基于外泌體探討卒中后認知障礙的中醫(yī)辨治*

齊寶云 劉飛

(1.北京中醫(yī)藥大學(xué)東直門醫(yī)院(通州院區(qū)),北京 101121;2.呼和浩特市蒙醫(yī)中醫(yī)醫(yī)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020)

卒中后認知障礙(Post-stroke cognitive impairment,PSCI)發(fā)生在卒中事件之后,屬中醫(yī)“呆病”范疇。2021年《歐洲卒中組織(ESO)和歐洲神經(jīng)學(xué)學(xué)會(EAN)卒中后認知障礙聯(lián)合指南》將PSCI概括為:中風(fēng)后發(fā)生的所有認知問題,無論病因如何[1]。2021年我國《卒中后認知障礙管理專家共識》將PSCI定義為:指在卒中事件后出現(xiàn)并持續(xù)到6個月時仍存在的以認知損害為特征的臨床綜合征[2],強調(diào)了卒中與認知障礙潛在的因果關(guān)系以及兩者之間臨床管理的關(guān)系。PSCI屬于血管性認知障礙(vascular cognitive impairment,VCI)的一個重要亞型。PSCI較阿爾茨海默病(Alzheimer disease,AD)等神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病引起的癡呆不同,其特指發(fā)生于卒中后的認知功能下降。認知功能下降是卒中后的常見并發(fā)癥,PSCI的發(fā)病率為24%～53.4%[3]。目前臨床上PSCI的診斷主要依賴臨床表現(xiàn)、神經(jīng)影像學(xué)檢查和神經(jīng)心理評估。國際上開始關(guān)注和識別認知損害程度尚未達到癡呆程度的早期PSCI患者,認為對這些人群進行早期干預(yù)將更有助于改善預(yù)后。但遺憾的是,目前沒有獲得批準的治療PSCI的藥物[1]。而中醫(yī)治療呆病歷史悠久[4],尤其在血管性癡呆方面優(yōu)勢顯著[5]。

外泌體是直徑為30～150 nm的細胞外囊泡,由細胞自主分泌,廣泛存在于多種液體中,可傳遞多種生物活性成分,如蛋白質(zhì)、核酸、脂類物質(zhì),包括信使 RNA(mRNAs)、microRNAs(miRNAs)和其他非編碼RNAs(ncRNAs),具有特異性、穩(wěn)定性、靶向性和載體性等生物學(xué)特性[6-8]。在機體正常的生理和病理過程中外泌體介導(dǎo)多種細胞外和細胞間活動,如細胞間通訊、免疫調(diào)節(jié)、干細胞分裂或分化、新生血管形成和細胞廢物清除等[9]。有研究顯示:血液中外泌體能夠作為胰腺癌[10]、前列腺癌[11]、胃癌[12]、肺癌[13]、阿爾茲海默[14]和結(jié)直腸癌[15]等疾病早期診斷和療效評價的標(biāo)志物。由于血腦屏障的存在,多種藥物難以進入腦內(nèi),這為神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療帶來困難。外泌體可安全而高效的穿過血腦屏障,是一種理想的治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的藥物載體[16],在神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療方面具有巨大潛力。

1 外泌體與卒中后認知障礙的關(guān)系

1.1外泌體與腦血管病的關(guān)系 外泌體作為信號分子的載體,介導(dǎo)神經(jīng)細胞間通訊和調(diào)節(jié)生命活動,在腦血管病的發(fā)生發(fā)展中起到促進血管生成、抑制炎癥反應(yīng)、保護神經(jīng)、增強神經(jīng)可塑性等作用。內(nèi)皮祖細胞來源的外泌體miR-126和miR-296可上調(diào)血管生成因子,促進血管生成[17]。干細胞來源的外泌體 GD-C1C2,可以靶向缺血性腦卒中的病變區(qū)域,且能夠抑制炎癥發(fā)生[18]。有學(xué)者在缺血性腦損傷的大鼠干細胞中發(fā)現(xiàn),外泌體 Zeb2 基因具有重要的神經(jīng)保護作用[19]。多種miRNA通過外泌體促進神經(jīng)重塑,如轉(zhuǎn)移miR-17-92簇可激活神經(jīng)元生長信號、促進軸突再生[20],間充質(zhì)干細胞來源的外泌體通過傳遞miR-133b調(diào)節(jié)神經(jīng)生長、促進神經(jīng)功能恢復(fù)[21]。

外泌體可以自由跨過血腦屏障,進入中樞神經(jīng)系統(tǒng),作為藥物的載體[22],起到治療腦血管病的作用。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)[23]神經(jīng)干細胞來源的外泌體IFN-γ-hNSC-Exo在缺血性中風(fēng)大鼠的治療中發(fā)揮著重要作用。RGD-C1C2融合蛋白修飾的干細胞來源的外泌體,因其具有靶向缺血性腦卒中的病變區(qū)域且能夠抑制炎癥,可作為一種潛在的缺血性腦卒中新型治療劑[24]。

由此可見,外泌體在腦血管病的發(fā)生、發(fā)展、治療中顯示出了很大潛能,為腦血管病的進一步研究提供了新的思路。

1.2外泌體與認知障礙的關(guān)系 PSCI是繼發(fā)于腦卒中事件之后的認知功能下降,屬于VCI的一個亞型?；颊咦渲泻笳J知功能評定主要依靠神經(jīng)心理評估,但評估會受到患者的語言、情緒、年齡、受教育情況或評估環(huán)境等因素影響,故PSCI的診斷在一定程度上缺乏客觀性。我國《卒中后認知障礙管理專家共識》[2]中說:老年卒中患者發(fā)生認知障礙的概率顯著增加,而臨床尚缺乏早期預(yù)測PSCI的客觀生物標(biāo)志物。近年來外泌體因其特有的生物學(xué)特性和功能,逐漸成為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一大研究熱點。

外泌體在認知障礙的發(fā)生、發(fā)展中起到重要作用。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)[25]富含星形膠質(zhì)細胞特異性細胞外囊泡標(biāo)志物的蛋白質(zhì)模塊與認知障礙的發(fā)生顯著相關(guān)。人類神經(jīng)細胞類型(興奮性神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞、小膠質(zhì)細胞樣細胞和少突膠質(zhì)細胞樣細胞)特異性細胞外囊泡蛋白質(zhì)與AD的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。β淀粉樣蛋白1-42與缺血性腦卒中后認知障礙密切相關(guān)[26]。

外泌體在認知障礙的診斷方面表現(xiàn)出其作為生物標(biāo)志物的巨大潛力。AD 患者血清樣本中外泌體 miRNA-125b 和 miRNA-361 的組合表現(xiàn)出很好的診斷性能[27]。

外泌體可能成為一種治療認知障礙的新方法。有學(xué)者在VCI的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)[28]:在小鼠腦白質(zhì)損傷、腦低灌注引發(fā)記憶障礙的過程中,TNFα-miR-501-3p-ZO-1軸起重要作用,提出抑制miR-501-3p有可能成為一種潛在的治療慢性腦低灌注引發(fā)的VCI的新療法。

可見外泌體在認知障礙疾病的發(fā)生、發(fā)展、診斷、治療中起著重要的作用。因其特有生物學(xué)特性和功能,為PSCI發(fā)病機制研究及診斷、治療等提供新的思路。

2 外泌體與中醫(yī)藥研究現(xiàn)狀

2.1病證結(jié)合的整體觀 在中醫(yī)證候的現(xiàn)代研究中,“病證結(jié)合”的研究思路具有重要的指導(dǎo)意義[29]。作為中西醫(yī)結(jié)合研究的重要模式,病證結(jié)合的臨床研究就是將中醫(yī)辨證論治中“證”的概念與西醫(yī)“病”的理論相結(jié)合,結(jié)合現(xiàn)代研究技術(shù)和方法,使證候更加客觀化,使辨證論治更具科學(xué)性[30],目前已應(yīng)用到臨床疾病的診療中[31]。臨床辨證是對患病個體個性特征的充分體現(xiàn),是對患病個體某個階段、時期特定臨床癥狀、體征的高度歸納,也是對疾病個體間差異的高度總結(jié),同一疾病在不同的患者身上可以表現(xiàn)為不同的中醫(yī)證候類型,當(dāng)然也會導(dǎo)致治療上的差異,兩者的有機結(jié)合才能準確反映疾病及患者的狀態(tài),才能為醫(yī)者提供預(yù)測疾病預(yù)后和正確評判療效的方法。

外泌體的特性與中醫(yī)臨床辨證的特點十分吻合。外泌體在機體正常的生理和病理過程中可介導(dǎo)多種細胞外和細胞間活動,具有特異性、穩(wěn)定性、靶向性和載體性等生物學(xué)特性,故通過規(guī)?；芯炕疾∩矬w液中不同時間、空間的外泌體蛋白表達差異,在整體水平上闡釋患病生物體內(nèi)關(guān)鍵信號通路與蛋白-蛋白相互作用,揭示同一疾病不同時間的生物學(xué)特征或不同疾病同一時間的生物學(xué)特征。故可利用外泌體在不同疾病或疾病的不同過程中內(nèi)容物的不同,或中醫(yī)治療前后外泌體內(nèi)容物的變化,探索外泌體與中醫(yī)辨證、治療的關(guān)系,有助于更全面地闡釋中醫(yī)證候的生物機制、為中醫(yī)證候的現(xiàn)代研究提供科學(xué)證據(jù)。如有學(xué)者發(fā)現(xiàn)[32]外泌體miR-451,miR-6881-3p,miR-1292-5p,miR-6786-3p,miR-3661在冠心病痰濁血瘀證中下降趨勢明顯,而miR-451的表達降低,促進了冠心病痰濁血瘀證的發(fā)展。有學(xué)者[33]在基于外泌體RNA探討四君子湯治療胃癌脾胃氣虛證的研究中發(fā)現(xiàn),外泌體miR-151a-3p參與了胃癌脾虛證的發(fā)生、發(fā)展,進而發(fā)揮健脾益氣效應(yīng)。還有學(xué)者[34]在異病同證,同病異證的中醫(yī)學(xué)理論指導(dǎo)下,基于唾液外泌體exoRNA表達譜,提出從分子機制角度進一步促進中醫(yī)證候的精準化發(fā)展。

綜上所述,外泌體作為細胞間物質(zhì)和信息的載體,調(diào)控著細胞間信息分子的傳遞,參與調(diào)控各項生理過程和病理變化,在“病證結(jié)合”整體觀的研究思路下,外泌體可作為證候機制研究的一條新途徑[35]。

2.2外泌體與中藥 由于血腦屏障的存在,多種藥物難以進入腦內(nèi),這為神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療帶來困難。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)在PSCI的治療方面尚缺乏高質(zhì)量的臨床證據(jù),目前沒有被批準的治療卒中后認知障礙的藥物[1]。而中醫(yī)藥在治療中風(fēng)病及呆病方面歷史悠久,有學(xué)者在研究中藥治療PSCI的機制[36],但因中藥有多成分、多靶點、整體調(diào)節(jié)的作用,具體作用機制目前尚未闡明。而外泌體既可穿透血腦屏障,也可作為藥物的載體,因其特有的生物學(xué)特性和功能,在中藥的作用機制研究方面發(fā)揮了重要作用。補陽還五湯出自《醫(yī)林改錯》,是治療中風(fēng)病恢復(fù)期氣虛血瘀證的常用方劑。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)[37]補陽還五湯治療腦梗死氣虛血瘀證患者后,患者血清外泌體lncRNA的表達變化明顯,考慮外泌體lncRNA與補陽還五湯的作用機制相關(guān)。有學(xué)者用陽化湯治療急性缺血性中風(fēng)陽虛證患者,發(fā)現(xiàn)陽化湯可能通過下調(diào)急性缺血性中風(fēng)陽虛證患者血清外泌體miR-9-3p/5p、miR-124-3p的表達,進一步影響cGMP-PKG等信號途徑,發(fā)揮治療作用[38]。川芎是治療缺血性腦卒中的常用中藥,有學(xué)者在間充質(zhì)干細胞治療急性缺血性中風(fēng)的研究中發(fā)現(xiàn)[39-40],川芎與骨髓間充質(zhì)干細胞源性外泌體(BMSCs-Exo)聯(lián)用,通過促進新生血管生成、減輕神經(jīng)炎性反應(yīng)、調(diào)控血腦屏障、增強神經(jīng)可塑性等,更好的改善腦缺血大鼠的神經(jīng)功能。黃芪常用于治療缺血性中風(fēng)氣虛證患者,有學(xué)者發(fā)現(xiàn)[41],將中藥黃芪中提取的黃芪甲苷Ⅳ注射給缺血小鼠后,促進腦卒中后海馬神經(jīng)再生和神經(jīng)干細胞增殖,改善腦卒中引起的認知功能下降,而外泌體來源的神經(jīng)干細胞可能是海馬神經(jīng)再生的關(guān)鍵[42]。

可見外泌體在中醫(yī)藥的研究中具有巨大潛力,為中醫(yī)藥的現(xiàn)代化研究提供科學(xué)證據(jù),有助于進一步闡釋中醫(yī)藥的藥效機制。

2.3外泌體與針刺 針刺治療可以改善PSCI患者的預(yù)后[43-44]。外泌體廣泛分布于全身,因攜帶特異性生物信息分子,其既能反映機體生理和病理的變化,又能作為治療疾病的靶點。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)[45]電針治療可激活HIF-1α/VEGF/Notch 1信號通路,通過外泌體miR-210促進缺血性卒中后血管生成。還有學(xué)者認為[46],外泌體可以作為針刺信息傳遞的重要載體,通過人工干預(yù)回輸外泌體可產(chǎn)生“類針刺樣”作用,起到靶向治療的目的。

可見,外泌體在揭示針刺治療PSCI的作用機制方面發(fā)揮了重要作用。不僅從新的角度闡釋了中醫(yī)基礎(chǔ)理論,而且為進一步探索中醫(yī)針刺治療PSCI的理論研究提供新的思路。

3 小結(jié)

目前國際上沒有獲得批準的治療卒中后認知障礙疾病的藥物。而中醫(yī)藥在治療卒中后認知障礙方面積累了豐富的臨證經(jīng)驗,有其獨特的治療優(yōu)勢。人體細胞正常分泌的外泌體可作為藥物載體,高效的穿透血腦屏障,起到靶向治療作用。越來越多的研究證明,外泌體在疾病的發(fā)生發(fā)展治療中起著重要作用。外泌體可從生物整體角度高度概括研究生物特征,在病證結(jié)合研究思想的指導(dǎo)下,整體水平規(guī)?；芯可矬w液中外泌體的時間、空間表達水平的變化,揭示生物體內(nèi)關(guān)鍵信號通路與蛋白-蛋白相互作用,并貫穿于疾病的發(fā)生、發(fā)展、治療中。故探討中醫(yī)藥在治療卒中后認知障礙疾病中的作用機理,成為國內(nèi)學(xué)者研究的熱點問題。當(dāng)然外泌體研究也存在一些局限。首先,外泌體的分離、純化和鑒定目前沒有高效低廉的方法,如何大規(guī)模獲取與疾病相關(guān)的外泌體是亟待積極的問題。其次,外泌體被公認為理想的藥物載體,但在中醫(yī)藥治療PSCI的過程中,外泌體相關(guān)通路表達的具體機制尚未闡明。因此隨著相關(guān)研究的不斷深入,外泌體作為中醫(yī)藥治療PSCI新靶點的意義將逐步擴大。