本文将系统综述针对CSVD发病机制的新型靶向药物治疗研究进展,旨在为该领域的临床实践与研究方向提供参考。
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摘 要 脑小血管病(cerebral small vessel disease,CSVD)是缺血性卒中、脑出血及血管性认知障碍的重要病因,发病机制涉及内皮功能障碍、血脑屏障破坏、低灌注及神经炎症,近年来针对上述环节的新型靶向药物成为研究热点。磷酸二酯酶抑制剂及一氧化氮供体可改善脑灌注和血管反应性,部分降低复合血管事件风险,但长期获益未明;抗炎药(别嘌醇、米诺环素)虽未显著延缓白质高信号进展或降低血脑屏障通透性,但可降低主要血管事件风险或改善信息处理速度;在神经保护及代谢调节方面,丁苯酞能显著改善非痴呆型血管性认知障碍患者的认知评分,而胰高血糖素样肽-1受体激动剂、镁剂及B族维生素的证据仍较局限或存在人群异质性。当前CSVD治疗正从危险因素控制向机制靶向干预转变,但多数新药仍处Ⅱ期阶段,缺乏对白质高信号进展及长期临床结局的确定性证据。
关键词 脑小血管病;腔隙性卒中;靶向干预;内皮功能障碍;神经炎症;磷酸二酯酶抑制剂;一氧化氮供体;血管性认知障碍;治疗进展
随着我国人口老龄化进程加速,脑小血管病(cerebral small vessel disease,CSVD)的发病率持续攀升。CSVD病因复杂,起病隐匿,随着病情进展可导致显著残疾与认知功能下降,严重损害患者的生活质量与健康寿命。近年来,随着对CSVD发病机制认识的深化,其治疗策略也迎来新的视角。针对缺血性卒中的传统治疗方法在CSVD的治疗中目前仍缺乏足够的循证证据,因此探索更有效的针对CSVD发病机制的新型靶向疗法成为该领域研究热点。本文将系统综述针对CSVD发病机制的新型靶向药物治疗研究进展,旨在为该领域的临床实践与研究方向提供参考。
1 脑小血管病概述
CSVD是由多种病因影响脑内小动脉、微动脉、毛细血管、微静脉和小静脉所引发的一组临床、影像及病理综合征。其主要临床表现为血管性认知障碍、步态异常、二便障碍及神经精神症状等。其影像学标志包括近期皮质下小梗死、腔隙灶、脑白质高信号、血管周围间隙扩大、脑微出血、皮质表面铁沉积、脑萎缩及皮层微梗死、偶发弥散加权成像(diffusion-weighted imaging,DWI)阳性病变[1-4]。
由CSVD所致的缺血性卒中约占全部缺血性卒中的25%,是老年人原发性脑出血和血管性认知障碍的主要病因[2]。其患病率随年龄增长而升高,无明显性别差异。高血压是其最重要的可控危险因素,其他可能的危险因素还包括吸烟、糖尿病、阻塞性睡眠呼吸暂停、慢性肾病、高脂血症、高同型半胱氨酸血症等[1,5]。CSVD最常见的两种病理是小动脉硬化也称为年龄相关和血管危险因素相关的小血管疾病以及由β淀粉样蛋白沉积引起的脑淀粉样血管病,不同于大血管的动脉粥样硬化[6]。本文将重点聚焦于小动脉硬化相关的CSVD新型靶向药物干预策略。
2 针对发病机制的新型治疗方向
CSVD是多种因素作用的一大类脑血管综合征,传统治疗主要针对危险因素,缺乏对CSVD特异性病理环节的干预。研究发现,内皮细胞功能失调可导致微血管功能障碍,并进一步损害血脑屏障完整性。上述改变可引起脑血流下降、脑间质液引流受阻以及代谢废物清除障碍,从而加重神经炎症反应。此外,内皮功能异常还可通过影响髓鞘形成与修复过程,导致白质损伤和认知功能下降[7-8]。近年来,针对内皮功能障碍、血脑屏障损害、脑低灌注及神经炎症等的靶向治疗成为研究热点。
2.1 改善内皮功能障碍与脑灌注 目前内皮功能障碍已被认为是 CSVD 的发病机制之一。内皮功能障碍还与血脑屏障受损和脑血流量降低有关,这些机制均参与了CSVD的发生发展。衰老、氧化应激、机械应激、遗传易感性和其他危险因素(如高血压)的复杂相互作用引起血管收缩,进一步的损伤导致自动调节受损,即血管无法扩张以维持灌注,导致低灌注[9]。脑血流量受包括一氧化氮在内的多种因素调控。血管平滑肌细胞的鸟苷酸环化酶被内皮细胞内源性NO激活后,驱动环磷酸鸟苷(cyclic guanosine monophosphate,cGMP)形成,从而导致肌细胞和血管舒张,细胞质中的cGMP可被磷酸二酯酶(phosphodiesterase,PDE),尤其是PDE5降解[10]。因此,抑制磷酸二酯酶活性、增强NO-cGMP信号通路,改善内皮功能障碍与脑灌注可能是治疗 CSVD 的一种有前途的策略。
2.1.1 西洛他唑与单硝酸异山梨酯 西洛他唑是一种磷酸二酯酶3抑制剂,可增强前列腺素环腺苷酸途径,单硝酸异山梨酯是一种常用于心绞痛的一氧化氮供体,增强NO-cGMP信号通路。内皮功能与这两种途径相关,单硝酸异山梨酯和西洛他唑均能改善血管内皮功能。在LACI-1(表1)试验中,西洛他唑目标剂量为100 mg每日2次,单硝酸异山梨酯目标剂量为25 mg每日2次,治疗持续8周。研究显示在57例受试者中发现西洛他唑与单硝酸异山梨酯联合用药方案是可行且总体安全的。虽然联合用药组的不良事件(如头痛、头晕)发生率高于单药或安慰剂组,但严重不良事件(如大出血、症状性低血压导致跌倒)的发生率并未显著增加。试验中未观察到任何治疗方案能显著延缓脑白质高信号的进展,可能与治疗时间太短有关。在此基础上,扩大规模的LACI-2(表2)随机临床试验中患者长期接受上述药物治疗,随访时间为1年,以评价其长期安全性和有效性。该试验的主要治疗目标是研究近期有症状性腔隙性卒中患者发生血管事件和功能衰退方面的潜力。主要评价指标是严重不良事件的发生率以及因不良事件导致的停药率,这也是该试验的核心指标。此外,还采用改良Rankin量表评估整体功能残疾程度、简易精神状态检查和蒙特利尔认知评估量表评估认知功能、采用计时起走测试评估步态与移动能力等。在363例受试者中发现卒中、认知下降等复合血管事件的发生率显著降低,单硝酸异山梨酯的单独使用或与西洛他唑联用,显著改善了患者的功能状态。西洛他唑的单独使用显示出改善认知功能(特别是MMSE评分),两者的联合治疗显示出改善步态与移动能力的潜力。LACI-1与LACI-2试验表明,西洛他唑与NO供体单硝酸异山梨酯联用,可改善脑白质血管反应性,具有良好的安全性与耐受性,并显示出减少卒中复发与认知障碍的趋势[11-12]。
2.1.2 他达拉非、西地那非 他达拉非、西地那非是一种磷酸二酯酶5抑制剂,旨在通过增强NO-cGMP通路改善脑血流。在一项他达拉非可能改善小血管闭塞性卒中脑灌注的初步研究(ETLAS-1)中(表1),通过20例受试者验证选择性磷酸二酯酶5抑制剂他达拉非,能否通过其血管舒张作用,改善小血管闭塞性卒中患者的脑血流量和内皮功能。研究采用单次口服20 mg他达拉非的干预方案,于给药180 min后评估脑灌注变化。通过近红外光谱测量大脑皮层微血管床血氧饱和度,经颅多普勒测量大脑中动脉血流速度,采用外周动脉张力测定评估内皮功能及动脉硬度。结果发现患者的血氧饱和度在服用20 mg他达拉非180 min后显著增加,血流速度无显著变化,外周动脉张力测定评估的外周内皮功能没有影响,表明他达拉非具有增加小血管卒中的脑微血管系统灌注的潜力[13]。在随后的关于他达拉非的可行性ETLAS-2随机临床试验中(表1),采用20 mg他达拉非每日一次持续治疗6个月,以评估长期脑灌注改善效果及治疗依从性。研究小血管闭塞性卒中患者长期服用磷酸二酯酶-5抑制剂他达拉非,能否通过其血管舒张作用,改善全脑及局部病灶周围的脑血流量。使用动脉自旋标记技术,测量全脑及病灶周围脑血流量的长期变化。虽然因为副作用的原因依从性低于预设阈值,且在全脑平均脑血流量和白质高信号病灶周围脑血流量未显示出有统计学意义的显著增加。但事后分析发现他达拉非组(20 mg)的脑白质高信号体积几乎显著减少了6.1%,这表明他达拉非具有潜在的治疗效果[14]。PASTIS试验测试他达拉非是否能够通过改善脑血流灌注,从而延缓或改善血管性认知障碍患者的认知功能。研究采用单次20 mg他达拉非干预,并于给药后3~5 h进行动脉自旋标记技术测量皮质下脑血流量(表1),采用阿尔茨海默病评估量表-认知子量表(ADAS-Cog)评估认知功能。结果显示,单次服用20 mg他达拉非与安慰剂相比,在静息状态下皮质下脑血流量的增加方面未观察到显著差异,他达拉非组在ADAS-Cog评分上未显示出显著改善。然而,他达拉非组表现出脑白质高信号区灌注改善的趋势,提示该药物可能具有临床获益的潜力[15]。OxHARP 试验(表1)则是验证选择性磷酸二酯酶5抑制剂西地那非,能否通过增强NO-cGMP信号通路,改善脑小血管病患者的脑血管反应性。采用经颅多普勒超声经颞窗测量大脑中动脉血流速度,并计算 Gosling 搏动指数作为主要观察指标,以评估大脑中动脉搏动活跃度,采用动脉自旋标记灌注磁共振成像技术测量大脑白质和灰质的基线脑血流量。结果表明西地那非与安慰剂相比未降低大脑中动脉搏动活跃度,但西地那非可提高脑血管反应性并增加灌注[16],然而其具体的临床获益尚未明确,仍需要进一步研究加以证实。
总体来看,PDE-5抑制剂通过增强NO-cGMP信号通路改善脑血管舒张功能和脑灌注,在多个早期临床试验中显示出改善脑血流动力学指标的潜力。然而,目前大多数研究样本量较小,且主要观察脑灌注或认知功能等替代终点,对脑白质高信号进展、腔隙灶形成及长期临床结局的证据仍然不足。此外,药物不良反应导致的依从性问题也限制了其临床应用。因此,未来仍需开展大样本、长期随访的随机对照研究,以明确其在CSVD中的真实获益。
2.1.3 己酮可可碱 己酮可可碱是一种非选择性磷酸二酯酶抑制剂,主要用于通过增加血流量,改善外周血流障碍来缓解间歇性跛行症状。可通过增加cAMP浓度引起血管舒张,增强红细胞变形能力,降低血液粘度并改善血流和外周组织氧合[17],以及抑制炎症细胞因子产生的抗炎作用。一项回顾性研究发现己酮可可碱可以增强脑血管疾病患者的脑血流量,同时减缓血管性痴呆的进展[18]。当前正在开展关于己酮可可碱对CSVD患者脑血管功能疗效的随机双盲安慰剂对照多中心试验(表1)(PERFORM,研究注册号:NCT05583266),评估其对CSVD患者脑血流与认知功能的影响。
2.2 控制神经炎症 血脑屏障损伤可导致血浆或细胞成分从血管中渗漏,从而导致脑微血管损伤、脑组织水肿、神经炎症。内皮结构和功能的受损也会导致炎症反应[19]。目前,越来越多的数据表明CSVD中神经炎症的活跃可能在促进神经退行性变中发挥重要作用。
2.2.1 别嘌醇 别嘌醇是一种黄嘌呤氧化酶抑制剂,通常用于降尿酸治疗痛风,但有多个研究表明其还具有改善血管功能与降压作用[20]。这些特性可能与降低卒中复发率和认知损伤风险有关。XILO-FIST试验旨在验证别嘌醇,能否通过降低尿酸生成、减少氧化应激和炎症,从而延缓脑白质高信号的影像学进展。研究采用别嘌醇300 mg每日2次治疗2年,使用T2-FLAIR序列磁共振成像通过自动化或半自动化分割软件精确量化全脑白质高信号体积的绝对或标准化变化。除此之外还评估血管事件复发以及不良事件发生等,血压变化及血清尿酸水平,采用神经心理学测验评估认知功能及改良Rankin量表评估功能残疾等。经过2年治疗后,别嘌醇组与安慰剂组在白质高信号体积的进展上未观察到统计学显著差异。与安慰剂组相比,别嘌醇组患者发生主要血管事件的复合风险显著降低。在改善认知功能上别嘌醇组表现出优于安慰剂组的趋势。在XILO-FIST试验中,并没有发现别嘌醇对白质高信号进展或新发脑梗死有影响的证据,但研究发现对收缩压的降低有一定作用。同时还发现别嘌醇对血压的变化在血清尿酸水平较高的人群中可能最大,需要进一步地研究来评估其在CSVD中的治疗益处[21]。有研究发现别嘌醇会改变急性缺血性中风后炎症标志物的表达,减弱中风后细胞间粘附分子-1水平的升高。这些发现支持进一步探索别嘌醇在改善CSVD神经炎症中的治疗潜力[22]。XILO-FIST研究纳入对象主要为缺血性卒中或TIA患者,而非严格定义的CSVD患者。其主要终点为脑白质高信号进展,因此较其他卒中研究更贴近CSVD病理过程,但目前仍未获得明确阳性结果。
2.2.2 米诺环素 米诺环素是一种半合成四环素,具有抗炎、抗氧化及保护血脑屏障作用[23]。在临床前实验中,米诺环素可以减轻缺血再灌注损伤,支持血脑屏障重塑。此外,米诺环素还可通过抑制小胶质细胞活化,并促进其由促炎表型向抗炎表型转化而发挥抗炎作用[24]。但在米诺环素减少小血管疾病炎症和血脑屏障渗漏:一项随机对照药物试验(MINERVA)中(表1),并没有得到米诺环素降低血脑屏障通透性的治疗效果[25]。该试验为验证具有强效抗炎和神经保护作用的抗生素米诺环素,能够通过抑制神经炎症,减轻脑小血管病患者的血脑屏障渗漏。MINERVA研究中患者接受米诺环素100 mg每日2次治疗3个月,以观察其对血脑屏障渗漏和神经炎症的影响。使用动态对比增强磁共振成像技术,通过计算钆对比剂从血液进入脑组织的速率,来精确定量血脑屏障的渗漏程度。与安慰剂相比,米诺环素治疗未能显著降低正常表现白质中的血脑屏障渗漏率。但在认知功能上米诺环素组患者在信息处理速度的表现显著优于安慰剂组。对多项随机试验进行系统评价的回顾性研究中发现,米诺环素可改善脑卒中功能结果和残疾评分[26]。未来还需要进一步研究其在CSVD中的治疗中的有效性。
综上,针对内皮功能障碍和神经炎症的靶向治疗是当前CSVD药物研发的重要方向。现有研究提示,多种药物能够改善脑灌注、血管反应性或炎症状态,但多数证据仍停留在Ⅱ期临床试验阶段。由于CSVD具有明显异质性,不同药物对不同病理亚型的治疗效果可能存在差异,因此未来需结合影像学、生物标志物和临床表型进行精准治疗研究。
3 神经保护剂与其他治疗
3.1 丁苯酞 DL-3-正丁基酞内酯(DL-3-n-butylphthalide)天然存在于芹菜油中,具有抗血栓、抗氧化及抗细胞凋亡等多重药理作用。在大鼠双侧颈动脉闭塞模型中,发现丁苯酞改善了血管生成、脑血流量和认知功能[27]。在一项改善大面积脑动脉粥样硬化狭窄患者的随机对照试验中,发现丁苯酞能够改善他们的脑低灌注[28],但缺乏研究对CSVD患者脑灌注的影响。已有研究提示丁苯酞可能改善认知功能,一项针对皮质下缺血性小血管疾病但无痴呆的血管性认知障碍患者进行DL-3-n-butylphthalide治疗的随机对照试验(表1),采用阿尔茨海默病评估量表-认知子量表(ADAS-Cog)评估认知功能,结果显示与安慰剂组相比,丁苯酞治疗24周后,患者的ADAS-cog评分改善显著优于安慰剂组,不良事件发生率与安慰剂组相似,未发现新的安全性问题。这一研究结果提示,丁苯酞在皮质下血管性认知障碍患者中显示出认知改善潜力,并表现为良好的安全性[29],当前正在开展研究评估丁苯酞治疗CSVD的安全性和有效性(表1)(研究注册号:NCT04078204)。现有关于丁苯酞的阳性证据主要来源于缺血性卒中及血管性认知障碍人群。针对CSVD本身的随机对照研究仍较少,其对脑白质高信号进展、腔隙灶形成及血脑屏障功能的影响尚需进一步验证。
表1 CSVD主要新型靶向干预药物临床试验汇总Tab.1 Clinical trials on major novel targeted drugs for CSVD
3.2 胰高血糖素样肽1 胰高血糖素样肽1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)类似物(如艾塞那肽)通常用于治疗 2 型糖尿病。有研究表明艾塞那肽可以降低血糖水平同时不增加低血糖发生率,还具有神经保护作用,改善卒中后患者的预后[30-31]。在细胞和动物实验中,GLP-1R激动剂表现出逆转CSVD 部分致病过程的潜力。GAPP-SVD研究正在进一步评估 GLP-1 受体激动剂在中重度CSVD患者中的安全性、耐受性及潜在疗效(表1)(研究注册号:NCT05356104)。
3.3 镁剂 镁是一种 N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartic acid,NMDA)谷氨酸受体拮抗剂,在许多缺血性和兴奋性毒性脑损伤的临床前模型中被证明具有神经保护作用。关于镁的安全性和有效性,在一项对急性缺血性脑卒中患者静脉注射硫酸镁的研究中发现(表1),镁是一种安全的潜在神经保护剂[32]。一项队列研究发现从饮食和补充剂中摄入足量镁的卒中幸存者全因死亡风险较低[33]。静脉注射镁对卒中的疗效(IMAGES)随机临床试验事后分析表明(表1),镁对腔隙性卒中患者可能有益[34]。镁剂在CSVD中的治疗作用还有待进一步的研究。
3.4 叶酸、维生素 叶酸、维生素B6和B12可降低同型半胱氨酸水平。大量证据显示,高同型半胱氨酸可通过炎症反应、氧化应激反应、动脉粥样硬化斑块形成、内皮功能障碍和平滑肌细胞增殖等机制对脑小血管造成损伤[10]。因此,高同型半胱氨酸血症被视为 CSVD 治疗的关键潜在靶点。CSPPT研究显示叶酸可降低首发卒中风险,但VISP、NORVIT等研究未显示其对卒中二级预防的明确获益[35]。对VISP和VITATOPS数据的荟萃分析表明[36],对于肾功能受损且使用大剂量氰钴胺的患者,B族维生素治疗未能带来获益;与之相反,肾功能正常且未使用大剂量氰钴胺的患者则获益显著。因此,未来研究值得探讨使用叶酸联合甲钴胺或羟钴胺(代替氰钴胺)的B族维生素方案,在降低CSVD患者同型半胱氨酸浓度方面的潜力。
4 未来与展望
目前,CSVD的治疗仍以控制高血压、糖尿病、高脂血症等传统血管危险因素为基础。随着对其发病机制,特别是内皮功能障碍、血脑屏障损伤及神经炎症等环节认识的深入,针对性的新型治疗策略不断涌现,并显示出潜在前景[37]。新兴药物治疗策略标志着CSVD管理从“危险因素控制”向“机制靶向干预”的范式转变。目前,以PDE抑制剂和NO供体为代表的改善内皮功能和脑灌注药物,以及多种抗炎神经保护剂,已在临床前和早期临床试验中展现出延缓甚至逆转疾病进程的潜力。未来研究仍需进一步明确CSVD各亚型的病理生理特征及治疗的异质性;利用生物标志物和神经影像技术精准筛选治疗获益人群;开展大规模临床试验验证新型疗法的有效性与安全性,并探索多靶点联合治疗策略。通过多学科合作与转化研究,有望为CSVD患者提供更为有效和个性化的治疗方案。
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