水蛭制劑治療腦卒中的作用機(jī)制研究進(jìn)展

樊佳新，劉金瑛，高瑩，劉樹權(quán)

(1.沈陽市第二中醫(yī)醫(yī)院，遼寧 沈陽 110101；2.遼寧省血栓病中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)療中心，遼寧 沈陽110101；3.北京中醫(yī)藥大學(xué)，北京 100029)

“腦卒中”又稱“中風(fēng)”“腦血管意外”，是由于腦部血管突然破裂或因血管阻塞導(dǎo)致血液不能流入大腦而引起腦組織損傷的一組急性腦血管疾病。持續(xù)進(jìn)展可導(dǎo)致器官功能減退乃至器官衰竭，是致患者殘疾、死亡的主要原因。據(jù)全球疾病負(fù)擔(dān)研究和《中國衛(wèi)生健康統(tǒng)計提要》統(tǒng)計[1-2]：“卒中列為我國疾病所致壽命損失年的第一位病因，其總體卒中終生發(fā)病風(fēng)險為39.9%，位居全球首位，并呈現(xiàn)出低收入群體快速增長、地域和城鄉(xiāng)差異以及年輕化趨勢?！蹦壳拔魉幹委熞殉蔀槲覈X卒中治療的主要手段，但針對不同發(fā)病期中風(fēng)患者其臨床應(yīng)用也受到了一定限制。而中醫(yī)藥具有我國醫(yī)學(xué)的獨特優(yōu)勢和特色，活血化瘀法治療腦卒中逐漸成為中醫(yī)研究的熱點話題[3-5]。水蛭，始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》：“主逐惡血，瘀血，破血瘕積聚……”，其味咸苦，性平，具有破血通經(jīng)，逐瘀消癥的功效?！侗静菥V目》中記載：“咸走血，苦勝血。水蛭之咸苦，以除蓄血，乃肝經(jīng)血分藥，故能通肝經(jīng)聚血?！?，可用于癥瘕痞塊、血瘀經(jīng)閉、跌打損傷、血小板增多癥及腦出血等[6]?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明水蛭具有抗凝血、抗血栓、抗炎、抗纖維化等作用，其活性成分對治療心腦血管類疾病效果明確，所以本文就近10年來關(guān)于水蛭制劑治療腦卒中的作用機(jī)制研究進(jìn)行綜述。

1 水蛭的化學(xué)成分研究

水蛭的大分子類物質(zhì)占主要，含蛋白質(zhì)以及19種氨基酸，水解氨基酸的含量占比近50%，其中包括必需氨基酸8種(纈氨酸、苯丙氨酸、異亮氨酸、賴氨酸、色氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、亮氨酸)，還含有水蛭素、肝素、組織胺、吻蛭素等[7]。其中水蛭素是凝血酶抑制劑之一，其他成分均來自不同種屬(見表1)。小分子類物質(zhì)主要有糖脂類、甾體類、蝶啶類和羧酸酯類等。目前研究者分離得到吲哚-3-甲酸-β-D-吡喃葡萄糖苷、3-吲哚-甲醛、2-哌啶酮、2-羥基嘌呤核苷、尿嘧啶、尿嘧啶核苷、肌苷、黃嘌呤、腺嘌呤、煙酸、腺苷、尿苷等成分[7-9]。此外，水蛭中還含有Mn、Fe、Co、Cr、Se等14種無機(jī)微量元素。

表1 水蛭中現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的活性物質(zhì)成分表

2 水蛭制劑對腦卒中的作用機(jī)制研究

中藥用于治療腦卒中已有多年，據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)調(diào)研及數(shù)據(jù)挖掘分析發(fā)現(xiàn)：納入的120首方藥中，涉及藥物共140味，使用頻次≥6的共50 味藥，其中活血藥涉及的藥物最多、使用頻次最高。核心藥物4味，分別是大黃、三七、水蛭和丹參；大黃-三七-水蛭為最常用的3味藥組合；大黃-三七，大黃-水蛭，大黃-丹參，三七-水蛭，三七-丹參為最常用的藥對[10]。因水蛭提取物具有降血脂、降低腦血腫等作用，中醫(yī)常采用活血化瘀等療法在臨床上通過單用、聯(lián)合或復(fù)方等形式用于缺血性腦卒中類疾病的治療[11-12]。早在2008年就有研究者使用水蛭素阿司匹林合用的治療方法探討水蛭素輔助治療短暫性腦缺血發(fā)作的療效和安全性89例臨床研究[13]。

2.1 抗免疫炎癥反應(yīng) 神經(jīng)炎癥是缺血性腦卒中腦細(xì)胞死亡的反應(yīng)之一。在急性期，腦內(nèi)的小膠質(zhì)細(xì)胞被激活并生成大量炎癥介質(zhì)，白細(xì)胞介素1β(IL-1β)、白細(xì)胞介素6(IL-6)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)以及趨化因子單核細(xì)胞趨化蛋白1等。內(nèi)皮細(xì)胞也被這些介質(zhì)刺激而致細(xì)胞黏附分子的表達(dá)上調(diào)，募集T細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞等大量外周白細(xì)胞進(jìn)入腦實質(zhì)，最終導(dǎo)致神經(jīng)元損傷、血管衰老等一系列腦損傷。

2.1.1 實驗研究 水蛭的唾液含有不同的止疼劑、麻醉劑和類似于組織胺的化合物，具有消炎散腫定痛、清除毒素的作用。凝血酶是炎癥細(xì)胞的化學(xué)誘導(dǎo)物，而水蛭素是凝血酶的特異性抑制劑，可抵抗炎癥的發(fā)生。小鼠動物模型研究發(fā)現(xiàn)水蛭可調(diào)控絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路中的 p38 和 ERK5等相關(guān)蛋白的表達(dá)而降低炎癥浸潤以及斑塊內(nèi)炎癥反應(yīng)[14]。缺氧缺血性腦損傷新生大鼠通過阻斷TLR4/NF-κB信號通路，調(diào)控 TLR4、p-NF-κB、MyD88、TRIF、Beclin-1、LC3等相關(guān)因子，從而抑制神經(jīng)元細(xì)胞自噬和減少下游炎癥細(xì)胞因子釋放，減輕免疫炎癥損傷，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[15]。此外，學(xué)者們在水蛭的類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、肌筋膜炎等抗炎作用方面進(jìn)行了大量的研究工作，并取得了顯著成果[16-17]。

2.1.2 臨床應(yīng)用 中醫(yī)認(rèn)為瘀血不僅病理產(chǎn)物，同時也是致病因素。蟲類藥多具有搜風(fēng)祛邪、透達(dá)攻竄、逐瘀通絡(luò)、攻毒化痰等功效，其活血化瘀之力較草本藥物更強(qiáng)，可深入絡(luò)脈，剔邪外出。臨床中不乏水蛭制劑的使用，心痛寧口服液以及健脾四逆方通過抑制炎癥反應(yīng)而穩(wěn)定斑塊[18]。萊蕪市中醫(yī)醫(yī)院通過對84例進(jìn)展性腦卒中患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)水蛭膠囊能夠降低卒中患者血清中C反應(yīng)蛋白水平，從而改善神經(jīng)功能缺損程度[19]。水蛭粉對55例顱內(nèi)動脈重度狹窄或閉塞致腦梗死患者腦血管側(cè)支循環(huán)代償?shù)呐R床效果發(fā)現(xiàn)總有效率為78.6%，改善效果顯著[20]。50例腦梗死患者血液的血管性假血友病因子、血小板α-顆粒膜蛋白140水平、神經(jīng)功能缺損評分、生活能力狀態(tài)評分和臨床療效指標(biāo)分析，發(fā)現(xiàn)研究組患者的治療總有效率可達(dá)84.0%，水蛭粉治療腦梗死患者效果顯著[21]。

2.2 抗興奮性氨基酸毒性及細(xì)胞凋亡 興奮性氨基酸毒性是腦缺血損傷級聯(lián)反應(yīng)中最終導(dǎo)致腦細(xì)胞壞死與凋亡的原因之一，腦細(xì)胞壞死與凋亡是腦卒中患者神經(jīng)功能損傷的主要病理基礎(chǔ)[22]。興奮性神經(jīng)毒性即當(dāng)腦缺血性損傷時引起鈣超載、一氧化氮生成增多、自由基激活一系列反應(yīng)。而細(xì)胞凋亡主要受基因及細(xì)胞生存環(huán)境因素所控制，涉及一系列基因，如Bcl-2家族、caspase家族、癌基因如C-myc、抑癌基因P53等。

2.2.1 實驗研究 2000年曹翠麗等[23]通過流式細(xì)胞術(shù)發(fā)現(xiàn)水蛭水煎液組使腦細(xì)胞凋亡發(fā)生推遲，并降低缺血/再灌注后腦細(xì)胞凋亡率。體內(nèi)大腦中動脈阻塞MCAO模型以及大鼠腦出血模型發(fā)現(xiàn)水蛭注射液小劑量組對神經(jīng)細(xì)胞凋亡有一定抑制作用[24-25]。李亞琴等[26]通過改良線栓法制備大鼠MCAO模型，研究發(fā)現(xiàn)服用蛭龍活血通瘀膠囊后，神經(jīng)功能評分和梗死體積均有不同程度改善，腦組織神經(jīng)元病理形態(tài)和線粒體結(jié)構(gòu)損傷均有所減輕。此外，水蛭素能抑制凝血酶與PARs的結(jié)合，從而阻斷PARs/p38 MAPK/IKK/NF-κB信號通路，抑制Bax和半胱氨酸蛋白酶(caspase-3)的表達(dá)，減緩細(xì)胞凋亡的加劇[24]。腦出血后局部應(yīng)用水蛭素可減輕腦出血后的組織水腫，并通過抑制JAK2/STAT3信號通路從而降低腦出血大鼠腦細(xì)胞凋亡，對血腫周圍的神經(jīng)組織具有保護(hù)作用[25]。

2.2.2 臨床應(yīng)用 當(dāng)缺血性腦卒中發(fā)生時，線粒體維持的動態(tài)平衡被打破，相關(guān)信號通路被激活，最終誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞級聯(lián)性損傷，而細(xì)胞凋亡往往發(fā)生在腦損傷后期的缺血區(qū)與半影區(qū)[27]。郭宇等[28]以急性缺血性腦卒中患者研究對象，發(fā)現(xiàn)外周血中凋亡基因Bax水平顯著升高、Bcl-2 水平顯著降低與急性缺血性腦卒中預(yù)后密切相關(guān)。

2.3 抑制血小板聚集，抗血栓形成 血栓的形成與血凝系統(tǒng)、血小板、纖溶系統(tǒng)密切相關(guān)，而水蛭素是目前發(fā)現(xiàn)強(qiáng)有力的凝血酶特異性抑制劑，通過和凝血酶的直接結(jié)合而發(fā)揮抗凝作用[9]。一方面水蛭素可以作用于凝血酶，阻止凝血酶對纖維蛋白原的作用，從而阻止凝血塊的形成；另一方面，還能有效保護(hù)血管內(nèi)皮功能；此外其促纖溶作用比肝素等其他抗凝劑的抗凝效果要強(qiáng)。

2.3.1 實驗研究 王常瞵等[29]發(fā)現(xiàn)不同炮制品的水蛭能不同程度的改變急性血瘀模型大鼠全血黏度(低、中、高切變率)、血漿黏度、紅細(xì)胞變形指數(shù)、紅細(xì)胞聚集指數(shù)、血細(xì)胞比容等血液流變學(xué)指標(biāo)以及凝血酶原時間(PT)、活化部分凝血酶原時間(APTT)、凝血酶時間(TT)等凝血指標(biāo)。岳昆等[30]發(fā)現(xiàn)大鼠股動脈吻合術(shù)后局部應(yīng)用水蛭素能夠有效減少血栓的形成，使通暢率明顯提高。王志剛等[31]通過血清檢測發(fā)現(xiàn)水蛭超微粉能夠顯著提高高脂日糧試驗兔血清中谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、總超氧化物歧化酶(T-SOD)活性，降低丙二醛(MDA)含量，顯著改善高脂飲食引起的血液流變學(xué)變化，恢復(fù)血液的正常流動性。另有研究結(jié)果顯示水蛭的干燥藥材提取物可明顯延長小鼠凝血、出血時間及家兔離體血漿復(fù)鈣時間，提示水蛭提取物能抑制內(nèi)源性凝血系統(tǒng)，達(dá)到抗血栓的臨床療效。

2.3.2 臨床應(yīng)用 水蛭可防止各類血栓的形成及延伸，對各種血栓性疾病均有效，尤其是對靜脈血栓和彌漫性血管內(nèi)凝血[32-33]。有研究者通過給深靜脈血栓患者連續(xù)5 d靜脈推注水蛭素，治療效果發(fā)現(xiàn)水蛭素能有效防止血栓范圍擴(kuò)大，并根據(jù)治療后患者的隨訪結(jié)果顯示未發(fā)現(xiàn)新的深靜脈血栓和肺栓塞發(fā)生，也無出血等并發(fā)癥發(fā)生[34]。郝宗霞等[35]通過丹龍通腦湯聯(lián)合依達(dá)拉奉治療60例缺血性中風(fēng)急性期患者，患者治療后血漿黏度、血細(xì)胞比容、紅細(xì)胞聚集指數(shù)、纖維蛋白原等血液流變學(xué)指標(biāo)明顯改善，神經(jīng)功能缺損程度逐漸減輕。梁森森等[36-39]收集121例患者，通過黃芪桂枝五物加水蛭湯聯(lián)合西藥進(jìn)行90 d治療，通過觀測臨床癥狀、神經(jīng)功能缺損評分、滿意率、不良反應(yīng)等，發(fā)現(xiàn)黃芪桂枝五物加水蛭湯聯(lián)合西藥治療腦梗死療效滿意，由此可證實了我國傳統(tǒng)中醫(yī)藥學(xué)對于水蛭藥用價值論述的實用性和科學(xué)性，值得推廣應(yīng)用。

2.4 抗自由基氧化損傷

2.4.1 實驗研究 活性氧(ROS)和活性氮(RNS)是引起蛋白質(zhì)氧化損傷的重要因素。由自由基介導(dǎo)的蛋白質(zhì)氧化產(chǎn)物作為體內(nèi)氧化性損傷的特異性標(biāo)志物之一，是近幾年自由基生物學(xué)研究的熱點。胡躍強(qiáng)等[40]采用線栓法制備大鼠MCAO模型及缺血后處理組(IPOC)兩種模型觀察水蛭注射液處理對腦缺血損傷大鼠磷酸化內(nèi)皮型一氧化氮合酶(p-eNOS)mRNA及其蛋白表達(dá)的影響，研究提示腦缺血后處理可能通過誘導(dǎo)p-eNOS的表達(dá)發(fā)揮其神經(jīng)保護(hù)作用。李華[41]運(yùn)用光化學(xué)法制作缺血性中風(fēng)小鼠模型，通過對小鼠血清中T-SOD的活性以及血清中MDA和NO的含量進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)水蛭活絡(luò)湯可以明顯改善缺血性中風(fēng)小鼠大腦神經(jīng)缺損程度，減少小鼠大腦缺血死壞面積來達(dá)到腦保護(hù)作用。此外，水蛭微粉、粗粉和水煎液均對腦缺血再灌注損傷大鼠血清的各項指標(biāo)產(chǎn)生一定影響從而保護(hù)腦組織[42-44]。易燦輝等[45]通過Western blot技術(shù)，觀察糖原合成酶激酶3β(GSK-3β)和內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)蛋白在大鼠缺血半暗帶的表達(dá)，比較各組神經(jīng)功能缺損評分發(fā)現(xiàn)水蛭注射液和缺血后處理可減輕神經(jīng)功能缺損，下調(diào)GSK-3β 和上調(diào)eNOS蛋白的表達(dá)，減輕腦缺血損害，兩者聯(lián)合具有協(xié)同神經(jīng)保護(hù)作用，并且這種保護(hù)作用與水蛭的劑量可能有一定的關(guān)系。

2.4.2 臨床應(yīng)用 許多水蛭制劑可抵抗內(nèi)皮細(xì)胞損傷、抑制氧自由基生成，減輕導(dǎo)致腦梗死的危險因素，其中水蛭微粉可提高超氧化物歧化酶活性，下調(diào)丙二醛水平，抑制自由基損傷。馬麗虹等[46]通過Meta-分析發(fā)現(xiàn)單味水蛭制劑可改善缺血性中風(fēng)急性期患者的神經(jīng)功能缺損狀況。

2.5 降血脂、抗動脈粥樣硬化斑塊形成 高脂血癥是動脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展的主要危險因素之一，而動脈粥樣硬化是腦卒中的病理基礎(chǔ)，三者之間存在密切聯(lián)系。一般腦卒中患者均伴隨血脂代謝異常類疾病，脂質(zhì)代謝障礙的特點是受累動脈病變從內(nèi)膜開始，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)水蛭通過影響與脂質(zhì)代謝有關(guān)酶的表達(dá)來發(fā)揮調(diào)血脂和抗動脈粥樣硬化作用，進(jìn)而干預(yù)腦卒中的發(fā)生進(jìn)程[47]。

2.5.1 實驗研究 水蛭可能通過調(diào)降血脂，降低轉(zhuǎn)化生長因子β1(TGF-β1)水平，從而影響p38 MAPK信號通路蛋白表達(dá)，抑制血管平滑肌細(xì)胞(VSMCs)的增殖、促進(jìn)其凋亡，抑制內(nèi)膜增厚、減少斑塊形成，進(jìn)而干預(yù)早期動脈粥樣硬化進(jìn)程[48]。張婷等[49]以小鼠高脂血癥模型為研究對象，對其血清進(jìn)行血脂指標(biāo)測定，結(jié)果顯示水蛭可以使總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL)水平均明顯降低，高密度脂蛋白(HDL)水平明顯升高。另有研究發(fā)現(xiàn)水蛭素能改善Apo E-/-小鼠的血脂、內(nèi)皮功能，下調(diào)STIM1、Orai1、TRPC1的表達(dá)，并通過影響上述環(huán)節(jié)進(jìn)而延緩動脈粥樣硬化的發(fā)生與發(fā)展[50]。此外，水蛭尚可以減少膽固醇、脂肪酸的合成，從而調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝以降低大鼠血脂水平，減輕肝臟組織中的脂質(zhì)沉積及大鼠肝臟損傷[51]。

2.5.2 臨床應(yīng)用 廣東省陽江市中醫(yī)醫(yī)院以55例顱內(nèi)動脈重度狹窄或閉塞致腦梗死患者為研究對象，對其治療前后，TC、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、血漿脂蛋白磷脂酶A2(Lp-PLA2)的代謝水平進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)水蛭粉治療后患者腦血管側(cè)支循環(huán)代償?shù)母纳菩Ч@著[52-53]。

3 結(jié)語與展望

隨著腦卒中類疾病的發(fā)病率逐年升高，臨床上對治療該類疾病藥物的需求逐年增大，針對新藥材的開發(fā)迫在眉睫，而水蛭腦卒中治療領(lǐng)域具有獨特的藥用價值。本文主要整理了水蛭對于腦卒中類疾病治療的作用機(jī)制等相關(guān)文獻(xiàn)，并從水蛭對免疫炎癥反應(yīng)、自由基氧化損傷、興奮性氨基酸毒性、細(xì)胞凋亡、血小板聚集、血栓形成、動脈粥樣硬化斑塊形成等幾方面進(jìn)行簡要分析。中醫(yī)認(rèn)為腦絡(luò)是氣血津液滋養(yǎng)腦髓的通道，腦絡(luò)受到堵塞，髓海無法被濡養(yǎng)。而水蛭現(xiàn)作為一味常用蟲類藥物，善行走竄，活血而不留瘀，能引經(jīng)佐使，具有破血、逐瘀、通絡(luò)的功效，對肢體無力、口角歪斜等癥狀為主的腦卒中患者有明顯的改善作用。水蛭在治療腦卒中方面可以通過不同程度的改變血液流變學(xué)指標(biāo)以及PT、APTT、TT等凝血指標(biāo)、調(diào)降血脂、進(jìn)而延緩動脈粥樣硬化的發(fā)生與發(fā)展，防止血栓形成；另一方面，通過調(diào)控Bax和caspase-3的表達(dá)延緩細(xì)胞凋亡的加劇、調(diào)控T-SOD的活性以及MDA和NO的表達(dá)減少大腦缺血死壞面積來達(dá)到腦保護(hù)作用、調(diào)控GSK-3β和eNOS蛋白在缺血半暗帶的表達(dá)減輕神經(jīng)功能缺損，減輕腦缺血損害；此外，尚可減少炎癥細(xì)胞因子釋放、降低炎癥浸潤以及斑塊內(nèi)炎癥反應(yīng)，從而減輕免疫炎癥損傷對神經(jīng)組織起到保護(hù)作用。血栓性靜脈炎患者采用吸血法可以更好地行走，腿部的腫脹和痛覺也會減輕，腿部的皮膚顏色也接近正常，已得到醫(yī)家和患者的廣泛認(rèn)可。

綜上所述，水蛭已被證明可以消除瘀血和即時性提高局部血流量，明顯改善患處血液循環(huán)。在腦卒中的不同發(fā)展階段，水蛭的不同作用機(jī)制都發(fā)揮著重要作用。其作用機(jī)制與腦損傷息息相關(guān)。因此，針對水蛭的相關(guān)研究能夠更科學(xué)、規(guī)范、有效地為臨床和后續(xù)開展中藥現(xiàn)代化治療腦卒中提供參考依據(jù)。而水蛭提取物中質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸為腦內(nèi)的能源物質(zhì)，他們可以通過血腦屏障，具有促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞更新、調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)代謝、維護(hù)神經(jīng)功能及抗腦組織缺氧等作用。我們應(yīng)該從傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)對水蛭的認(rèn)識出發(fā)，擴(kuò)展思路，借助現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的先進(jìn)特點，結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘、蛋白質(zhì)工程、生物工程技術(shù)，進(jìn)一步開發(fā)水蛭制劑在腦卒中領(lǐng)域的藥用價值，可以對腦卒中的創(chuàng)新性治療策略提供潛在的指導(dǎo)與幫助。有助于為水蛭更好地服務(wù)于臨床奠定基礎(chǔ)。