依達拉奉右莰醇神經(jīng)保護作用機制及臨床應(yīng)用進展

梁 新,王亞麗

(陜西中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院腦病科，陜西 咸陽 712046)

物質(zhì)生活日愈豐富的現(xiàn)代生活，腦血管疾病的發(fā)生率逐年升高，嚴重危害人民的健康。據(jù)統(tǒng)計，腦卒中已經(jīng)成為我國成人居民人口死亡的第1大疾病，早在2018年發(fā)布的《中國腦卒中防治報告》指出，中國每5例死亡者中至少有1例死于卒中。與西方、歐美等發(fā)達國家相比，我國腦卒中的發(fā)病率和死亡率明顯高于心血管病[1]，其中急性缺血性腦卒中(Acute ischemic stroke,AIS)更是成為我國居民致死、致殘的主要疾病[2]。目前普遍認為急性缺血性腦卒中的發(fā)病是多種機制、多重因素共同作用的結(jié)果，這一復(fù)雜的病理生理學過程包括：能量代謝障礙、梗死周圍缺氧去極化、興奮性遞質(zhì)的大量釋放、鈣超載、大量自由基生成、炎癥反應(yīng)等多種通路[3]。不同通路在不同時間點發(fā)生，彼此相互交聯(lián)，形成惡性循環(huán)。由此可見，單一機制藥物難以對復(fù)雜的級聯(lián)反應(yīng)進行有效調(diào)控，這便需要具有多重作用的藥物聯(lián)合。再灌注治療和神經(jīng)保護被認為是AIS的兩大治療手段。然而相對于再灌注治療技術(shù)的突飛猛進，作為急性腦卒中最具潛力的一種治療策略——神經(jīng)保護治療就好像一直在原地踏步，始終未獲得突破性進展。諸如曾被寄予厚望的鈣離子通道阻滯劑尼莫地平，理論上能有效阻斷電壓依賴性鈣離子通道，然而一項長達12年的國際多中心研究最終證明尼莫地平對卒中腦損害患者無效；谷氨酸受體拮抗劑瑞馬西胺、阿替加奈、美金剛等在細胞及動物實驗中均顯示出神經(jīng)保護作用。遺憾的是，在隨后的臨床試驗中除美金剛可用于阿爾茲海默病外，其他同類藥物均未展現(xiàn)出神經(jīng)保護作用，導(dǎo)致這樣結(jié)果的很大原因是存在轉(zhuǎn)化障礙(在動物實驗中有效，在臨床試驗中失敗)。鑒于此，美國卒中治療開發(fā)圓桌會議(Stroke therapy academic industry roundtable,STAIR)回顧了幾十年來的經(jīng)驗和教訓，最終提出神經(jīng)保護作用藥物研發(fā)的三大希望：更充分的臨床前試驗、多作用靶點保護、合并再灌注治療。依達拉奉右莰醇注射用濃溶液是新上市的我國Ⅰ類創(chuàng)新藥物，于2020年7月30日在我國批準上市，是新一代的復(fù)方依達拉奉注射液，其在既往的依達拉奉注射液基礎(chǔ)上增加了右莰醇結(jié)構(gòu)，并以4∶1的最佳配比組成。最新研究表明，依達拉奉右莰醇相較于既往的依達拉奉能夠更好抑制缺血損害中炎癥相關(guān)蛋白的表達，發(fā)揮協(xié)同作用，使AIS患者獲得更好的預(yù)后[4]。本文就依達拉奉右莰醇的作用機制和對急性腦卒中臨床應(yīng)用研究進展予以綜述。

1 依達拉奉右莰醇的作用機制

1.1 降低氧化應(yīng)激損傷 依達拉奉化學名稱為3-甲基-1-苯基-2-吡唑啉-5-酮，是分子量為174.20的親脂性基團，血腦屏障的通透率為60%，包含3種互變異構(gòu)體，其中烯醇式結(jié)構(gòu)可轉(zhuǎn)化成陰離子形式[5]。Perez-Gonzalez等[6]]研究員發(fā)現(xiàn)陰離子形式的依達拉奉清除羥基自由基的速度顯著快于中性形式的依達拉奉。作為自由基捕獲劑，依達拉奉能抑制黃嘌呤氧化酶、次黃嘌呤氧化酶的活性，刺激前列環(huán)素合成，從而清除腦內(nèi)具有高度細胞毒性的羥基自由基團，減輕過量氧自由基帶來的繼發(fā)性腦損害[7]，能解除腦血管痙攣，顯著改善腦血流動力學，減輕腦組織缺血損傷后繼發(fā)性腦水腫，縮小缺血半暗帶發(fā)展為完全梗死的面積[8-9]。除了強效的自由基清除功能外，依達拉奉可抑制單線態(tài)氧的生成，進而實現(xiàn)抑制單線態(tài)氧所誘導(dǎo)的細胞凋亡[10]，還能阻斷氧化酶系統(tǒng)進一步反應(yīng),從而達到抑制脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的目的,改善細胞損傷狀態(tài)[11]。高梅等[12]在研究發(fā)現(xiàn)依達拉奉可維持腦組織中超氧化物歧化酶的活性，降低一氧化氮、髓過氧化物酶的水平，提高線粒體呼吸鏈的氧化磷酸化效率，抑制氧化應(yīng)激，實現(xiàn)保護神經(jīng)的目的。

1.2 保護神經(jīng)血管單位 除經(jīng)典的清除自由基和降低氧化應(yīng)激損害能力外,依達拉奉對神經(jīng)血管單元的作用更加令人向往[13]。神經(jīng)血管單元由神經(jīng)元-膠質(zhì)細胞-血管構(gòu)成，囊括了神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞、小膠質(zhì)細胞、血管內(nèi)皮細胞、血管周細胞、基底膜以及細胞外基質(zhì)，能控制血腦間物質(zhì)交換，對維持到大腦內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定起著重要作用[14]。近年來，隨著神經(jīng)科學研究的深入，神經(jīng)血管單元受到越來越多研究者的重視，為腦血管病的診療提供了新的靶點[15]。以往對腦血管事件研究大多局限于神經(jīng)元本身，或?qū)⒋竽X內(nèi)不同的細胞群體分別獨立出來，采取以此為基礎(chǔ)針對單一細胞內(nèi)途徑或細胞類型的一系列治療顯然是不夠的，因為它忽略了大腦神經(jīng)功能的整體性和不同神經(jīng)組織相互作用的協(xié)調(diào)性，而理想治療藥物必須對整個神經(jīng)血管單元都應(yīng)產(chǎn)生積極作用[16]。依達拉奉右莰醇可以保護氧化應(yīng)激狀態(tài)下海馬HT22神經(jīng)元、星型膠質(zhì)細胞和血管內(nèi)皮細胞，從而對整個神經(jīng)血管單元都呈現(xiàn)出保護作用。神經(jīng)元方面，依達拉奉可以抑制缺血區(qū)神經(jīng)元內(nèi)線粒體凋亡，提高半暗帶區(qū)線粒體呼吸鏈氧化磷酸化的效率，進而抑制各種病因?qū)е卵趸瘧?yīng)激下神經(jīng)元的凋亡[17]。另有研究顯示，依達拉奉能通過促進細胞自噬的表達，清除已破損線粒體，對神經(jīng)元凋亡起到一定抑制作用[18]。膠質(zhì)細胞方面，依達拉奉可維持線粒體呼吸鏈的正常功能，抑制N-甲基，4苯基吡啶離子誘導(dǎo)所致的星形膠質(zhì)細胞凋亡和乳酸脫氫酶釋放量增加，從而促進星形膠質(zhì)細胞存活[19]。此外，此外，研究發(fā)現(xiàn)依達拉奉可通過蛋白質(zhì)酪氨酸激酶2-信號傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3通路，減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)，抑制小膠質(zhì)細胞炎癥反應(yīng)及神經(jīng)毒性，減輕細胞凋亡[20-21]。血管內(nèi)皮細胞方面，急性腦梗死應(yīng)用依達拉奉能有效的抑制血管內(nèi)皮生長因子和相應(yīng)蛋白質(zhì)的表達，抑制其誘導(dǎo)的內(nèi)皮細胞增生、移動，血管滲透性的增加，新鮮血管的生成。還可通過抑制單核細胞趨化蛋白-1，降低血管通透性，增強內(nèi)皮細胞緊密聯(lián)合，最終減輕缺血灶處腦水腫程度[22-23]。

1.3 抑制炎癥因子、蛋白表達 腦梗死后，腦缺血灶會釋放大量炎癥因子引發(fā)“瀑布式”級聯(lián)反應(yīng)，其中腫瘤壞死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白細胞介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)是該反應(yīng)發(fā)生、發(fā)展的典型炎癥因子。作為缺血性卒中神經(jīng)功能損害的始動調(diào)節(jié)因子，TNF-α能激活巨噬細胞的產(chǎn)生，觸發(fā)多條炎癥反應(yīng)通路，誘發(fā)細胞毒性損害、凝血機制障礙等[24]。IL-1β可介導(dǎo)急性缺血性腦卒中損傷后的炎癥反應(yīng)，誘導(dǎo)神經(jīng)元細胞凋亡[25]。更有研究發(fā)現(xiàn)，急性腦梗死患者的TNF-α、IL-1β、超敏C反應(yīng)蛋白(hypersensitive C reactive protein，hs-CRP)與病情嚴重程度呈正比[26]。因此，有學者認為TNF-α、IL-1β可作為判斷缺血性腦卒中嚴重程度及評估其預(yù)后的一項重要臨床指標。右莰醇化學名稱為(1R，2S，4R)-三甲基-二環(huán)庚-2醇，是一種分子量為154.25的雙環(huán)單萜類炎癥因子抑制劑，不僅能抑制缺血性腦卒中再灌注導(dǎo)致的炎性細胞因子TNF-α、IL-1β和炎癥蛋白環(huán)氧合酶-2、一氧化氮合酶(Nitric oxide synthase,iNOS)的表達，阻斷TNF-α、IL-1β介導(dǎo)缺血后炎癥級聯(lián)反應(yīng)，且能激活γ-氨基丁酸A型受體(Gamma-aminobutyric acid type A receptor,GABAAR)，對抗谷氨酸興奮性毒性，促進腦卒中后的抑制性和興奮性遞質(zhì)平衡，且右莰醇對GABAAR亞型具有高選擇性和高親和力，效能溫和，不良反應(yīng)小。其還能有效降低腦血管通透性，顯著提升超氧化物歧化酶活性，提升機體抗氧化能力，最終減少細胞凋亡和細胞壞死，顯著減輕腦缺血及再灌注損傷、縮小梗死面積[27]。依達拉奉右莰醇注射用濃溶液應(yīng)用了兩種成份清除自由基、抗炎、保護血腦屏障等多重作用，覆蓋了更廣泛的缺血后神經(jīng)損害機制，且兩者成份的配比經(jīng)過了嚴格的科學篩選試驗與數(shù)學模型論證，是兩者成份首次成藥；更為可貴的是，這兩者科學配比，并未使藥代動力學行為受到影響。對比單方依達拉奉，依達拉奉右莰醇能對卒中后腦損害會發(fā)揮更為全面和有效的神經(jīng)保護作用。

2 依達拉奉右莰醇的臨床應(yīng)用

2.1 缺血性腦卒中 近年來的研究表明，腦缺血尤其是缺血后再灌注所致腦細胞水腫、組織損傷與氧自由基、炎癥級聯(lián)反應(yīng)的產(chǎn)生密切相關(guān)[28]。氧自由基的產(chǎn)生一方面可導(dǎo)致核酸、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)過氧化，神經(jīng)細胞膜受損，甚至誘導(dǎo)細胞凋亡；另一方面可抑制血管對二氧化碳的收縮反應(yīng)，促進血小板聚集，增加血腦屏障的通透性，加重神經(jīng)損傷[29]。炎癥級聯(lián)反應(yīng)中的各類炎癥介質(zhì)包括細胞因子、趨化因子等的大量釋放，會介導(dǎo)卒中后二次損傷，促進內(nèi)皮細胞破裂壞死，促使血腦屏障破壞，加重缺血后腦損傷[30]。依達拉奉作為一種超強效的親脂性自由基清除劑，可順利通過血腦屏障，抑制顱內(nèi)脂質(zhì)、核酸、蛋白質(zhì)的過氧化反應(yīng)，減輕腦細胞膜氧化程度，抑制腦細胞凋亡，促進腦組織氧供和血供，減輕腦水腫，從而避免腦組織細胞受到自由基損害[31-32]。聯(lián)用右莰醇的優(yōu)勢在于，能有效的抑制炎癥級聯(lián)反應(yīng)中各類炎癥細胞因子、趨化因子，減輕氧自由基與炎癥因子對神經(jīng)血管單位的混合打擊，在已有依達拉奉療效基礎(chǔ)上，進一步加強對神經(jīng)元的保護作用。依達拉奉右莰醇Ⅲ期試驗結(jié)果(Treatment of acute ischemic stroke with edaravone dexborneol,TASTE)成為理論有力的佐證，證明了依達拉奉右莰醇對于改善急性缺血性卒中患者90 d功能結(jié)局和神經(jīng)保護作用更優(yōu)于依達拉奉，并將現(xiàn)有治療時間窗從24 h大幅度延伸至48 h。

2.2 腦出血 腦出血占腦卒中20%～30%，遠低于缺血性腦卒中，但其病死率高達30%～40%，是急性腦血管病中病死率最高的。關(guān)于腦出血后是否應(yīng)該使用神經(jīng)保護劑的問題目前存在爭議，但近年來，諸多關(guān)于依達拉奉在腦出血患者應(yīng)用研究屢有報道，證實其能有效改善腦出血患者預(yù)后，顯示出較高的臨床價值。腦出血后，神經(jīng)元鈣離子內(nèi)流超載會造成線粒體損傷，引發(fā)線粒體膜去極化、氧化磷酸化過程終止，激活氧化應(yīng)激，誘發(fā)細胞毒性水腫，導(dǎo)致細胞壞死[33]。腦出血部位及鄰近組織會產(chǎn)生以小膠質(zhì)細胞、星形膠質(zhì)細胞、白細胞為主的炎癥細胞激活、浸潤、釋放反應(yīng)，分泌包括IL-1β、TNF-α在內(nèi)的多種炎癥因子，加重腦組織水腫，導(dǎo)致進一步的組織損傷[34]。依達拉奉可清除氧自由基，抑制線粒體滲透性轉(zhuǎn)換孔開放，減少細胞色素C釋放，起到抗凋亡作用，減少神經(jīng)元壞死和凋亡[35]。右莰醇能通過減少出血局灶炎癥因子TNF-α、IL-1β表達與釋放，減輕出血后免疫應(yīng)答產(chǎn)生的神經(jīng)損害。兩者協(xié)同增效，阻斷了腦出血中氧自由基與炎癥級聯(lián)反應(yīng)的惡性互生循環(huán)，相較于單方依達拉奉，依達拉奉右莰醇可能是治療腦出血潛在的更為有效的神經(jīng)保護劑。

3 依達拉奉右莰醇治療卒中事件研究

數(shù)月前，美國心臟/卒中協(xié)會(AHA/ASA)期刊STROKE雜志在線發(fā)表了依達拉奉右莰醇治療急性缺血性卒中TASTEⅢ期臨床試驗研究結(jié)果[36]。TASTE是一項在我國本土開展的多中心、隨機、雙盲、陽性對照的臨床研究試驗，其目的在于評估依達拉奉右莰醇治療急性缺血性腦卒中的療效和安全性，于2015年在全國40多家醫(yī)學中心開展。試驗共納入了1165例發(fā)病時間在48 h內(nèi)，美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表(National Institutes of Health Stroke Scale,NIHSS)評分在4～24分之間，年齡在35～80歲之間的急性缺血性腦卒中患者，按1∶1的比例隨機分為兩組(依達拉奉組和依達拉奉右莰醇組)，兩組患者在臨床常規(guī)治療的基礎(chǔ)上，分別接受依達拉奉30 mg和依達拉奉右莰醇30 mg/7.5 mg的治療，療程為14 d，研究的主要療效終點為第90天改良Rankin量表(modified Rankin Scale,mRS)評分≤1的患者比例，次要療效終點包括第90天mRS評分值、第14天NIHSS量表評分相比基線時的變化、治療第14、30、90天NIHSS評分0～1的比例等。意向性分析結(jié)果顯示，依達拉奉右莰醇組(n=585)第90天mRS評分在0～1分的比例為67.18%，顯著高于依達拉奉組(580)的58.97%，其中優(yōu)勢比(OR)=1.42，P=0.004。次要療效終點治療第14天NIHSS評分相比基線改變值，依達拉奉右莰醇組顯著高于依達拉奉組。在接下來的亞組分析中顯示，主要療效終點結(jié)果在各亞組之間基本一致，女性患者似乎比男性患者在上述治療中更能獲益。在安全性方面，兩組在總體不良反應(yīng)的發(fā)生率、嚴重不良反應(yīng)的發(fā)生率及嚴重程度等方面上基本相似，組間無統(tǒng)計學差異，未發(fā)生與研究藥物相關(guān)的死亡事件。一項在沈陽某院開展的臨床試驗研究對比了依達拉奉右莰醇和依達拉奉對急性前循環(huán)缺血性腦卒中血管內(nèi)治療開通良好患者的腦損傷改善作用。該研究共納入了60例符合血管內(nèi)治療的急性前循環(huán)缺血性腦卒中患者，其核心梗死面積均<70 ml，開通血流前NIHSS評分均>6分，所有病患年齡均>18歲，隨機分為觀察組(依達拉奉右莰醇組)和對照組(依達拉奉組)，分別接受依達拉奉右莰醇注射用濃溶液37.5 mg和依達拉奉注射液30 mg每天兩次的靜脈滴注處理，療程為14 d，觀察兩組治療術(shù)前、治療第2天、第7天、第14天的NIHSS評分與mRS評分變化及氧自由基生成相關(guān)指標的變化。結(jié)果顯示，與對照組相比，觀察組治療后的第2、7、14天的NIHSS評分和14 d后mRS評分更低(P<0.05)，且依達拉奉右莰醇組治療后血清中氧自由基水平較依達拉奉組明顯降低，提示依達拉奉右莰醇相較于單純依達拉奉在治療急性缺血性腦卒中血管內(nèi)治療開通良好的患者中獲益更大。40例急性缺血性腦卒中患者應(yīng)用阿替普酶聯(lián)合依達拉奉右莰醇治療的臨床療效、安全性觀察研究顯示，阿替普酶溶栓治療聯(lián)合運用依達拉奉右莰醇能更有效降低血清中TNF-α、IL-1β、iNOS水平。在改善神經(jīng)功能缺損與總體生活能力等方面同對照組阿替普酶聯(lián)合依達拉奉注射液相比，觀察組依達拉奉右莰醇聯(lián)合阿替普酶溶栓治療療效更為確切，且兩組不良反應(yīng)比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)[37]。美中不足的是該試驗周期短，納入病例數(shù)量較少，未能揭示依達拉奉右莰醇對于上述病患人群的中長期獲益情況。

4 結(jié) 語

依達拉奉右莰醇注射用濃溶液相關(guān)研究均依照STAIR原則進行設(shè)計和實施。在臨床前研究中，依達拉奉右莰醇通過清除自由基、減輕炎癥級聯(lián)反應(yīng)，抑制神經(jīng)元、膠質(zhì)細胞、血管內(nèi)皮細胞的凋亡，展現(xiàn)出保護整個神經(jīng)血管單位的作用，使再灌注動物模型的神經(jīng)損傷顯著緩解[38]。在涉及400余例缺血性卒中患者的Ⅱ期臨床試驗中，依達拉奉右莰醇中劑量組(37.5 mg)顯示出了更好的療效和安全性，為Ⅲ期臨床試驗順利完成了劑量與療效的初步驗證[39]。TASTE Ⅲ期臨床研究更是證實了依達拉奉右莰醇注射用濃溶液較依達拉奉注射液顯著的療效優(yōu)勢，并將治療時間窗從24 h延長至48 h，這對于我國在缺血性腦卒中治療來說意義重大。依達拉奉右莰醇這類清除氧自由基與炎癥因子的神經(jīng)保護劑，突破了以往藥物在治療靶點的單一性，多靶點保護針對腦缺血后多重損害機制，將會為其臨床應(yīng)用提供了廣泛的前景。根據(jù)現(xiàn)有的文獻報道，尚無大樣本數(shù)據(jù)顯示依達拉奉右莰醇聯(lián)合血管再通治療患者的中遠期獲益狀況如何，也缺乏依達拉奉右莰醇治療腦出血的臨床療效和安全性報道。接下來的研究需要更多卒中中心共同參與，在遵循STAIR等原則基礎(chǔ)上，開展靜脈溶栓或動脈取栓等血管再通治療聯(lián)合依達拉奉右莰醇與依達拉奉右莰醇聯(lián)合腦出血基礎(chǔ)治療等研究，以驗證依達拉奉右莰醇在急性腦卒中的神經(jīng)保護作用價值。相信隨著各種臨床試驗的陸續(xù)開展，依達拉奉右莰醇研究數(shù)據(jù)和應(yīng)用經(jīng)驗會繼續(xù)不斷積累，將會為急性腦卒中患者帶來更多福音。