缺血性脑卒中后血栓素A2的作用及相关药物研究进展

综 述

缺血性脑卒中后血栓素A2的作用及相关药物研究进展

心脑血管疾病是全球发病率较高的一类疾病，其中脑卒中是全球引起死亡的第二大病因，也是致残的主要原因[1]。据美国心脏协会报道，在美国，每19个死亡案例中就有1人死于脑卒中，平均每40秒就有1人患脑卒中[2]。在所有脑卒中患者中，高达87%的患者属于缺血性脑卒中。脑卒中系由各种原因所致的局部脑组织区域血液供应障碍，导致脑组织缺血缺氧性病变坏死，进而产生临床上对应的神经功能缺失表现。血栓素A2（TXA2）是一种花生四烯酸的代谢产物，具有使血管收缩和血小板聚集等多种生理作用，在缺血性脑卒中的发展过程中起着重要的作用[3]。本文将对TXA2促进缺血性脑卒中发展的机制及抗缺血性脑卒中药物的研究情况综述如下。

1 TXA2的生物合成

TXA2可由血小板、血管内皮细胞、嗜酸性粒细胞、星形胶质细胞等在一定刺激条件下产生。磷脂酶A2（PLA2）经催化生成花生四烯酸（AA），AA在环氧合酶（COX）催化下产生前列腺素G2（PGG2）、前列腺素H2（PGH2）等。前者在前列环素合成酶（PGIS）的作用下生成前列环素（PGI2），后水解为6-keto-PGF1α；后者在 TXA2合成酶（TXS）的催化作用下生成TXA2，其半衰期仅为30秒，进一步代谢成稳定产物血栓素B2（TXB2）。由于其半衰期极短且代谢物无生理活性，故TXA2主要作用于产生部位附近的细胞和组织。

TXA2合成酶是一种相对分子质量为60 kDa的酶，被发现存在于猪的血小板、肺、肾、胃、十二指肠等部位。它能够以花生四烯酸为底物，反应产生TXA2，亦能够以二十五碳烯酸（EPA）为底物，反应产生血栓素A3（TXA3）。

2 TXA2受体

TXA2的受体（TP）分布十分广泛，在脾、脑、肺、心脏等器官均有极高的表达，而在肝脏、胃等器官表达较少。包括内皮细胞、星形细胞、少突神经胶质细胞、平滑肌细胞在内的许多细胞均被证明存在TP，同时血小板上亦有TP的高表达。TP的广泛分布导致TXA2参与了许多生理及病理过程。人类的TP分为两个亚型：最初从人类胎盘克隆得到的TPα和由内皮细胞克隆得到的TPβ。大鼠76%的TP构成与人类TPα相似。

TP与多种G蛋白耦联，包括Gq家族G蛋白（Gq、G11、G15、G16）、G12家族 G 蛋白 （G12、G13）、Gi蛋白、Gs蛋白等，其中最主要的是与Gq和G13耦联的通路。TP与Gq耦联能够诱导血小板聚集，而血小板的变形主要是由与G12/13蛋白耦联的TP介导完成的。Moers等[4]证明，缺少Gq和G13蛋白的血小板对TXA2没有反应。

3 TXA2与缺血性脑卒中

在缺血性脑卒中发生及缺血再灌注后，胞内Ca2+浓度升高，Ca2+依赖的PLA2被激活，AA大量释放，AA代谢途径被激活，过量TXA2生成[5]，分别从以下方面导致了缺血性脑卒中的损伤加剧。

3.1 血小板及血管功能

3.1.1 血小板功能 Kooten等[6]研究表明，缺血性脑卒中患者体内存在血小板活性增强的现象。在脑缺血再灌注后，血小板活性增强，黏附于白细胞和脑微血管内皮细胞，这会造成“无复流”现象和进一步的组织损伤[7]。在诸多能够诱发血小板聚集的物质中，TXA2属于强诱导剂，较低浓度便可诱发血小板聚集，其机制主要为：TP激活质膜上的磷脂酶C（PLC-β），促进磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸生成二酰甘油（DAG）及 1，4，5-三磷酸肌醇（IP3）。IP3动员血小板内钙库释放Ca2+到胞质中与钙调蛋白结合，参与一系列级联反应，而DAG在Ca2+的协同下激活蛋白激酶C（PKC）通路。而后肌球蛋白轻链激酶激活，血小板膜糖蛋白（GP）Ⅱb/Ⅲa位点暴露，与纤维蛋白原、血管性血友病因子等结合，最终引起血小板聚集。另外，TXA2可抑制腺苷酸环化酶（AC）的活性，降低血小板内环磷酸腺苷（cAMP）水平，而cAMP能抑制血小板黏附、聚集和释放反应。

3.1.2 血管张力 脑卒中的发生会给血管功能带来不良影响，可能会诱发继发性脑组织损伤。在再灌注期间，TXA2、5-羟色胺（5-HT）等缩血管物质大量生成，使脑部血管痉挛，血流量进一步下降[8]。其中脑实质微血管的高张力状态很可能导致了半暗带梗死面积的增大[9]。

血管平滑肌上具有TP，当TXA2与之结合后可以通过激活小G蛋白Rho、Rho激酶及肌球蛋白轻链激酶信号通路发挥作用，参与细胞骨架重构，导致血管平滑肌收缩[10]。另外，TXA2可使储存在血小板致密颗粒内的Ca2+进入胞质收缩微小丝肌动球蛋白系统引起释放作用，释放出二磷酸腺苷、5-HT等血小板聚集诱导剂或缩血管物质。因此，TXA2会使脑血管痉挛性收缩，阻滞血流，使缺血情况及脑组织损伤加剧。

3.1.3 TXA2-PGI2平衡 由上文可知TXA2具有强烈的收缩血管作用并能够活化周围血小板，促使血小板黏附、聚集和血栓形成。而PGI2能够激活AC，增强cAMP的活性，使cAMP的水平增高并抑制Ca2+的移动；同时可以抑制血小板内PLA2和COX活性，使血小板内TXA2合成减少。因此，PGI2具有扩张血管和抑制血小板聚集及血栓形成的作用，被视为一种内源性血管保护因子。研究[11]表明，内源性的PGI2能够抑制在体血管对TXA2的应答。在正常生理状态下，两者作用相反且保持动态平衡，共同调节血管张力和血小板功能。在缺血性脑卒中状态下，TXA2-PGI2失衡加剧，引起血小板黏附、聚集及血管收缩，加重脑缺血后的低灌注和脑组织继发性损伤。

3.2 炎症反应 在炎症反应中，内皮细胞、星形胶质细胞、小胶质细胞和白细胞（粒性白细胞、单核巨噬细胞和淋巴细胞）能够产生包括细胞因子、黏附分子、前列腺素类物质和诱导型一氧化氮合酶等在内的炎性分子，这些物质会导致炎症部位不可逆的损害。

在脑缺血发生数小时后，血管表面出现炎症反应，这是缺血向炎症损伤转变的基础。其中细胞间细胞黏附分子-1（ICAM-1）、血管细胞黏附分子-1（VCAM-1）、内皮白细胞黏附分子-1（ELAM-1）等黏附分子表达增加，介导炎症细胞大量聚集到炎症及损伤区域。炎症区域的巨噬细胞和中性粒细胞能够大量释放TXA2，而TXA2与TP结合后又能介导炎性分子的表达上调。研究证明，TP拮抗剂或许可以抑制动脉粥样硬化中血管的炎症反应[12]。Enomotoa和 Adachiet[13]研究发现，TXA2可以促进血小板生成炎症反应介质CD40配体，进而促进炎症反应。Ishizuka等[14]的实验证明，TP激动剂可增加人脐静脉内皮细胞ICAM-1、ELAM-1和VCAM-1的表达，而这些黏附分子又可以介导炎症细胞聚集到炎症部位，加强TXA2的分泌，如此相互作用形成正反馈作用，加重缺血性脑卒中的损伤。

3.3 氧化应激反应 脑缺血和再灌注都会导致由于自由基引起的氧化应激现象，而这种现象将会使发病期间的毒害作用达到顶峰。在氧化应激过程中，大量自由基能够促使AA倾向于单向转化为TXA2，而拮抗其生理作用的PGI2合成减少[15]。与此同时，在TXA2生成过程中，也会产生一定量的自由基，自由基又进一步激活磷脂酶A2，同时破坏细胞膜系统，形成恶性循环。有研究[16]表明，血小板的应答很可能与其氧化还原状态有关，实验中使用两种抗氧化剂均能通过不同机制抑制胶原诱导的血小板聚集，并推测其中有与TXA2含量减少有关的作用机制。

4 作用于TXA2通路的抗缺血性脑卒中药物

4.1 环氧合酶抑制剂 COX分为COX-1和COX-2两种同工酶。COX-1可以催化AA最终生成TXA2，亦可生成保护胃黏膜的PGs；而COX-2则会促进炎症反应的发生。目前使用最广泛的COX抑制剂为阿司匹林（Aspirin），它可以不可逆、非特异性地与COX活性中心结合，使其失活。小剂量阿司匹林主要抑制血小板COX-1，从而减少TXA2生成，抑制血小板聚集。美国将小剂量阿司匹林作为缺血性脑卒中急性期治疗的首选[17]。中国急性缺血性脑卒中诊治指南2010[18]也这样推荐：不符合溶栓适应证且无禁忌证的缺血性脑卒中患者在发病后尽早口服阿司匹林150～300 mg/d（Ⅰ级推荐，A级证据），急性期后可改为50～150 mg/d。但是近20年来，国际上有大量关于阿司匹林抵抗（AR）的报道，这一定程度上反映了其在临床抗血小板治疗中的一些现象[19]。我国逾600名脑卒中患者参加的一项试验也证明，AR普遍存在（20.4%），尤其是在糖尿病患者和低密度脂蛋白水平高的人群中[20]。同时，服用阿司匹林还存在出血倾向及胃肠道副作用。

因此，近些年研究者们不断尝试开发药效强劲、副作用较小的COX抑制剂。三氟柳（Triflusal）是选择性COX-1抑制剂，由一家西班牙公司研发上市。一项长达17年的试验证明[21]，三氟柳和阿司匹林对于缺血性脑卒中的二级预防效果相当，而三氟柳的出血风险相对低。由Akzo Nobel公司合成的帕米格雷（Pamicogrel），已经在日本提交了上市申请。其能够显著减少脑缺血后的大脑含水量[22]，对血小板聚集抑制作用是阿司匹林的100倍，却几乎不存在阿司匹林的常见副作用。

4.2 TXA2合成酶抑制剂 此类药物能够选择性抑制TXS，更加直接地减少TXA2生成，改善TXA2与PGI2之间的平衡。目前应用较多的是奥扎格雷（Ozagrel），其能够有效改善急性缺血性脑卒中患者的神经损伤。而对长期致死致残率的影响还需要大样本量的随机对照试验进一步证实[23]。其他此类药物还包括达唑氧苯（Dazoxiben）、呋格雷酸（Furegrelate）等，但临床试验结果并不十分理想。

近期研究的咪唑乙基香草酸醚（N2）亦是一种TXS抑制剂，已证明对大鼠MCAO再灌注模型有较好的保护作用[24]，作用机制可能与N2能减少TXA2生成从而抑制血小板聚集及血管收缩等相关，后续研究还在进行中。

4.3 TXA2受体拮抗剂 服用阿司匹林的患者仍有一定发生缺血事件的概率，原因包括：①小剂量的阿司匹林能够较好地抑制血小板生成TXA2，但对其他细胞TXA2的生物合成影响甚微[25]。②虽然TP介导血小板激活通路的主要配体为TXA2，而F2-异前列腺素（如8-异前列腺素F2α）亦可为其激动剂，后者的生成不需要COX的参与。因此有研究认为，理论上TXA2受体拮抗剂可以带来更优越的抗血小板疗效。

近年来完成三期试验的此类药物仅有特鲁曲班（Terutroban）。在一项国际性、双盲随机试验（TAIPAD）中[26]，研究者以缺血性脑卒中高发人群——外周动脉疾病患者为受试者，设置阿司匹林组及5个浓度的特鲁曲班组，其中5～30 mg/d的特鲁曲班对血小板聚集的抑制作用不差于阿司匹林。另一项超过19 000名非心源性缺血性卒中患者参与的试验中[27]，两组分别给予特鲁曲班（30 mg/d）及小剂量的阿司匹林（100 mg/d），平均28个月的监测反映两种药物受试者主要缺血事件发生率及出血倾向无显著性差异。除此之外此类药物还有吡考他胺、利多格雷及EV-077等，其中双靶点（TP拮抗剂及TXS抑制剂）新药EV-077被证明对人血小板功能的抑制作用强于阿司匹林[28]，目前尚处二期试验阶段，颇令人期待。另一研究[29]发现，一种作用于TP第2个胞外环的抗体（C-EL2Ab）能够抑制由TXA2类似物U46619及AA诱导的血小板聚集，显示出较好的抗血栓性能，与此同时却无明显的出血倾向。

综上所述，TXA2是一种花生四烯酸的代谢产物，其通过影响血小板聚集、血管收缩、炎症反应及氧化应激等促进着缺血性脑卒中的发展。因此针对TXA2通路相关靶点（抑制COX、TXS或拮抗TXA2受体）的药物，均可能对缺血性脑卒中有一定的治疗作用。目前，上市数十年的阿司匹林仍然是临床试验的热点。各种有潜力的新药也在不断开发中，其中TXS抑制剂的临床结果并不尽如人意，不过这类药物及TXA2受体拮抗剂可能对患有糖尿病或其他TXA2相关疾病的脑卒中患者有重要意义。

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Role of thromboxane A2in ischemic stroke and its relevant drugs

陈晰 王思琪 李运曼

血栓素A2； 缺血性脑卒中； 血小板

Thromboxane A2； Ischemia stroke； Platelet

国家“重大新药创制”科技重大专项（项目编号：2012ZX0941006）

210009 江苏省南京市，中国药科大学生理教研室

李运曼，E-mail:yucaoren@sina.com

10．3969/j．issn．1672－5301．2015．02．006

R743

A

1672-5301（2015）02-0117－04

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