管病患者的臨床預(yù)后，使患者受益。本文對RIPostC 在缺血性血管病的作用機(jī)制及相關(guān)研究進(jìn)展作一簡要綜述。

1 RIPostC的提出

Reimer 等［4］的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究表明多次短暫的缺血發(fā)作在隨后的缺血適應(yīng)中減緩ATP 耗竭的速度。相關(guān)研究證明間歇性再灌注可預(yù)防心肌缺血損傷的累計(jì)性效應(yīng)［5-6］。在間歇性缺血和再灌注分別對缺血損傷的有益影響的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，1986 年Murry 等［7］首次實(shí)施了心肌缺血預(yù)適應(yīng)（ischemic preconditioning，IPreC）一項(xiàng)動物實(shí)驗(yàn)，即實(shí)驗(yàn)組在犬心臟左前降支血管缺血前1 h，給予心臟回旋支血管4 個反復(fù)、間斷性、可逆性的5 min閉塞和再通，結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)組心肌梗死面積較對照組顯著減少，心肌再灌注損傷減輕。多項(xiàng)研究也證實(shí)IPreC 的保護(hù)作用［8-9］。缺血預(yù)適應(yīng)主要依賴于缺血事件前的干預(yù)，然而心肌缺血的不可預(yù)見性，因此限制它的臨床應(yīng)用。2003 年Zhao 等［10］首次利用犬心肌梗死模型進(jìn)行一項(xiàng)缺血后適應(yīng)實(shí)驗(yàn)，即實(shí)驗(yàn)組在犬冠狀動脈開通主干血管再灌注早期給予周期為30 s 的重復(fù)短暫閉塞和再灌注，對照組無須處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)缺血后適應(yīng)可以起到減少心肌梗死面積的心肌保護(hù)作用。從而推進(jìn)了一項(xiàng)改良技術(shù)即缺血后適應(yīng)（ischemic postconditiongning，IpostC）的出現(xiàn)，即在缺血器官罪犯血管開通再灌注前，給予缺血器官重復(fù)短暫的可逆性缺血再灌注，從而保護(hù)缺血器官免受缺血再灌注損傷。盡管缺血后處理具有強(qiáng)大的減輕缺血再灌注損傷作用，但其臨床應(yīng)用受限于它對缺血器官進(jìn)行額外缺血的風(fēng)險(xiǎn)。Kerendi 等［11］（2005 年）發(fā)現(xiàn)通過對小鼠腎動脈進(jìn)行反復(fù)短暫的缺血再灌注操作，小鼠心肌梗死面積顯著減輕，從而提出RIPostC 這一概念，RIPostC 通過對遠(yuǎn)隔器官（例如上肢）施以短暫的、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（如心臟、大腦、肝臟、腎）等對隨后發(fā)生的嚴(yán)重或致命性的缺血缺氧產(chǎn)生保護(hù)作用，RIPostC 是缺血性血管疾病研究的熱點(diǎn)話題，可作為一種較為安全的內(nèi)源性物理療法，在心腦血管疾病的治療中起到難以替代的作用。

2 RIPostC減輕缺血再灌注損傷的可能作用機(jī)制

在缺血性血管疾病中，RIPostC 可作為一種較為安全的內(nèi)源性保護(hù)措施，目前成為減輕或防治缺血再灌注損傷的重要課題。目前RIPostC 保護(hù)作用的機(jī)制尚未徹底闡明，多項(xiàng)動物實(shí)驗(yàn)研究及臨床研究證明，缺血預(yù)適應(yīng)、缺血后適應(yīng)、遠(yuǎn)隔缺血后適應(yīng)都對心臟、腦缺血-再灌注損傷均有保護(hù)作用，目前認(rèn)為抑制中性粒細(xì)胞的浸潤、抑制脂質(zhì)過氧化、抗凋亡等作用是遠(yuǎn)隔缺血后適應(yīng)減輕或防止缺血再灌注損傷的重要作用機(jī)制，RIPostC 保護(hù)機(jī)制可能與許多細(xì)胞分子機(jī)制有關(guān)，其機(jī)制十分復(fù)雜，現(xiàn)從以下方面進(jìn)行闡述。

2.1 減少氧自由基的生成 有研究表明，在早期再灌注過程中大量活性氧物質(zhì)的產(chǎn)生有助于繼發(fā)于缺血和再灌注的組織損傷［12］。氧自由基在再灌注開始后的第1 min以內(nèi)爆發(fā)，在再灌注開始后的4～7 min 可達(dá)到高峰，在再灌注后期仍然可以檢測到自由基生成的增加。Sun等［13］證明缺氧后適應(yīng)預(yù)防心肌細(xì)胞損傷與減少氧自由基的生成有關(guān)。Kin等［14］報(bào)道，在冠狀動脈再灌注開始前立即給予股動脈5 min的缺血和再灌注時(shí)，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)隔后處理與較低水平的丙二醛反應(yīng)產(chǎn)物相關(guān)，這一結(jié)果表明，遠(yuǎn)程后處理減輕了心肌危險(xiǎn)區(qū)域的脂質(zhì)過氧化，是遠(yuǎn)程后適應(yīng)提供心臟保護(hù)的重要組成部分。遠(yuǎn)程后適應(yīng)可能限制了基質(zhì)的傳遞，從而直接減少了心肌再灌注早期氧化自由基的生成。由此認(rèn)為遠(yuǎn)隔后適應(yīng)產(chǎn)生的心臟保護(hù)作用可能是通過抑制氧化劑生成和氧化劑介導(dǎo)的損傷來介導(dǎo)的。

2.2 抑制中性粒細(xì)胞的浸潤 眾所周知，中性粒細(xì)胞的浸潤在心肌缺血再灌注損傷的發(fā)病機(jī)制中起著至關(guān)重要的作用［15］。組織缺血再灌注損傷引起中性粒細(xì)胞浸潤增加的機(jī)制尚不十分清楚，可能與細(xì)胞黏附分子生成增加、趨化因子及細(xì)胞因子生成增多有關(guān)。2006年Li等［16］在兔冠狀動脈缺血再灌注模型進(jìn)行研究，利用髓過氧化物酶（一種處于危險(xiǎn)區(qū)域的中性粒細(xì)胞標(biāo)記酶）的活性評估中性粒細(xì)胞浸潤情況，結(jié)果表明，RIPostC 可使該危險(xiǎn)區(qū)域的髓過氧化物酶活性降低50%以上。RIPostC 抑制中性粒細(xì)胞的浸潤可能是促炎細(xì)胞因子產(chǎn)生減少的結(jié)果。2013年，Zhang等［17］在大鼠冠狀動脈閉塞和再灌注模型中，給予雙后肢單個I/R 操作誘發(fā)遠(yuǎn)程后適應(yīng)，結(jié)果表明，RIPostC 可降低血清促炎細(xì)胞因子（TNF-α、IL-1、IL-6）水平。這些數(shù)據(jù)提示抑制中性粒細(xì)胞的侵襲可能與RIPostC 的心臟保護(hù)作用直接相關(guān)。降低促炎細(xì)胞因子和趨化因子水平可抑制中性粒細(xì)胞向再灌注區(qū)浸潤。

2.3 抗細(xì)胞凋亡 細(xì)胞凋亡是指機(jī)體細(xì)胞在發(fā)育過程或某些因素如缺血、缺氧、再灌注損傷等因素中通過調(diào)動內(nèi)在機(jī)制而發(fā)生的細(xì)胞主動死亡過程。缺血再灌注期間凋亡細(xì)胞主要聚集在壞死細(xì)胞周圍區(qū)域，因此細(xì)胞凋亡可能在缺血再灌注所致細(xì)胞梗死面積增大起到一定的作用。2011 年，Tang 等［18］利用TUNEIL 陽性細(xì)胞數(shù)目評估RIPostC在心肌缺血再灌注損傷抗細(xì)胞凋亡的作用，研究發(fā)現(xiàn)，與對照組（僅給予缺血再灌注）相比，RIPostC（在冠狀動脈灌注后給予左肺動脈閉塞5 min 和5 min 再灌注）組使tunel 陽性細(xì)胞數(shù)量減少50%，因此RIPostC 能有效防止心肌細(xì)胞的再灌注凋亡。2012 年任慧敏等［19］利用兔缺血再灌注模型，發(fā)表了一項(xiàng)研究結(jié)果，用tunel 陽性細(xì)胞數(shù)量評估細(xì)胞凋亡，凋亡指數(shù)以凋亡細(xì)胞占心肌細(xì)胞總數(shù)的百分比計(jì)算，對照組（I/R）中，凋亡指數(shù)為36%，在RIPostC 組中這個指標(biāo)為22%。此外，研究者還測定了促凋亡蛋白Bax（Bcl-2 相關(guān)的x 蛋白）和抗凋亡蛋白Bcl-2（b 細(xì)胞淋巴瘤蛋白-2）的表達(dá)。缺血-再灌注導(dǎo)致心肌組織中這些蛋白的數(shù)量增加。遠(yuǎn)端后適應(yīng)可降低Bax/Bcl-2 比值，從而降低凋亡強(qiáng)度。此外，作者還發(fā)現(xiàn)RIPostC 會降低影響細(xì)胞凋亡強(qiáng)度關(guān)鍵酶—caspase-3 的活性。Yu 等［20］利用測量編碼Bcl-2 和Bax 蛋白的mRNA 水平進(jìn)行評估，結(jié)果表明，心肌梗死小鼠RIPostC組可使Bcl-2/Bax 比值升高，同時(shí)caspase-3 活性降低。這些數(shù)據(jù)證明遠(yuǎn)端后適應(yīng)通過降低caspase-3 的活性，提高Bcl-2蛋白的表達(dá)，降低Bax蛋白的表達(dá)，從而抑制心肌細(xì)胞的再灌注凋亡。

2.4 增強(qiáng)細(xì)胞自噬 自噬參與細(xì)胞內(nèi)受損或衰老細(xì)胞器清除的過程，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞本身的代謝需要和某些細(xì)胞器的更新。自噬的過程包括自噬誘導(dǎo)、自噬體的形成、自噬體與溶酶體的融合以及自噬溶酶體的降解。缺血再灌注過程中自噬的激活增強(qiáng)了beclin-1的表達(dá)，beclin-1是一種被認(rèn)為是自噬最重要的觸發(fā)因素之一［21-22］。Han 等［23］采用大鼠心肌再灌注損傷模型，將大鼠冠狀動脈閉塞30 min 導(dǎo)致心肌梗死后，給予再灌注（1 h、2 h、3 h），在冠狀動脈血流恢復(fù)后立即給予3個循環(huán)的左后肢RIPostC，每個循環(huán)為5 min缺血和5 min 再灌注，結(jié)果發(fā)現(xiàn)RIPostC 減少心肌梗死面積，增強(qiáng)Beclin-1 的表達(dá)，改變與自噬有關(guān)的其他蛋白質(zhì)（sequestoome-1，LC3-I I，微管相關(guān)蛋白輕鏈3的LC3-I）的產(chǎn)生，首次證實(shí)自噬在遠(yuǎn)隔缺血后適應(yīng)的作用［23］。向腹腔內(nèi)注射自噬抑制劑3-甲基腺嘌呤完全消除RIPostC 對心臟保護(hù)作用的影響［23］。2017 年Hao 等［24］發(fā)現(xiàn)RIPostC 通過激活nNOS/AMPK/mTOR 途徑促進(jìn)細(xì)胞自噬，從而減輕缺血再灌注損傷，減少心肌梗死面積，同時(shí)給予自噬抑制劑可完全消除遠(yuǎn)隔缺血后適應(yīng)的心肌保護(hù)作用。

2.5 釋放體液因子及激活細(xì)胞內(nèi)信號傳遞通路RIPostC 釋放一些體液因子如腺苷刺激機(jī)體的神經(jīng)末梢且活化細(xì)胞內(nèi)膜的受體，激活機(jī)體一系列細(xì)胞內(nèi)信號傳遞通路，產(chǎn)生減輕缺血再灌注損傷的作用。有研究證明腺苷受體的拮抗劑能消除RIPostC 對心臟的保護(hù)作用，提示內(nèi)源性腺苷的釋放增加及細(xì)胞內(nèi)信號傳遞通路的激活，眾所周知，蛋白激酶C 參與細(xì)胞信號傳遞，相關(guān)研究證明蛋白激酶C阻滯劑白菜曲紅堿完全消除了RIPostC 的減少梗死面積作用，蛋白激酶C 參與了手術(shù)創(chuàng)傷所致RIPostC 的保護(hù)小鼠心臟免受缺血再灌注損傷作用［25］。

3 RIPostC在缺血性心血管病中的相關(guān)臨床研究

Crimi 等［26］在急性ST 段抬高型前壁心肌梗死患者中觀察RIPostC 對心肌缺血再灌注損傷的影響，本試驗(yàn)隨機(jī)分為RIPostC 組和對照組，RIPostC 組患者于PCI 術(shù)后對下肢進(jìn)行3 個周期缺血（5 min）/再灌注（5 min），每1 周期利用袖帶對下肢動脈加壓至200 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）持續(xù)5 min造成下肢動脈缺血，然后釋放袖帶減壓至0 mmHg 行再灌注；對照組未給予處理，觀察心肌肌酸激酶水平、心肌梗死面積、ST 段回落率、心肌水腫體積情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，RIPostC可降低肌酸激酶水平、減少心肌梗死面積、ST 段回落更快，因此認(rèn)為下肢RIPostC 可減少心肌梗死面積，并與心肌再灌注損傷標(biāo)志物（T2W 水腫體積）和微血管再灌注（STR）的改善相關(guān)。在2019 年的一項(xiàng)前瞻性隨機(jī)研究中，Stiermaier等［27］將696 例接受直接PCI 術(shù)（PPCI）的急性ST 段抬高型心肌梗死患者隨機(jī)分為PPCI 組、PPCI+RIC+RIPostC 組、PPCI+RIPostC 組，對主要心臟不良反應(yīng)MACE（包括心臟死亡、再梗死、新發(fā)充血性心力衰竭事件）進(jìn)行評估，結(jié)果顯示，PPCI+RIC+RIPostC 組的MACE 發(fā)生率為10.2%，PPCI 組為16.9%（比值比為0.56；95%CI為0.32～0.97；P=0.04）。PPCI+RIC+RIPost 組新發(fā)充血性心力衰竭的發(fā)生率顯著降低（2.7% 比7.8%；比值比0.32；95%CI為0.13～0.84；P=0.02），從而導(dǎo)致差異。與之相反，與PPCI 組相比，PPCI+RIPostC 組并沒有降低MACE（14.1%比16.9%；比值比為0.81；95%CI為0.48～1.35；P=0.41），并且新發(fā)充血性心力衰竭的降低比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（3.5%比7.8%；比值比為0.43；95%CI為0.18～1.03；P=0.05），提示與PPCI 聯(lián)合單純的RIPostC 相比，PCI 聯(lián)合院內(nèi)RIC 和院外RIPostC 顯著降低新發(fā)充血性心力衰竭的發(fā)生率，從而改善心肌梗死患者的臨床預(yù)后。上述研究證明，RIPostC 與減少心肌梗死面積、改善ST 段回落率密切相關(guān)，然而不能夠改善急性冠脈綜合征疾病的長期預(yù)后，院內(nèi)RIPostC 與院外RIPostC 的聯(lián)合對于直接行PCI 術(shù)的急性冠狀動脈綜合征患者，可起到更強(qiáng)的心肌保護(hù)作用以及有利于患者的長期預(yù)后結(jié)果。

4 RIPostC在缺血性腦血管病中的相關(guān)臨床研究

Wei等［28］探討了雙側(cè)手臂遠(yuǎn)端缺血后處理對癥狀性顱內(nèi)動脈粥樣硬化性狹窄（sICAS）患者神經(jīng)功能和側(cè)支循環(huán)的康復(fù)作用，納入了100例sICAS患者隨機(jī)分為干預(yù)組和對照組，干預(yù)組對雙上肢進(jìn)行5個周期缺血（3 min）/再灌注（5 min），每1周期利用袖帶對雙上肢加壓至180 mmHg持續(xù)3 min造成雙上肢動脈缺血，然后釋放袖帶減壓至0 mmHg持續(xù)5 min行再灌注，持續(xù)共6 個月，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，干預(yù)組患者日常生活評分、血清VEGF、bFGF 水平均明顯升高（均P＜0.05），由此說明反復(fù)的雙上肢RIPostC 對sICAS急性期的血管生成促進(jìn)和神經(jīng)保護(hù)有一定的腦保護(hù)作用。2018 年王心穎等［29］納入200例缺血性腦卒中患者，隨機(jī)分為基礎(chǔ)藥物治療組和基礎(chǔ)藥物治療+RIPostC 組，試驗(yàn)組對雙上肢進(jìn)行5 個周期缺血（5 min）/再灌注（5 min），每1 周期利用袖帶對雙上肢加壓至200 mmHg 持續(xù)5 min，然后釋放袖帶減壓至0 mmHg 持續(xù)5 min 行再灌注，以達(dá)到遠(yuǎn)隔肢體缺血及復(fù)流循環(huán)的效果，持續(xù)處理12 個月，結(jié)果發(fā)現(xiàn)治療12 個月后試驗(yàn)組NIHSS評分低于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；以及治療12 個月后試驗(yàn)組偏利現(xiàn)象發(fā)生率高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

5 小結(jié)

RIPostC 由于易操作、安全性高，具有廣泛的臨床應(yīng)用前景。RIPostC 根據(jù)作用時(shí)間分為快速RIPostC 和延遲RIPostC，有相關(guān)研究證明兩種方式分別具有同樣的減輕缺血再灌注損傷作用，但與快速RIPostC 相比，延遲RIPostC 受到的關(guān)注較少。這兩種方式聯(lián)合應(yīng)用可能是減輕缺血再灌注損傷的一種較好的方法，具有很大的臨床應(yīng)用潛力，但仍需進(jìn)一步研究。