腦中風，又稱腦卒中，是一組以腦部缺血及出血性損傷癥狀為主要臨床表現(xiàn)的疾病，具有發(fā)病急、病死率高的特點。組織纖溶酶原激活劑（tPA）是美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準的缺血性中風唯一治療方法，然而該藥物必須在3個小時內服用才有效果。

近日，《Nature Communications》發(fā)布的一項研究報告提出了一種新的中風治療策略，為挽救中風患者開拓了新的思路。報告中，西維吉尼亞大學神經(jīng)科學系的研究者們在小鼠實驗中證明，在中風后6.5?7 h用年輕小鼠（3?6個月）的血液替換中風小鼠（8?12個月）的20%血液，可以顯著減輕后者的中風癥狀，減少大腦的梗死體積并改善其神經(jīng)功能缺損。

https://doi.org/10.1038/s41467-020-17930-x

在這項實驗中，研究人員建立了小鼠暫時性大腦中動脈栓塞（tMCAO）中風模型，并發(fā)現(xiàn)中風改變了小鼠血液中的細胞形態(tài)。與健康小鼠相比，中風小鼠的中性粒細胞（Gr1+）、單核細胞、CD4+細胞、CD8+細胞和NK1.1+細胞的絕對細胞數(shù)顯著增加，而在急性中風中有保護作用CD19+B細胞減少，說明血液可能在中風的演變過程中起著關鍵作用，從而導致大腦和身體反應方式的破壞。

于是，研究人員使用年輕健康小鼠的血液對tMCAO小鼠進行了血液置換（BR），并在治療前后記錄了小鼠總體腦血流量的變化，發(fā)現(xiàn)BR能夠有效恢復小鼠的總體腦血流量。同時，tMCAO小鼠大腦中可檢測到大量的變性神經(jīng)元，而經(jīng)BR處理的小鼠中這類神經(jīng)元卻很少，并且腦梗塞沒有進一步發(fā)展。這些數(shù)據(jù)表明BR療法在缺血性大腦中產生了深遠的保護，并為中風提供了治療作用。

血液置換可保護中風小鼠的大腦免受細胞死亡

為什么血液置換能夠幫助改善小鼠中風？為了了解其中的原因，研究人員在中風小鼠接受BR前、BR期間和BR后1h評估了其血液中的細胞亞群。結果表明，在BR期間和BR后1?h，中風小鼠血液中的白細胞總數(shù)和中性粒細胞顯著降低，同時BR治療顯著降低了中風小鼠血漿中促炎細胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α以及趨化因子CXCL1的水平。隨后，研究人員證實，BR治療可減少中風小鼠大腦中的炎細胞浸潤。

這些數(shù)據(jù)表明，血液置換或許不僅僅是稀釋了小鼠血漿，更重要的是能夠降低對中風的級聯(lián)反應，從而在中風大腦中提供深遠的保護。

在進一步實驗中，研究人員發(fā)現(xiàn)，一種由中性粒細胞和巨噬細胞/單核細胞表達的蛋白酶MMP-9可能是BR治療中風的關鍵。與正常小鼠相比，tMCAO小鼠血漿中MMP-9的含量增加，在接受BR治療后，中風小鼠血漿以及缺血半腦的MMP-9水平顯著降低。

如果預先用MMP-9處理置換的健康小鼠的血液，那么BR療法的效果將遭到削弱，小鼠中風梗塞和神經(jīng)功能缺損的情況將變得更加嚴重。這些事實說明，降低MMP-9水平可能是BR治療中風的重要機制之一。

血液替代療法可降低中風小鼠血漿和大腦中MMP-9的水平

該報告的合著者、西維吉尼亞大學神經(jīng)科學系教授James Simpkins說：“我們了解到的是，中風根本不是腦血管事件。它是全身事件。大腦和身體都會收到信號，說明大腦中正在發(fā)生某種變化，而隨著免疫系統(tǒng)對此作出反應并試圖提供幫助，結果將進一步惡化?！?

總之，這是首個表明血液置換療法可改善小鼠中風結局的研究，為中風損傷的機制提供了新的見解，或將導致臨床上在中風治療方面的新突破。

參考資料：

[1] Blood substitution therapy rescues the brain of mice from ischemic damage.2.New blood, new hope: Transfusions protect the brain from stroke damage.

[2] New blood, new hope: Transfusions protect the brain from stroke damage.