杨祥 吴吉明 陈德祥

摘要：临床上缺血性疾病十分常见，及时重新恢复血流能有效的修复缺血器官的结构与功能，是治疗缺血性疾病最基本也是最重要的措施;但与此同时，再灌注又可能加重缺血组织和器官的功能与代谢障碍，即缺血-再灌注损伤（Ischemia-Reperfusion Injury，IRI）。体外循环下心脏直视手术过后，心肺等脏器均经历了缺血-再灌注的过程。再灌注可以减轻组织器官缺血造成的不良后果，但最关键的还是如何減轻IRI。因此，如何减轻或防止缺血-再灌注损伤成了近几十年来国内外学者研究的重点。

关键词：

【中图分类号】R743.1   【文献标识码】A    【文章编号】2107-2306（2020）02-274-03

一、远隔缺血预处理的由来

远隔缺血预处理（RIPC）是指在心脏手术前，通过对远端器官或组织进行多个短程、非致死性的缺血/再灌注处理，来保护心肺或其他脏器免受致命的急性缺血再灌注损伤^1-3。1986年，Murry等人发现发现持续冠状动脉阻断前给予心脏进行短暂的缺血再灌注处理可减少75%的心机梗死面积（相较于对照组），由此提出了缺血预处理（Ischemic preconditioning，IP）的概念⁴。1993年，Przyklenk发现间断左回旋支短暂缺血处理能减少其后持续左前降支阻断所致的相应供血区域心肌梗死面积，从而提出了远隔缺血预处理（Remote ischemic preconditioning，RIPC）⁵。随后的实验研究证实，这种邻近组织间的保护作用在不同器官间仍然存在，非心肌组织或器官包括小肠骨骼肌等缺血预处理同样可以减少心肌梗死面积，更进一步提出了RIPC⁶。但由于伦理方面的约束，极大的限制了IP及RIPC在临床的应用。1997年，Oxman等人证明了调节刺激可以非侵入性地应用，使用止血带应用于下肢，这也极大地促进了RIPC转化为临床⁷。2001年，Kharbanda等人在正常人志愿者身上发现：一侧上肢RIPC对对侧肢体的缺血有保护作用，并且由于其处理措施的无创、简单，极大的促进了PIPC在临床上的发展^8-9。2006年，Cheung等人的研究第一次将RIPC应用于临床，结果表明，在先心病心脏矫正术后，与远隔缺血预处理组相比，对照组术后肌钙蛋白水平明显较高，同时，对照组的气道阻力也偏高¹⁰。由此拉开了RIPC在临床上研究的序幕，此后的十余年，有了大量的关于RIPC的临床研究，结果各有差异。而关于RIPC的时间特性也有相应的说法，相关研究认为，1次性缺血时间的下限是2-5分钟，低于2分钟的短暂缺血不能启动RIPC;1次性缺血时间的上限为10-15分钟，超过15分钟的缺血可能造成组织或器官（心脏）的局灶性坏死;再灌注的时间在5-10分钟;而盲目的增加预处理次数并不能肯定产生累加性的保护效果^11-12。

二、远隔缺血预处理的心脏保护作用

相关的动物实验及临床研究表明，RIPC所引起的短暂性缺血-再灌注处理可以减轻此后心脏长时间缺血-再灌注的损伤，可以减少心肌梗死面积，改善左室重构，降低恶性心律失常的发生率。

①减少心肌长时间缺血后的梗死面积

心肌梗死包括非ST段抬高型心肌梗死（NSTEMI）和急性ST段抬高型心肌梗死（STEMI），是临床上死亡率较高的疾病之一，而心肌梗死的面积则是判断患者预后的重要指标，减少心肌梗死的面积是提高心梗患者预后的关键。

1986年，Murry等人报道，给狗在体心脏进行反复四次5分钟冠脉结扎，每次间隔5分钟再灌，随后40分钟冠脉结扎所造成的心肌梗死面积比对照组减少了75%⁴。2004年，Li G等人报道称，在大鼠心脏离体灌注之前，对大鼠进行下肢短暂多次的缺血再灌注处理，结果发现对照组心肌梗死面积为35%，而远隔缺血预处理组的大鼠心肌梗死面积为24%，减少约10%的梗死面积¹³。有大量的动物实验作为基础，2010年，Kharbanda等人进行了一个前瞻性对照研究，发现在行PCI治疗STEMI患者之前应用RICP，比对照组有更大的挽救指数和平均残留指数（P<0.05），从而证实了RICP可以有效减少心肌梗死面积¹⁴。但是要想确定RICP对临床结果的影响，还需要更大样本量是实验。

②改善心梗后心肌重构，保护心室功能

左心室重构在心肌梗死后数小时内即已出现，主要表现为梗死区变薄并膨展。梗死膨展是梗死区不成比例的变薄和拉长，导致局部室壁变形和内腔扩大，梗死段膨展、非梗死段心肌反应性肥厚及扩张导致心室扩大和几何形状改变一起构成早期重构的结构特点^15-16。王兵等人通过对室壁运动状态与左心室容积和功能两方面观察发现，观察组左心室重构的程度较对照组明显减轻¹⁵。证实RIPC存在延迟保护能减少梗死面积、减轻心室重构。

③减少冠脉缺血/再灌注期间恶性心律失常的发生

冠状动脉缺血再灌注期间往往会导致严重的恶性心律失常，许多动物实验证明，当结扎冠状动脉后再恢复灌注，会导致严重的恶性心律失常，死亡率极高。Oxman等人研究发现，通过对大鼠后肢进行短暂性缺血再灌注处理可以降低心肌缺血再灌注期间心律失常的发生率⁷。Bhandari A等人研究发现，心肌缺血前1个小时，下肢的缺血预处理可以降低心肌缺血再灌注期间心律失常的发生;而心肌缺血前2天，下肢的缺血预处理对心肌缺血再灌注期间心率失常的发生无明显保护¹⁷。从而证实，急性RIPC能降低心肌缺血再灌注期间心律失常的发生率，而延迟性的RIPC是否能起到同样的作用还存在争议。

三、远隔缺血预处理的作用机制

大量的动物及临床试验证明RICP是通过激发扶持机体内源性抗损伤能力来增强细胞对缺血缺氧的抵抗力，其具体机制尚不清楚。多数学者认为，RICP的作用是多种机制、多种介质、多种通路的作用。

1.神经体液通路

主要有两种理论解释RIPC的心脏保护作用。一种是体液假说提出物质在RIPC后从远端器官或组织释放，并通过血液循環转移到心脏。另一种是神经假设的倡导者提出，RIPC保护通过躯体感觉神经从远端器官或组织转导至脊髓，然后通过自主神经转导至心脏¹⁸。一些动物研究表明神经通路在RIPC后向心脏传递保护性刺激的作用。例如，2010年，Steensrud T等人研究发现，在递送到兔子后肢的RIPC之前横切股神经，取消了RICP对心脏I/R损伤的保护作用¹⁹。在大鼠中，给予六甲铵（一种烟碱乙酰胆碱神经节阻滞剂）减轻了RIPC介导的心肌IR损伤后梗死面积的减少作用²⁰。还有人提出，阿片受体可能参与RIPC相关的神经通路^21-22。

2.循环介质

2.1诸多实验结果证明，经历过RIPC的动物的血浆可以用于心脏保护作用并转移到其他动物和物种之间，这表明循环中有保护因子^21-23。一些关于体液介质的研究，表明这些介质可能是疏水的、耐冷冻的，分子量在15-30kDa之间^21、24。

2.2对人体血浆蛋白质组学谱的研究发现，51种蛋白质在RIPC反应中出现差异表达，包括白蛋白，α1-抗胰蛋白酶，载脂蛋白A1，触珠蛋白，脂蛋白B100和转铁蛋白的上调²⁵。在同一项研究中，发现抗凝血酶III复合物，补体C1r和免疫球蛋白M以及其他蛋白质在RIPC后被下调。2015年，Hepponstall M等人对接受心脏手术的儿童进行的RIPC研究发现，与对照相比，RIPC组对应6种蛋白质的48种肽的上调²⁶。RIPC和对照组之间血浆蛋白质组的差异在手术后6小时最显着，并在24小时返回基线。这些蛋白质组学研究证明了RIPC引起的广谱变化以及难以鉴定单一介质。可能涉及多种途径以提供针对IR损伤的心脏和其他器官保护。

2.3同样在人和动物研究中，远程缺血预处理还可能增加了诸如腺苷，载脂蛋白A1，亚硝酸盐和基质细胞衍生因子-1a（SDF-1a）等因子的水平。用这些因子预处理实验动物可以模拟RIPC诱导的IR损伤心脏保护^27-28。

2.4另一种被提议作为RICP的介质称为外泌体，是细胞来源的微粒或细胞外囊泡的亚群，其大小为50-100nm²⁹。 RIPC可增加血浆外泌体，并可将RIPC介导的心脏保护从一种动物转移到另一种动物³⁰。与RIPC相关的外泌体含有热休克蛋白-70（HSP-70）³⁰。在体外向心肌细胞中添加外泌体导致细胞激酶的快速激活，例如ERK 1/2（细胞外信号调节的激酶）和ERK 1/2的药理学抑制剂阻断心肌细胞对IR损伤的保护³⁰。

2.5有相关证据表明miRNA有助于RIPC介导的保护作用。它们在血浆中自由地（与蛋白质结合）或在微泡中循环，并且已经证明了它们的摄取方式和随后的生物效应³¹。而在预处理后显示差异表达的鉴定的miRNA中，miR-144似乎是促成预处理保护作用的最引人注目的miRNA。在预处理动物和人类的血浆中发现它的含量较高，最可能作为介质释放^31-32。而在同一研究中，内源性和外源性（通过注射）升高的miR-144水平显示实验证实对凋亡相关蛋白的影响³¹。提供了miR-144保护途径的证据。除了miR-144，miR-1及miR-206也吸引了多数学者的注意，它们都是进化高度保守的miRNA家族的一部分。miR-206在缺氧或缺血预处理后始终表现出较低的表达³⁶;在RIPC研究中，miR-1水平持续下降^33-34。尽管影响miR-1表达的机制尚未在任何已发表的研究中进行过研究，但还是引起了国内外学者极大地兴趣，因为miR-1是心脏中表达水平最高的miRNA³⁵。还有一种miRNA是miR-26，它最近被命名为急性心肌梗死中调节的大多数基因的关键调节因子³⁷。虽然进行了相关的研究，但miRNA介导RIPC的途径仍然很难实现，但因为循环miRNA显示出成为这一因子或这些因子的良好潜力，因此需要更多关于miRNA介导的RIPC效应的研究。

3.当然，还有一些体液因子譬如GDF-11，GHRH，IL-1α，IL-6，IL-8和IL-17等，RICP的浓度大于对照组，对于这些因素，尚不清楚这种差异是否真正与心肌缺血/再灌注损伤和保护作用有关。体外循环会对整个身体造成全身性炎症性损伤，并对各种实质器官造成损害³⁸。反过来，RIPC也是一种系统性反应，为许多实质器官提供保护^39-40。因此，观察到的上述体液因子浓度的差异可能源于心脏以外的其他器官。

四、总结

RIPC作为诱发自身保护的全新方法，其机制十分复杂，还需要在未来的研究中进一步深入，但以其简单易操作、基本无副作用，为心肌保护的临床应用开辟了新的思路，其临床应用前景十分广泛。

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通訊作者：吴吉明，汉族，湖南省常德市，学士，主任医师，研究方向：胸心血管外科