脑复苏治疗的新进展

　　作者：秦伟毅,徐秋林　　作者单位：中国人民解放军广州军区广州总医院急诊科， 广东 广州 510010

　　【摘要】 脑复苏是心脏停搏后复苏成功的关键，目前在该领域已经取得了许多新进展，包括亚低温治疗、颅内压升高的处理、脑神经保护策略、基因治疗以及神经元再生等。在脑复苏的研究中发现，开发新的药物和治疗方法，采用多种方法联合治疗，尤其在特定时间内进行特定治疗，可使脑功能得到更理想的恢复。

　　【关键词】 脑复苏; 神经再生; 综合疗法

　　心脏骤停后的脑循环中断及心肺复苏时和自主循环建立后的低灌注对脑组织造成缺血、缺氧和再灌注损伤，使心脏停搏病人的智能和生活能力受到严重损害，同时也使社会及家庭背负沉重的经济负担。因此改善心肺复苏病人的神经功能预后 (即脑复苏)，成为近年的研究热点。现将该领域的进展综述如下。

　　1 亚低温治疗

　　研究表明[1]：亚低温对缺血和创伤性脑损害的神经元具有保护作用。其机制可能为：降低组织代谢率，维持氧供需平衡，抑制兴奋性氨基酸的释放，防止血-脑屏障破坏，减轻白细胞在损伤区域的黏附等。但低温治疗目前仍有争议，有机构认为：亚低温治疗有一定盲目性[2]，缺乏足够数据证明低温给人类带来明确益处，且低温可能导致许多并发症，如感染、肺炎、出血、心肌缺血等。

　　2 颅内压 (ICP) 升高的治疗

　　心跳骤停导致脑组织严重缺氧，引起脑水肿、ICP增高及脑微循环障碍。当ICP过高时，进一步干扰脑循环，加重脑组织损害，使病人再度出现呼吸、循环障碍而危及生命。因此，在针对心脏骤停的病因进行治疗的同时，有效控制ICP对挽救和延长病人的生命具有关键作用。降低ICP的常用方法：合适的头位、适度镇静、脑室引流、过度通气及高渗性脱水。

　　将头抬高30°可降低ICP，且不影响脑灌注压 (CPP) 和脑血流 (CBF)，并可减少呼吸机相关性肺炎的风险。虽然心肺复苏后病人可能处于昏迷状态，但仍可对疼痛及其他外界刺激产生反应，从而导致ICP和血压升高。麻醉药 (如芬太尼、吗啡) 能镇痛和减轻气道反射，应作为一线用药。芬太尼对血流动力学影响较小;丙泊酚也是急性神经损伤病人的理想用药，可静脉使用，且停药后药效立刻消失。

　　高渗性脱水是临床上用于降低ICP的有效方法。常用的高渗性脱水药物：甘露醇、高渗盐溶液、白蛋白等。甘露醇作为脱水、利尿及氧自由基清除剂，是控制脑水肿、降低ICP最常用的药物，用药15～30 min后即可在血浆和细胞间建立渗透梯度 (持续90 min~6 h)，使细胞内水分向外移动。但长期使用甘露醇会导致过度脱水、低血压、氮质血症及反跳现象。高渗盐溶液具有细胞内脱水、增强心脏收缩等优点;等渗透浓度的高渗盐溶液与甘露醇相比，降低ICP更有效，降压持续时间更长。白蛋白可减轻外伤和脑出血引起的水肿。脑缺血模型研究结果显示：缺血后4 h内给予白蛋白 (0.63～2.5 g/kg)，可减轻缺血性脑水肿，缩小梗死面积，改善神经功能。国内多数学者认为：白蛋白可提高血浆胶体渗透压，起到高渗性药物的作用。但目前仍缺乏将其用于卒中的临床研究。此外，对于血-脑屏障受到破坏的病人，白蛋白会穿过血-脑屏障加重脑水肿，甚至可能增加危重病人的病死率。

　　3 神经保护治疗策略

　　3.1 抗兴奋性毒性作用 脑缺血后几分钟内即出现ATP缺乏，引起Na+-K+泵衰竭，神经元去极化使细胞内K+迅速减少，导致Ca2+通道开放，细胞内Ca2+浓度增加，导致细胞膜去极化。随之，神经元末端释放谷氨酸盐，后者刺激N-甲基-D-天门冬氨酸 (NMDA) 受体，引起兴奋性毒性作用，使细胞水肿，细胞膜破裂，并激活Ca2+依赖的缺血损伤瀑布效应，导致神经元死亡。这些离子的跨膜移动均需通过钠钙交换蛋白 (NCX) 家族的3种基因表达产物 (NCX1，NCX2，NCX3) 来介导，对每一种NCX的作用进行研究将有助于设计合理的药理学策略以减低兴奋性。多项降低神经兴奋性的药理研究已进入临床实验，如谷氨酸盐释放抑制剂、NMDA受体拮抗剂、钙离子通道阻滞剂及氧自由基清除剂等。但目前仍未取得令人满意的结果[3]，可能原因：用药不及时 (神经兴奋性毒性作用在缺血后几分钟内即可发生)，以及药物阻滞了突触的传递而影响了神经元的存活[4]。尽管如此，人们仍对在实验研究中表现出神经元保护作用或调节谷氨酸转移蛋白表达的治疗方案进行研究，如阻滞离子通道，刺激热休克蛋白 (HSP) 的表达。动物研究发现：在夹闭大脑中动脉的最初6 h内使用钠离子通道阻滞剂RS100642，能够选择性纠正钠通道基因nav1.1的下调，从而有助于保持正常的脑电活性，缩小梗死灶[5]。另外，HSP70诱导剂香叶基丙酮在脑缺血早期应用也能减少脑梗死灶的体积[6]。β内酰胺类抗生素由于能增加谷氨酸盐转移载体GLT1 (或EAAT2) 的表达，也能在脑缺血过程中提供神经保护活性[7]。

　　3.2 抗炎症反应 细胞内Ca2+、氧自由基、诱导型一氧化氮合酶 (iNOS)、缺氧和谷氨酸均可通过激活炎症反应对缺血区的神经元、胶质细胞、内皮细胞、白细胞和其他免疫细胞造成损伤。在炎症反应早期，核因子-κB (NF-κB) 通过激活肿瘤坏死因子-α (TNF-α) 和白介素-1β (IL-1β) 触发炎症反应，并进一步使IL-1α、IL-6和IL-8等表达上调。随后其他炎症介质和黏附分子的释放可产生一个更持久的炎症反应。在鼠脑缺血模型中[8]，短暂夹闭大脑中动脉，6 h后使用蛋白酶抑制剂MLN519抑制NF-κB活性，可以降低IL-1、IL-6、TNF-α和ICAM-1的表达水平，减少局部缺血脑组织内中性粒细胞和巨噬细胞的浸润，减少脑组织缺血坏死。另一种基于特异性抑制黏附分子或细胞活素表达的治疗方法在实验研究中也显示出较好的效果[9]。如用反义寡核苷酸抑制ICAM-1的表达，或用拮抗剂DPH-067517选择性抑制TNF-α转换酶的活性，能缩小梗死灶，降低神经元损害。但用于减轻缺血后炎症反应的药物通常需要很长时间才能起效。降低炎症反应的同时也降低了神经营养因子的表达，这可能对组织的修复有害[10]。因此，如何有效地发挥抗炎反应的神经保护作用，仍需进一步研究。

　　3.3 抗神经凋亡 目前机制尚不清楚，non-caspase可能起一定作用。丝裂原活化蛋白 (MAP) 激酶 (MAPK) 途径被认为可通过C-jun氨基末端激酶 (JNK) 和p38通路对神经凋亡进行调节。动物实验发现[11]：JNK抑制剂可减轻神经元凋亡，SP600125是一种新的JNK抑制剂，在脑缺血模型中，可显著降低核底物C-jun的活性，并使非核因子bcl-2失活，因而可能是一种治疗脑缺血的有效方法。另外，来源于HIV-1的bcl-xl基因转染表达的蛋白能够穿过血-脑屏障，显著缩小鼠休克模型的脑缺血面积及降低天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶 (caspase) 活性[12]。在核苷胞二磷胆碱的存在下，脑缺血边缘区域的Caspase-3表达显著降低，相关神经凋亡减少[13]。

　　3.4 抗氧化治疗 脑损伤后，脑组织内活性氧的水平增加，通过几种不同的分子途径加重脑组织损害。自由基能导致细胞成分的损害，如脂质、蛋白和核酸，从而导致细胞死亡。当细胞内的抗氧化系统受到破坏时，氧化损害会变得更加普遍。另外，急性脑损伤后兴奋性氨基酸水平增加可产生活性氧，造成脑组织损害。因而，加强抗氧化治疗可防止脑组织损害，提高神经元生存率，改善神经功能预后。

　　抗氧化剂包括维生素E、维生素C、α-硫辛酸、褪黑激素、谷胱甘肽过氧化物酶、人超氧化物歧化酶、N-乙酰半胱氨酸、谷胱甘肽、金属离子螯合剂、尿酸、肌氨酸及丙烯烟酰氨酸等。某些抗氧化剂在动物模型上有效，但临床应用却未取得理想的疗效。因为抗氧化剂的使用必须处于有效“时间窗”内，在这个“时间窗”内神经元尚未发生不可逆损伤;在抗氧化剂的使用中，除需符合氧化应急反应过程外，还必须能穿过血-脑屏障。目前已上市的抗氧化剂[14]：Tirilazad Mesylate、Edaravone、Nicaravene;进入临床研究阶段的抗氧化剂：Ebselen (DR-3305)、NXY-059、SUN-N8075等。其中Edaravone在大鼠局部脑缺血模型实验中，能明显预防脑缺血和缺血后脑膜炎，减少脑梗死面积。若在发病24 h及72 h内用药，总有效率分别为73. 8%和64.8%，与安慰剂组比较，差异有统计学意义。

　　4 基因治疗

　　基因治疗在缺血性脑损伤中具有广泛的应用潜力。基因治疗很关键的一点是必须通过正确的途径将治疗基因转染到合适组织中，如半暗带、血管或内皮细胞。目前，采用病毒载体的基因治疗已在动物模型中取得成功，通过基因治疗可调节兴奋性毒性作用，减轻钙超载，降低炎症反应和增加HSP、抗凋亡基因及血管活性因子的表达，从而发挥神经元保护作用[15]。绝大多数动物大脑中动脉缺血模型实验显示：基因治疗能显著缩小脑梗死面积。这些研究往往在脑缺血前将病毒载体导入细胞，这是因为缺血或再灌注区组织的转录和翻译过程受到抑制，基因表达延迟，表达效率较低。因而，基因转染的过程中需将基因注射到半暗带区域，因为该区基因的转录和翻译效率虽然降低，但未被完全抑制。尽管基因治疗技术在不断发展，目前仍存在许多障碍，如研究更安全、高效的载体，提高载体转染率，对于脑缺血要尽早进行转染，以及进一步了解哪一种基因更适合脑缺血的基因治疗等。

　　5 神经元再生

　　近年大量研究表明：中枢神经系统是一个动态的、可塑的器官，具有潜在的自我修复和再生功能。这些发现为脑损伤后的脑功能修复点燃了希望。目前神经元的修复主要有两种方法：一是用神经元增殖来补充损伤或坏死的神经元，即补充法。Fallon等[16]成功采用TGF-γ因子诱导侧脑室旁的神经增殖，并使这些新增殖的细胞迁移到纹状体;但这些细胞仅在纹状体受到损伤后才进行分化，提示在神经元的分化过程中需要一种未知信号。然而，即使决定内源性祖细胞增殖的所有重要的内环境信号均已设定好，发育中心的迁移距离仍可能成为补充法的一大障碍。补充法的另一挑战是，在祖细胞向别处迁移并分化成理想表型的过程中，分化信号也必须跟随迁移，而这往往难以实现。在这种情况下，另一种策略是培育一批能分化为特定神经元体系的祖细胞，然后将其移植到脑损伤区域[17]。这种细胞替代疗法已在治疗帕金森和亨延顿疾病的动物模型上取得了初步成功。当祖细胞移植后的环境适合其特异性分化时，替代疗法才可能取得成功，且只有移植到发育中心的祖细胞才能向设定的方向分化，在其他脑组织区则不会分化。细胞分化状态可能是一个非常重要的因素，使用未分化的胚胎干细胞进行移植时可明显提高移植区组织的生存率[18]。因此，采用细胞替代疗法对脑组织进行修复需要一个合适的细胞状态及支持性环境。

　　随着人们对脑损伤机制的进一步了解，在脑复苏的研究中，开发新的药物和治疗方法，采用多种方法联合治疗，尤其是在特定时间内进行特定治疗，可使脑功能得到更理想的恢复。

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