血脑屏障的研究进展
朱明启综述,赵宝东审校
(锦州医学院人体解剖学教研室,辽宁锦州121001)
=中图分类号>R32914=文献标识码>A=文章编号>1000-5161(2005)01-0053-04
血脑屏障(blood-brain barrier,BBB)的概念是1913年由E1E1Goldman正式提出的[1]。直止20世纪60年代,应用电子显微镜才揭示了BBB的解剖学基础:BBB是一层连续覆盖在99%脑毛细血管腔表面的内皮细胞膜,细胞之间有紧密连接(tight junction,T J)[2],并认为T J是BBB的最主要的结构[3]。近年的研究显示:BBB是一个复杂的细胞系统,它主要由内皮细胞(endothelial cell, EC)、EC的TJ、星形细胞(astrocyte)、周皮细胞(pericyte)和血管周围的小胶质细胞(perivascular microglia)以及基膜(basement membrane)等结构构成并维持了BBB的特殊功能,保持了中枢神经系统(CNS)内环境的稳定。随着细胞生物学及分子生物学研究的深入,对BBB的结构和功能有了进一步的了解。下面就人的BBB研究现状加以综述。
1紧密连接的分子构成和信号调节
111紧密连接的分子构成
人的BBB的紧密连接主要由跨膜蛋白和胞质附着蛋白两种成分组成,细胞骨架也是组成TJ的重要组成部分。
11111跨膜蛋白
1993年,Furuse等[4]分离出第一个T J跨膜蛋白,称为occluding。序列分析发现occluding是一个分子量为60kD的蛋白质,其氨基端和C端均位于细胞内,细胞外部分跨膜四次,形成两个环状结构,每个环由45个氨基酸构成,第一个环状结构主要由甘氨酸和酪氨酸组成,是细胞间形成T J的主要部位。occluding直接参与了脑微血管内皮细胞上的T J形成。1998年Furuse等[5]又发现了两个新的完整的TJ跨膜分子:Clauding-1,Claud2ing-2。Clauding是一个多基因家族,至今已发现超过20个成员。Clauding在成纤维细胞上异位表达也诱导出类TJ结构,说明Clauding参与了TJ 的形成,但与TJ的器官特异性无关[6]。与occlud2 ing相似,Clauding也具有两个环状结构,但其组成至今仍不清楚。Clauding与occluding以二聚体形式存在,与相邻细胞的同型蛋白结合形成/绑鞋带0样结构,组成对合的封闭链,封闭细胞间隙。
1998年Martin-Padura等[7]发现了另一个跨膜蛋白)))连接粘附分子(J AM),属于免疫球蛋白家族成员。几乎所有上皮、内皮细胞表面均有J AM,J AM高表达的细胞所形成的TJ并不表现出对可溶性示踪剂的扩散阻力增加,说明其功能主要是参与TJ渗透性的调节。
11112胞质附着蛋白
胞质附着蛋白是TJ支持结构的基础。TJ蛋白ZO(zonula occludens prteins)是第一个被证实的TJ附着蛋白,属于MAGUK(membrane-associ2 ated guanylate kinase-like proteins)家族,主要包括ZO-1,ZO-2和ZO-3三个亚型,这一家族在胞质内有多个结合位点,ZO与occludin的C端及clauding相互作用,将跨膜蛋白和细胞骨架连接在一起,并能识别TJ位置及传递各类信号。另一个胞质附着蛋白是扣带蛋白,是一种存在于TJ上的双股类肌球蛋白,形态类似豆芽,头端与跨膜蛋白相连接,尾端连接ZO蛋白,为附着蛋白和跨膜蛋白的连接提供支架[8]。T J胞质附着蛋白还包括AF6,7H6等成分,TJ上的7H6抗原磷酸化蛋白对金属及大分子不通透,而且7H6对TJ的能量状态很敏感:ATP缺乏7H6能可逆的与TJ分离,而细胞间的ZO仍保持连接,细胞间通透性增高[9]。
11113细胞骨架蛋白
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锦州医学院学报
J Jinzhou Med College2005F eb1,26(1)
1作者简介2朱明启(1970-),男,山东省菏泽市人,在读硕士研究生,主要研究方向为神经解剖学。
细胞骨架蛋白主要由微丝构成,这种微丝将跨膜蛋白和胞质附着蛋白组成的连接复合物固定在细胞内,这对维持T J的稳定有重要作用[10]。
112紧密连接的信号调节
T J位于与Caveolin1相关的、富含胆固醇的胞膜上。Caveolin1调节许多信号转导通道的活性,许多胞质信号分子聚集在TJ复合物上并参与信号级联反应以调控T J的形成和分解[11]。
11211Ca调节T J活性
Ca2+参与了各种细胞间连接的形成,并且对连接正常功能的维持起了重要作用[12]。TJ对细胞外的Ca2+浓度十分敏感,将Caco-2上皮细胞放入无Ca2+的培液中培养,则很快出现T J完整性的破坏,而随着细胞外Ca2+浓度的增加,TJ的完整性得到改善。研究发现,细胞外Ca2+浓度对TJ的影响与蛋白激酶A(PKA)和蛋白激酶C(PKC )信号通路有关,低钙对T J的影响可通过PKC的活化及PKA的抑制而得到改善。与细胞外Ca2+相比,细胞内钙不改变ZO-1/肌动蛋白的相互作用,主要改变ZO-1/肌动蛋白的结合并改变oc2 cludin在细胞内的位置[11]。
11212胶质细胞对TJ的影响
在体条件下,内皮细胞和胶质尽管隔着基膜不直接接触,但胶质细胞对内皮细胞形成TJ有着重要影响,它在一定程度上加强、支持了屏障功能。脑微血管内皮细胞与胶质细胞共培养使跨内皮细胞膜电阻增加75%,采用胶质细胞源性细胞营养因子和cAMP处理后,内皮细胞的跨膜电阻可增加到正常的25%[12]。
11213磷酸化调节TJ结构的完整性
所有跨膜蛋白和胞质附着蛋白的磷酸化在TJ 形成和调节方面具有重要作用。其磷酸化可发生在Occludin和ZO-1的丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸残基上。研究证实,TJ破坏后,其形成或再形成与occluding磷酸化升高有关,尤其是发生在丝氨酸和酪氨酸残基上的磷酸化。T J的调节也依赖细胞间酪氨酸的磷酸化,TJ屏障功能形成与TJ复合物上酪氨酸磷酸化减少有关。最近研究证实,酪氨酸磷酸化与occluding表达减少,可使跨膜阻力降低和BBB通透性升高[13]。
11214蛋白激酶C对TJ的调节
PKC是TJ形成和调节的重要因子,对ZO-1从细胞内迁移到细胞膜表面起重要作用。ZO-1蛋白上有34个PKC磷酸化一致序列,提示ZO-1在细胞间连接的胞膜表面的PKC信号转导途径中作为细胞骨架存在。PKC同功酶在TJ生理功能的保持、病理条件下的反应中起重要作用。两个不典型PKC亚型PKC N和PKC K特异结合蛋白ASIP沉积于T J上,在细胞极性形成方面发挥作用。其依靠细胞粘附、信号网络、细胞骨架和蛋白转运共同构成了BBB分化和功能形成的基础[14]。
11215异源三聚体G蛋白和小GTP结合蛋白对TJ的调节
G蛋白是由A,B,C三种亚基组成的三聚体,是膜胞质侧镶嵌蛋白,参与cAMP信使通路的信号转导。其A亚基能与GTP结合,并有GTP酶的活性,能够水解GT P,根据G蛋白对腺苷酸环化酶作用的性质不同又分为Gs(刺激作用)和Gi(抑制作用)二种。有证据表明异源三聚体G蛋白参与TJ的调节及功能状态。研究发现T J上存在G A 亚单位(i2,i3和12),G A i2亚单位与PKC N共同定位ZO细胞间接触位点上,并且G A i2亚单位活性对脑微血管内皮细胞跨膜电阻和TJ特有的高电阻、低通透特性产生影响[15]。
2内皮细胞及吞饮功能
脑血管EC与其他组织EC的主要区别在于前者具有复杂的T J和丰富的线粒体,但缺少跨膜转运的质膜小泡(plasma vesicle)以及缺乏细胞孔。另外,脑血管细胞内皮细胞的胞膜上含有一些特殊蛋白:碱性磷酸酶、r-谷氨酸转肽酶、糖转蛋白、转铁蛋白受体等。以上结构是脑血管内皮细胞特有的,它们对维持脑血管内皮T J功能具有重要作用。大分子物质转运研究证实,BBB以外的血管内皮细胞含有大量的小凹陷和小泡,这对细胞的内吞起重要作用,但BBB的血管内皮细胞缺乏这种结构,这说明脑血管内皮细胞具有特殊的吞饮机制。一般认为其内吞机制分三大类:第一类受体介导的内吞,是细胞在网格蛋白参与下内吞结合在质膜受体上的大分子物质;第二类吸附内吞,是细胞内吞在质膜上的物质分子的过程;第三类液相内吞,是一些与质膜没有亲和力的分子溶于细胞间质而被包裹/饮0入的过程[16]。
3星形胶质细胞的作用
脑血管的超微结构研究表明,星形胶质细胞环脑血管现象是脑血管的一个独有的特点,在BBB 发育的同时就已经出现[17]。Svendaard等[18]的实
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验证实:将非神经组织的血管移植于脑组织中生长,可以获得脑血管EC的某些特性。然而,脑血管移植于中胚层中,却逐渐失去了脑血管EC的特性。大量事实表明:星形胶质细胞对EC有极大的影响,对BBB的维持有着重要的作用。
4基膜的结构和功能
基膜主要由IV型胶原、层连蛋白、内肌动蛋白、纤维连接蛋白以及一些糖蛋白等组成,其中IV胶原和层连蛋白是构成基膜的主要物质[19,20]。研究发现,IV型胶原可以直接与层连蛋白,也可以通过内肌动蛋白与层连蛋白连接,形成聚合体网,同时,纤维连接蛋白可将基膜与周围组织以及细胞外间质相连,说明基膜对BBB的屏障作用维持起着重要作用。另外,基膜对周围细胞的生长分化也起着调节作用,脑血管内皮细胞生长和分化就是星形胶质细胞通过基膜来完成的[19]。
5血脑屏障通透性的调节
外伤、缺血、缺氧、感染、免疫及理化因素等均可造成BBB的损害从而导致BBB的通透性升高。使用不同的示踪剂研究显示,大分子物质透过BBB 的途径主要有:(1)EC间TJ的开放;(2)经EC 质膜小泡转运的增加;(3)穿EC隧道的形成。Preston等[21]研究证实:BBB开放机制主要由紧密连接的开放和胞饮转运所致。陈兴洲等[22]研究证实:脑血管内皮细胞凋亡可能参与了通透性增大的形成。Olesen[23]研究发现,一些化学物质如:5-
羟色胺、缓激肽、AT P、ADP等等,可通过影响脑血管EC内[Ca2+]而调节TJ开放和关闭[24,25]。
6前景和展望
血脑屏障通透性的调节对脑缺血、脑缺氧等脑损伤的治疗及药物在中枢神经系统的导入有着重要意义。近年来,神经生长因子(NGF)等一些大分子药物应用于脑损伤取得了一定效果,但许多研究显示在正常情况下,NGF等不能通过血脑屏障。综上所述,通过对BBB结构功能及生化特点进一步研究将可能为上述药物通过血脑屏障的机制找到一些重要途径和证据。
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1收槁日期22004-10-29
1作者简介2王瓒(1970-),男,辽宁省锦州市人,主治医师,学士学位,主要研究方向为口腔修复学。
金属烤瓷冠在可摘局部义齿上的应用体会
王 瓒
(锦州市口腔医院,辽宁 锦州 121001)
=中图分类号> R 783.4 =文献标识码> B =文章编号> 1000-5161(2005)01-0056-01
金属烤瓷冠具有美观、颜色逼真、生物相容性好,耐磨、抗腐性好等优点,是牙齿缺损的一种理想的修复方式,但是有些前牙缺失的病例,并不适合于烤瓷牙的修复,如邻近基牙牙周条件欠佳,缺牙区牙槽骨吸收较多等情况。树脂牙有时颜色、形态不能满足美观要求较高患者的需求,笔者将烤瓷冠的美观、逼真的质感和铸造支架设计的灵活、多样性优点结合起来%支架式烤瓷牙。近5年来作者制作60件,经随诊观察,效果满意,特将制作体会介绍如下。
常规制作铸造支架,在缺牙区附近健康基牙设指支托,舌侧卡等间接固位体,以分散牙合力减少义齿下沉。前牙缺牙区上设置合金桩,形成桩核,唇侧预留出2mm 间隙,以容纳内冠及瓷层厚度,间隙稍大于常规的115~117mm,用意是使瓷层稍厚,牙体更有层次感,桩核的唇切1/3稍向舌侧倾斜,给烤瓷冠的切缘留出足够厚度。舌侧切缘备成45b 斜面,避免形成锐角、锐边,减少烤瓷冠承受方向复杂的咀嚼力时的应力集中,防止崩瓷。舌侧形成舌侧窝,舌隆突下形成与牙长轴近似平行的轴壁,两邻轴面近似平行,向牙长轴方向聚合2~5b 角,以增加冠的固位力。
若缺牙区牙槽嵴丰满,可在烤瓷冠盖嵴部的唇侧石膏模型上均匀刮除012~013mm,使义齿完成后微压入粘膜
中,逼真感强。
若缺牙区牙槽骨吸收较多,可在相当于平齐牙龈缘处作桩核的肩台,肩台下制作倒/T 0形固位装置,以利于塑料基托的包埋。基托采用日本日进公司的仿生不碎托粉,带仿生血丝,强度高,韧性好,抛光后光泽度极佳。
铸支架在口内就位,调节合适后,制内冠,比色。在内冠上常规烤瓷,前牙连续多个烤瓷牙时注意横向的颜色匹配,1y 2y 3,颜色由浅渐深,中切牙颜色最浅,侧切牙次之,尖牙饱和度最高。同时注意牙的个性特征与天然牙协调。尽量采用个性排牙,避免形成千篇一律平平板板的义齿面容,口内试戴烤瓷冠,合适后上釉,粘固前将支架上金属肩台唇侧边缘均匀磨除013mm,这样龈俘瓷就超出肩台013mm,树脂基托包埋后防止了金属边缘的显露,用美国登士柏公司的Poly-F 聚羧酸锌粘固剂粘固,10分钟后将粘有烤瓷冠的支架重新安位于模型上,蜡基托形成,注意龈边缘与邻牙的协调,热处理完成。
支架式烤瓷牙的美观效果好,可满足演员、教师、涉外人员等对美观要求较高患者群的需要,值得在一定范围内推广。
1收稿日期22004-12-27
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锦州医学院学报 2005年2月,26(1)
血脑屏障的研究进展 朱明启综述,赵宝东审校 (锦州医学院人体解剖学教研室,辽宁锦州121001) =中图分类号>R32914=文献标识码>A=文章编号>1000-5161(2005)01-0053-04 血脑屏障(blood-brain barrier,BBB)的概念是1913年由E1E1Goldman正式提出的[1]。直止20世纪60年代,应用电子显微镜才揭示了BBB的解剖学基础:BBB是一层连续覆盖在99%脑毛细血管腔表面的内皮细胞膜,细胞之间有紧密连接(tight junction,T J)[2],并认为T J是BBB的最主要的结构[3]。近年的研究显示:BBB是一个复杂的细胞系统,它主要由内皮细胞(endothelial cell, EC)、EC的TJ、星形细胞(astrocyte)、周皮细胞(pericyte)和血管周围的小胶质细胞(perivascular microglia)以及基膜(basement membrane)等结构构成并维持了BBB的特殊功能,保持了中枢神经系统(CNS)内环境的稳定。随着细胞生物学及分子生物学研究的深入,对BBB的结构和功能有了进一步的了解。下面就人的BBB研究现状加以综述。 1紧密连接的分子构成和信号调节 111紧密连接的分子构成 人的BBB的紧密连接主要由跨膜蛋白和胞质附着蛋白两种成分组成,细胞骨架也是组成TJ的重要组成部分。 11111跨膜蛋白 1993年,Furuse等[4]分离出第一个T J跨膜蛋白,称为occluding。序列分析发现occluding是一个分子量为60kD的蛋白质,其氨基端和C端均位于细胞内,细胞外部分跨膜四次,形成两个环状结构,每个环由45个氨基酸构成,第一个环状结构主要由甘氨酸和酪氨酸组成,是细胞间形成T J的主要部位。occluding直接参与了脑微血管内皮细胞上的T J形成。1998年Furuse等[5]又发现了两个新的完整的TJ跨膜分子:Clauding-1,Claud2ing-2。Clauding是一个多基因家族,至今已发现超过20个成员。Clauding在成纤维细胞上异位表达也诱导出类TJ结构,说明Clauding参与了TJ 的形成,但与TJ的器官特异性无关[6]。与occlud2 ing相似,Clauding也具有两个环状结构,但其组成至今仍不清楚。Clauding与occluding以二聚体形式存在,与相邻细胞的同型蛋白结合形成/绑鞋带0样结构,组成对合的封闭链,封闭细胞间隙。 1998年Martin-Padura等[7]发现了另一个跨膜蛋白)))连接粘附分子(J AM),属于免疫球蛋白家族成员。几乎所有上皮、内皮细胞表面均有J AM,J AM高表达的细胞所形成的TJ并不表现出对可溶性示踪剂的扩散阻力增加,说明其功能主要是参与TJ渗透性的调节。 11112胞质附着蛋白 胞质附着蛋白是TJ支持结构的基础。TJ蛋白ZO(zonula occludens prteins)是第一个被证实的TJ附着蛋白,属于MAGUK(membrane-associ2 ated guanylate kinase-like proteins)家族,主要包括ZO-1,ZO-2和ZO-3三个亚型,这一家族在胞质内有多个结合位点,ZO与occludin的C端及clauding相互作用,将跨膜蛋白和细胞骨架连接在一起,并能识别TJ位置及传递各类信号。另一个胞质附着蛋白是扣带蛋白,是一种存在于TJ上的双股类肌球蛋白,形态类似豆芽,头端与跨膜蛋白相连接,尾端连接ZO蛋白,为附着蛋白和跨膜蛋白的连接提供支架[8]。T J胞质附着蛋白还包括AF6,7H6等成分,TJ上的7H6抗原磷酸化蛋白对金属及大分子不通透,而且7H6对TJ的能量状态很敏感:ATP缺乏7H6能可逆的与TJ分离,而细胞间的ZO仍保持连接,细胞间通透性增高[9]。 11113细胞骨架蛋白 53 锦州医学院学报 J Jinzhou Med College2005F eb1,26(1) 1作者简介2朱明启(1970-),男,山东省菏泽市人,在读硕士研究生,主要研究方向为神经解剖学。
青霉素钠难于透过血脑屏障，在无炎症脑脊液中的浓度仅为血药浓度的1%-3%，在有炎症的脑脊液中浓度可达血药浓度匠5-30%。 氨苄西林透过正常脑膜能力低，但在脑膜发炎时则透过脑膜的量明显增加，细菌性脑膜炎病人每日按体重ivgtt. 150mg/kg,前3天脑脊液浓度可达2.9ug/ml,以后浓度将随炎症减轻而降低。 舒巴坦-氨苄西林：可通过有炎症的脑脊髓膜。 哌拉西林：静脉用药后，脑脊液浓度与血清浓度比为0.36-3.65 。阿莫西林：静脉用药2g后1.5小时脑脊液浓度达2.0-40.0 ug/ml,为血清浓度的8-93%。 头孢唑啉：难于透过血脑屏障,在有炎症的脑脊液中也都不能测出药物浓度。 头孢拉定：在脑组织中含量较少,仅为血药浓度的5-10%;脑脊液中浓度更低,静脉滴注2-.4g, 脑脊液浓度仅有 1.2-1.5ug/ml,甚至不能检测到。 头孢克洛：在脑组织中的浓度较低。 头孢呋辛：能透过所有组织包括有炎症的脑膜,组织内药物浓度低于血药浓度但高于敏感致病菌的最低抑菌浓度。 头孢噻肟钠：脑脊液浓度与脑膜炎症程度和脑脊液中细胞数有关。 头孢他啶：难以通过正常的血脑屏障,当脑膜受损或发炎时,可透过受损脑膜进入脑脊液中。 头孢曲松钠：能透过血脑屏障,不论脑膜有无炎症,脑脊液均能达到抑制大多数阴性细菌的有效抑菌浓度(约为2mg/ml) 。 头孢哌酮钠：对血脑屏障的渗透性较差,脑膜无炎症病人的脑脊液中不能测到药物,化脓性脑膜炎病人静注2g后的脑脊液浓度为0.95-7.2ug/ml,为血药浓度的1-4%,以头孢哌酮钠100 mg/kg,的剂量治疗细菌性脑膜炎儿童,20分钟静滴结束后,1.5-2.5小时的脑脊
·91·安徽卫生职业技术学院学报?2019年18卷第5期 ◇医学基础与药学研究◇血脑屏障体外模型的研究进展（综述） 徐?麟?胡凯莉 【中图分类号】 R96 【文献标识码】 Ａ 【文章编号】 1671-8054（2019）05-0091-04 【摘?要】 血脑屏障（BBB）是位于中枢神经系统（CNS）和中枢系统环境间的一层生理保护屏障。对于治疗脑部疾病的药物来说，需要先通过BBB才能起效。BBB体外模型则是研究药物的BBB透过性或评价脑靶向纳米粒的脑部递药特 性的有效工具。近年来，体外BBB模型的应用日趋广泛并在脑部疾病相关研究中发挥着重要作用。该文综述了国 内外体外血脑屏障模型的发展现状及其在应用方面的最新研究进展。 【关键词】 血脑屏障 体外血脑屏障模型 纳米粒 中枢神经系统 该文综述了国内外体外血脑屏障模型的发展 现状及其在应用方面的最新研究进展。 1?血脑屏障及其结构 血脑屏障（Blood-Brain?Barrier，BBB）是由 脑毛细血管内皮细胞、周细胞以及星形胶质细胞 足突形成的结构（见图1）[1~3]。脑微血管内皮细 胞（BMECs）是内皮细胞的一种，与其他器官中内 皮细胞相比，脑中的内皮细胞质厚度均匀、没有窗 孔，低胞饮活性和连续的基底膜，并具有大量的线 粒体数量，为酶分解化合物提供能量[4]。其能限制 大部分外来物质进入脑部的同时，还通过各种选 择性运输系统将营养素和其他化合物主动进出入 大脑，维持正常的生理代谢功能[5]。 星形胶质细胞 血管腔 周细胞 内皮细胞 紧密连接 神经 基膜 图1?血脑屏障的结构 2?体外BBB模型 体外BBB模型作为现今研究神经系统疾病 的主要体外模型，具有不同的结构及特征[6]。体外 BBB模型能较为准确地预测出药物在体内BBB的 渗透率，其中常见的主要有单细胞模型、共培养模 型（接触模型、非接触模型）以及3D模型三大类。 因此，本文主要介绍常见的三大类型的体外BBB 模型及应用，并对各个模型优缺点进行分析。 2.1?单细胞模型?体外BBB单细胞模型（见图 2）指的是在Transwell膜上培养单一种类的内皮细 胞，常用的细胞有犬肾细胞，小鼠脑血管内皮细胞 （bEnd3）以及永生化人脑内皮细胞（hCMEC/D3） 等。体外BBB单层细胞模型的优点是模型简单，允 许以适中的成本进行相对较高的筛选。此模型还 具有细胞存活时间长、细胞间连接紧密的一系列 优点。但是，由于细胞缺乏邻近细胞信号传导（星 形胶质细胞和周细胞）和机械刺激（如剪应力）所 提供的屏障性调节刺激，容易出现细胞加速去分 化、细胞间形成的紧密连接不完整、细胞黏着不 规则、细胞旁扩散等缺陷。通过大量研究证明[3,7]， BBB的性质主要是由大脑中的微环境决定的，而 不是内皮细胞自身的性质决定，因此单层模型与 体内实际情况并不一致。 图2?体外血脑屏障单细胞模型 王利民等[8]通过采用大鼠脑微血管内皮细胞 和星形胶质细胞分别建立了两种体外BBB单细胞 模型，研究高温下基质金属蛋白酶9（MMP-9）对 BBB微血管内皮细胞紧密连接蛋白（claudin-1） 的影响。结果得知，高温可导致体外BBB模型 claudin-1表达下降，BBB通透性增加。外源性添 加MMP-9能进一步加剧该损伤，提示高温可通过 MMP-9加重BBB破坏。Ping?Wang等[9]采用hCMEC/ D3细胞株建立体外BBB单细胞模型，研究白喉毒 素的无毒突变体—交叉反应物质197（CRM197） 潜在的作用和机制。结果表明，CRM197表现出 更倾向于顶端的细胞转移，而不是基底的细胞转 移，这涉及到细胞穴样内陷介导的内吞途径。 Caveolin-1的上调和磷酸化-FOXO1A转录因 子的下调可能是由CRM197通过PI3K/Akt依赖 作者单位：上海中医药大学?上海?201203? 通信作者：胡凯莉,女，教授 2019-07-09收稿，2019-08-27修回
能够透过血脑屏障的抗生素 青霉素钠——难于透过血脑屏障，在无炎症脑脊液中的浓度仅为血药浓度的1%-3%，在有炎症的脑脊液中浓度可达血药浓度匠5-30%。 氨苄西林——透过正常脑膜能力低，但在脑膜发炎时则透过脑膜的量明显增加，细菌性脑膜炎病人每日按体重ivgtt. 150mg/kg,前3天脑脊液浓度可达2.9ug/ml,以后浓度将随炎症减轻而降低。 舒巴坦-氨苄西林——可通过有炎症的脑脊髓膜。 哌拉西林——静脉用药后，脑脊液浓度与血清浓度比为0.36-3.65 。 阿莫西林——静脉用药2g后1.5小时脑脊液浓度达2.0-40.0 ug/ml,为血清浓度的8-93%。 头孢唑啉——难于透过血脑屏障,在有炎症的脑脊液中也都不能测出药物浓度。 头孢拉定——在脑组织中含量较少,仅为血药浓度的5-10%;脑脊液中浓度更低,静脉滴注2-.4g, 脑脊液浓度仅有1.2-1.5ug/ml,甚至不能检测到。 头孢克洛——在脑组织中的浓度较低。 头孢呋辛——能透过所有组织包括有炎症的脑膜,组织内药物浓度低于血药浓度但高于敏感致病菌的最低抑菌浓度。 头孢噻肟钠——脑脊液浓度与脑膜炎症程度和脑脊液中细胞数有关。 头孢他啶——难以通过正常的血脑屏障,当脑膜受损或发炎时,可透过受损脑膜进入脑脊液中。 头孢曲松钠——能透过血脑屏障,不论脑膜有无炎症,脑脊液均能达到抑制大多数阴性细菌的有效抑菌浓度(约为2mg/ml) 。 头孢哌酮钠——对血脑屏障的渗透性较差,脑膜无炎症病人的脑脊液中不能测到药物,化脓性脑膜炎病人静注2g后的脑脊液浓度为0.95-7.2ug/ml,为血药浓度的1-4%,以头孢哌酮钠100 mg/kg,的 剂量治疗细菌性脑膜炎儿童,20分钟静滴结束后,1.5-2.5小时的脑脊液浓度为1.4-19.2 ug/ml,脑脊液中头孢哌酮浓度随脑脊液蛋白含量增高而增高,与脑脊液中细胞数无关。头孢吡肟——可通过炎性血脑屏障。 亚胺培南-西司他丁钠(泰能) ——难于透过血脑屏障,在脑脊液的浓度甚低。 美罗培南(美平) ——可透过血脑屏障。 硫酸阿米卡星——不易透过血脑屏障,但正常婴儿脑脊液中浓度可达同时期血药浓度的10-20%,当脑膜有炎症时,则可达同期血药浓度的50%。 林可霉素、红霉素——不易透过血脑屏障。
各类抗菌药物的血脑屏障通透率[1] 血脑屏障通透率（%） 类别药物正常状态脑膜炎症状态 青霉素类青霉素G 7.8 氨苄西林 5 39±49 羧苄西林15 19 甲氧西林0.8~5 3.0~12 哌拉西林 1.8~12.4（3.4） 萘夫西林5~27 普卡西林0.3~23.5（4.3） 头孢菌素类头孢噻肟12 7~69.7（27.7）头孢吡肟10~15 头孢曲松7~11 5~15 头孢他啶 2.7~12.3（5.4）14~45 头孢呋辛 6.4~10 拉氧头孢11~50（30）头孢哌酮 2.9~5.9
碳青霉烯类 美罗培南 4.7±2.2 10.7~21 亚胺培南（抽搐33%）7.3 10.6~41 磺胺类 磺胺甲恶唑20~36 24~34 磺胺噻唑15~40 磺胺嘧啶40~80 甲氧苄啶23~53 42~51 磺胺二甲嘧啶30~90 咪唑类 甲硝唑（口服）43 甲硝基酰咪唑（口服）88 氨基糖苷类庆大霉素≈0 4.6~6.6 卡那霉素0.20 20~40 奈替米星7.4~29.1（24） 阿米卡星81~94 大环内酯类克拉霉素15~18 红霉素≈0 10 喹诺酮类 芦氟沙星72~84 培氟沙星52~58 左氧氟沙星47 23~42 氧氟沙星59~81 28~87 环丙沙星21.3~31.5 莫西沙星23
糖肽类 万古霉素18±5 48±22 奥利万星（动物实验）1~5 替考拉宁（动物实验） 2.31 单环β内酰胺类氨曲南 5.3~22.9 14.2~18.4 菌丝霉素 1.1 33 林可霉素≈0 6.3 利奈唑胺70 66 氯霉素30~50 50 利福平13~42（22） 多粘菌素25 磷霉素23±7 第一类无论脑膜是否有炎症均易透过血脑屏障（均具有较高的脂溶性）：磺胺类、氯霉素、硝咪唑类、喹诺酮类以及异烟肼等（如磺胺类、氯霉素、硝咪唑类以及异烟肼等）；由于耐药性或中枢神经系统不良反应等原因在神经外科中并不常用第二类脑膜炎症时，药物血脑屏障通透性明显增加并产生明显的抗菌效果：青霉素类、头孢呋辛、第三、四代头孢菌素类，单环β-内酰胺类、碳青霉烯类以及糖肽类抗菌药物等；有较高的安全性而广泛用于临床（β-内酰胺及酶抑制剂、第三代头孢菌素和万古霉素在神经外科使用频率较高） 第三类即使脑膜发生炎症时，药物仍不易透过血脑屏障或不能达到理想的治疗效果：第一、二代头孢菌素类(除头孢呋辛)、林可霉素、克林霉素、多数氨基糖苷类和大环内酯类抗菌药物。 [1]黄佳，等抗菌药物血脑屏障通透能力概述[J]. 药品评价,2012,9(35):32-36
血脑屏障的结构与功能研究进展 王顺蓉,张 英综述,李著华审校(泸州医学院病理生理教研室,泸州 646000) 哺乳动物中枢神经系统为了有效地执行其功能,需要一个超稳定的内环境,这一内环境稳定性的维持,依赖于血脑屏障(Blood Brain barrier,BBB)。BBB是由无窗孔的毛细血管内皮细胞及细胞间紧密连接、基膜、周细胞、星形胶质细胞足突和极狭小的细胞外隙共同组成的一个细胞复合体,是存在于脑和脊髓内的毛细血管与神经组织之间的一个动态的调节界面。研究认为这个界面不单纯是被动保护性屏障,还能选择性地将脑内有害或过剩物质泵出脑外,保持脑的内环境稳定。BBB中的脑毛细血管内皮细胞(Brain Microvascular Endothilial Cells, BMECs)具有与机体其它部位的毛细血管内皮细胞不同的特殊结构与功能。目前已证实:BBB的屏障作用的主要由覆盖在脑毛细血管腔面的BMECs及其细胞间紧密连接完成。星形胶质细胞仅参与诱导和维持BBB的特性。 1 血脑屏障的屏障功能 血脑屏障功能由机械性作用、载体、受体介导的运送系统及酶等共同参与构成。 1.1 机械的屏障功能 BMECs之间几乎没有间隙,近管腔面为紧密连接(环绕成带),胞内吞饮小泡数目极少、细胞内收缩蛋白少,细胞不易皱缩及高阻抗(限制离子通过)的存在,形成BBB的机械屏障;内皮细胞之间有紧密连接使内皮层形成一个完整的屏障界面,胶质细胞产生的可溶性分子促进紧密连接的形成,从而限制BBB的通透性;内皮细胞外存在带负电的基底膜,主要对内皮细胞起支撑作用,防止由于静脉压改变导致的毛细血管变形。特殊的结构使脑微血管内皮细胞更具上皮细胞的特点,使血液中的溶质只能由内皮细胞的特异性转运系统进入脑,而不能像机体其它部位那样,可以经由内皮细胞裂隙,细胞内孔道或吞饮作用通过血管,但脑的毛细血管并非全部为“紧密结合”的内皮细胞层,少数区域结合疏松,呈网络状。其特点为血窦多,窦外无胶质突,仅有嗜银网状纤维包裹,毛细血管内皮有小孔,基膜不连续并与邻近胶质突分开,有较大的通透性。含有这种特点的毛细血管的脑区称之为“脑的特殊区”。它包括延脑极后区、下丘脑正中隆起、松果体、后联合下器官垂体后叶、脉络丛等。在这些特殊区域可允许某些大分子化合物,如激素和一些毒物少量进入,具有着特殊的生物学意义。例如,在血中毒物浓度增高时,可影响延脑极后区附近的呕吐中枢和催吐化学感受区,在必要时可以呕吐的方式排出毒物。 星形胶质细胞伸出它们的终足牢固地围绕着脑微血管内皮细胞,在脑实质细胞中,其与脑微血管内皮细胞的关系最为密切。正常情况下,这种足突不参与BBB的屏障功能的执行,不过对于诱导和维持BBB许多特性具有重要作用。星形细胞参与BBB完整性的诱导维持,主要是通过分泌活性物、基因的转录和蛋白质的合成、内皮细胞内cAMP浓度增高的协同作用而参与的,其次还必须有微血管周围的基质辅助参与,其中IV 型胶原尤为重要。此外,星形细胞还介导脑内皮细胞表达一种特别定位于脑内皮细胞的γ2谷氨转肽酶,介导相邻内皮细胞间形成紧密连接复合体。因此,星形胶质细胞与脑毛细血管间存在复杂的联系。最近有离体实验研究认为,内皮细胞和星形胶质细胞间的钙离子波介导细胞间的双向的钙信号转导。有学者用成年鼠和未成年鼠研究发现,脑毛细血管周围的星形胶质细胞上免疫反应性营养不良素的表达和BBB的发育是一致的,由此认为免疫反应性营养不良素有促成BBB形成的作用。1.2 载体、受体的屏障功能 载体介导的转达运系统(CM T)包括有机阴离子转运体、P2gp、多药耐药蛋白1～7、核苷转运体和大分子氨基酸转运体。受体介导的转运系统(RM T)包括转铁蛋白1.2受体和清道夫受体SB2AI和SB2BI。 1.2.1 有机阴离子转运体(OAT) OAT(organic anion trans2 porter)有三种异构体,OAT1、OAT2、OAT3。逆转录—聚合酶链反应分析显示,脑毛细血管内皮细胞上仅有适度的OAT3表达,并由蛋白印迹法确认。OAT3是位于毛细血管近腔面的重要载体,其功能是将脑内神经递质代谢产物、硫酸吲哚酚及药物运出到血液循环,维持脑内环境的稳定,该作用可被尿毒症毒素抑制,由此在尿毒症发生时可出现中枢神经系统功能紊乱。 1.2.2 P蛋白(P2gp) P2gp是一个跨膜糖蛋白,首先发现于肿瘤细胞,它参与了肿瘤细胞的多药耐药,近年发现P2gp也在正常组织表达,尤其在BBB内皮细胞膜腔面高水平表达,是许多结构不相关的异生物的脂溶性化合物的一个能量依赖性的主动外排泵。P2gp作用的一个特点是对底物的特异性低,缺乏选择性,广谱的底物亲和力使P2gp能够有效保护脑,拮抗一系列疏水性化合物(毒性物质)对脑的损害,体内外大量研究已证明此作用。另一个特点是两个底物生产性与P2gp结合,抑制了P2 gp对底物的外排作用,故P2gp底物同时也是它的抑制剂。有关P2gp在多重耐药性方面的作用已研究多年了,然而,对这个蛋白正常生理作用的研究才刚刚开始。用基因缺失鼠研究表明,P2gp是血脑屏障的重要组成部分,能防止很多药物进入中枢神经系统。如用钾盐镁矾诱导的癫痫发作鼠的脑内皮细胞呈现P2gp短暂的过度表达,致抗癫痫药对BBB的通透性低,不能有效作用。而缺失这个蛋白可提高脑内属于P2gp底物的药物浓度,或给予有效的逆转剂阻断或抑制P2gp可产生相似的结果,并已开始应用到临床,有效地治疗中枢神经系统的疾病(如癫痫、肿瘤等)。然而,目前的逆转剂不能有效地抑制BBB上的P2gp(与基因缺失鼠研究结果相比),且在增加脑内药物浓度的同时,增加了许多药物的神经毒性。鼠实验还发现P2gp对底物具有保和性,饱和后,底物在脑内呈非线性增加,同时也增加神经毒性的危险。目前认为要排除药物的毒性,可能需要在联合应用P2gp抑制时,使用机体已能适应的药物剂量。另有研究认为P2gp参与了脑炎症时淋巴细胞诱导的脑内皮细胞死亡和屏障功能障碍,但机制不清。 1.2.3 转铁蛋白受体(Tf R) Tf R存在于一些细胞表面,参与转运机体不可缺少的金属离子铁到细胞内。很多研究表明在脑毛细血管内皮细胞管腔面存在Tf R。转铁蛋白(Tf)存在于血浆和细胞外液,其与铁结合后与内皮细胞上的Tf R专一性结合将脑外的铁转送入脑。脑对铁的摄取的可能机制是:血清Tf运送铁至BBB,然后与BBB内皮细胞上的Tf R结合,通过Tf R介 88四川生理科学杂志2005;27(2)
bloodbrainbarrier；血脑屏障是指脑毛细血管壁与神经胶质细胞形成的血浆与脑细胞之间的屏障和由脉络丛形成的血浆和脑脊液之间的屏障，这些屏障能够阻止某些物质（多半是有害的）由血液进入脑组织。血液中多种溶质从脑毛细血管进入脑组织，有难有易；有些很快通过，有些较慢，有些则完全不能通过，这种有选择性的通透现象使人们设想可能有限制溶质透过的某种结构存在，这种结构可使脑组织少受甚至不受循环血液中有害物质的损害，从而保持脑组织内环境的基本稳定，对维持中枢神经系统正常生理状态具有重要的生物学意义。介于血液和脑组织之间的对物质通过有选择性阻碍作用的动态界面，由脑的连续毛细血管内皮及其细胞间的紧密连接、完整的基膜、周细胞以及星形胶质细胞脚板围成的神经胶质膜构成，其中内皮是血脑屏障的主要结构。 血脑屏障是血-脑、血-脑脊液和脑脊液-脑三种屏障的总称。 与其他组织器官的毛细血管相比，脑毛细血管及其邻近地区在结构上确有一些明显的特点（正常情况下）： ①脑毛细血管缺少一般毛细血管所具有的孔，或者这些孔既少且小。内皮细胞彼此重叠覆盖，而且连接紧密，能有效地阻止大分子物质从内皮细胞连接处通过。 ②内皮细胞还被一层连续不断的基膜包围着。 ③基膜之外更有许多星形胶质细胞的血管周足（终足）把脑毛细血管约85%的表面包围起来。这就形成了脑毛细血管的多层膜性结构，构成了脑组织的防护性屏障。在病理情况下，如血管性脑水肿时，内
皮细胞间的紧密粘合处开放，由于内皮细胞肿胀重叠部分消失，很多大分子物质可随血浆滤液渗出毛细血管，这会破坏脑组织内环境的稳定，造成严重后果。 20世纪初发现，给动物静脉注射苯丙胺后，此药可以分布到全身的组织器官，唯独脑组织没有它的踪迹。注射台盼蓝（锥虫蓝）涂料以后，全身组织都着色，而脑和脊髓则不着色。以后陆续发现很多药物和染料注入动物体后，都有类似的分布情况。这些事实都启示人们想到有保护脑组织的“屏障”存在。向鸡胚注入谷氨酸后，发现谷氨酸能迅速进入鸡胚的脑组织，但在成年鸡脑中则很难进入。初生儿脑毛细血管的通透性远较成年人为高，得重症黄疸后，胆汁色素很快透入中枢神经系统，并破坏基底神经节形成核黄疸。而在成人黄疸患者的中枢神经系统则不受胆汁色素的污染。以上事实说明血脑屏障结构功能的完善，是随动物个体发育的完善而形成的。 血脑屏障的显微结构已如上述，包括无孔或少孔的内皮细胞、连续的基底膜和有疏松连结的星形胶质细胞血管周足组成的断续膜，它们构成血脑屏障控制血浆各种溶质选择性的通透，有的学者把它叫关门或安全瓣，把有害物质拒之脑组织之外使它不能逸出脑毛细血管，比较形象地说明了血脑屏障的正常功能。但是三种成分在完成正常功能时哪个起主要作用则有不同观点。日本药理学家中井健五认为：“屏障中起主要作用的是星形胶质细胞，内皮细胞在一定程度上也起重要作用”。按显微结构来看，脑毛细血管周足包围血管面积不过85%左右，还有相当大裸露部分可供有害物质的渗出，显然这种说法是有缺
描述：血脑屏障的天然屏障作用，在保护脑组织的同时也限制了众多药物的入脑转运。芳香开窍类中药能够开窍醒脑、调节血脑屏障通透性，体现出引药上行和脑保护的特性。该文以常见芳香开窍中药冰片、麝香、苏合香、安息香和... [摘要]血脑屏障的天然屏障作用，在保护脑组织的同时也限制了众多药物的入脑转运。芳香开窍类中药能够开窍醒脑、调节血脑屏障通透性，体现出引药上行和脑保护的特性。该文以常见芳香开窍中药冰片、麝香、苏合香、安息香和石菖蒲为代表，综述了近年来芳香开窍中药对血脑屏障通透性调节作用的研究进展，并对其调节机制进行了探讨。此外，结合近年来芳香开窍中药在现代制剂中的应用，笔者认为后续研究应拓宽此类中药的应用，将其芳香开窍的特性与现代药剂学的新剂型、新技术相结合，为脑部疾病的治疗提供新的思路与方法。 血脑屏障（blood-brain barrier，BBB）是血液与脑组织之间的一道天然屏障，是机体保持脑内环境稳定的重要结构基础和生理机制。BBB可以通过调节血液和脑组织之间的物质交换阻止有害物质入脑，但同时也限制了许多药物的脑内转运，使药物在脑内难以达到适宜的浓度而不能满足脑部疾病治疗的要求。 中医学认为：“心藏神、主神明、主血脉”，“心窍通则神明有主，神志清醒”。凡以开窍醒神为主要功效，常用于治疗闭证神昏的药物，称开窍药，又因其大多具有芳香、辛香之气，故称为芳香开窍药。该类药：“芳香之性走窜”，易透过BBB；引药上行，能促进药物跨过BBB入脑，增加药物在脑内的浓度；且具有脑保护功能。本文以常见芳香开窍中药冰片、麝香、苏合香、安息香和石菖蒲为代表，综述了近年来芳香开窍中药对BBB通透性的调节作用及其机制的研究进展。 1 芳香开窍中药对BBB通透性的影响 1.1 冰片 冰片（borneol）是龙脑香科植物龙脑香Dipterocarpus tubinatus Gaertn.f. 的树脂和挥发油加工品提取获得的结晶。冰片最早见于《名医别录》，称为龙脑香，其别称有龙脑、冰片脑、梅花脑、天然冰片、梅片等，属芳香开窍类药物，其性微寒、味辛苦，归心、肺、脾经。中医谓其作用特点为“独行则势弱，佐使则有功”。《本草纲目》记载冰片能“通诸窍，散郁火”。 1.1.1 本身易透过BBB 冰片相对分子质量为154.24，是一种小分子脂溶性单萜类物质。梁美荣等发现大鼠在灌服冰片5 min后，脑内冰片的浓度即与血清中相同，质量分数达到10 μg·g-1。李伟荣等给小鼠灌胃天然冰片5 min后即在脑内测得冰片，60 min后浓度达到峰值。证实冰片极易
能透过血脑屏障的药物 青霉素钠难于透过血脑屏障，在无炎症脑脊液中的浓度仅为血药浓度的1%-3%，在有炎症的脑脊液中浓度可达血药浓度匠5-30%。 氨苄西林透过正常脑膜能力低，但在脑膜发炎时则透过脑膜的量明显增加，细菌性脑膜炎病人每日按体重ivgtt. 150mg/kg,前3天脑脊液浓度可达2.9ug/ml,以后浓度将随炎症减轻而降低。 舒巴坦-氨苄西林可通过有炎症的脑脊髓膜。 哌拉西林静脉用药后，脑脊液浓度与血清浓度比为0.36-3.65 。 阿莫西林静脉用药2g后1.5小时脑脊液浓度达2.0-40.0 ug/ml,为血清浓度的8-93%。 头孢唑啉难于透过血脑屏障,在有炎症的脑脊液中也都不能测出药物浓度。 头孢拉定在脑组织中含量较少,仅为血药浓度的5-10%;脑脊液中浓度更低,静脉滴注2-.4g, 脑脊液浓度仅有1.2-1.5ug/ml,甚至不能检测到。 头孢克洛在脑组织中的浓度较低。 头孢呋辛能透过所有组织包括有炎症的脑膜,组织内药物浓度低于血药浓度但高于敏感致病菌的最低抑菌浓度。 头孢噻肟钠脑脊液浓度与脑膜炎症程度和脑脊液中细胞数有关。 头孢他啶难以通过正常的血脑屏障,当脑膜受损或发炎时,可透过受损脑膜进入脑脊液中。 头孢曲松钠能透过血脑屏障,不论脑膜有无炎症,脑脊液均能达到抑制大多数阴性细菌的有效抑菌浓度(约为2mg/ml) 。 头孢哌酮钠对血脑屏障的渗透性较差,脑膜无炎症病人的脑脊液中不能测到药物,化脓性脑膜炎病人静注2g后的脑脊液浓度为0.95-7.2ug/ml,为血药浓度的1-4%,以头孢哌酮钠100 mg/kg,的剂量治疗细菌性脑膜炎儿童,20分钟静滴结束后,1.5-2.5小时的脑脊液浓度为1.4-19.2 ug/ml,脑脊液中头孢哌酮浓度随脑脊液蛋白含量增高而增高,与脑脊液中细胞数无关。 头孢吡肟可通过炎性血脑屏障。 亚胺培南-西司他丁钠(泰能)难于透过血脑屏障,在脑脊液的浓度甚低。 美罗培南(美平)可透过血脑屏障。 １
能通过血脑屏障的抗生素 Final revision on November 26, 2020
能够透过血脑屏障的抗生素 青霉素钠难于透过血脑屏障，在无炎症脑脊液 中的浓度仅为血药浓度的1%-3%，在有炎症的脑脊液中浓度可达血药浓度匠5-30%。 氨苄西林透过正常脑膜能力低，但在脑膜发炎 时则透过脑膜的量明显增加，细菌性脑膜炎病人每日按体重ivgtt. 150mg/kg,前3天脑脊液浓度可达ml,以后浓度将随炎症减轻而降低。 舒巴坦-氨苄西林可通过有炎症的脑脊髓膜。 哌拉西林静脉用药后，脑脊液浓度与血清浓度 比为。 阿莫西林静脉用药2g后小时脑脊液浓度达 ug/ml,为血清浓度的8-93%。 头孢唑啉难于透过血脑屏障,在有炎症的脑脊液中也都不能测出药物浓度。 头孢拉定在脑组织中含量较少,仅为血药浓度的5-10%;脑脊液中浓度更低,静脉滴注, 脑脊液浓度仅有甚至不能检测到。 头孢克洛在脑组织中的浓度较低。 头孢呋辛能透过所有组织包括有炎症的脑膜,组织内药物浓度低于血药浓度但高于敏感致病菌的最低抑菌浓度。 头孢噻肟钠脑脊液浓度与脑膜炎症程度和脑脊 液中细胞数有关。 头孢他啶难以通过正常的血脑屏障,当脑膜受损或发炎时,可透过受损脑膜进入脑脊液中。 头孢曲松钠能透过血脑屏障,不论脑膜有无炎症,脑脊液均能达到抑制大多数阴性细菌的有效抑菌浓度(约为2mg/ml) 。 头孢哌酮钠对血脑屏障的渗透性较差,脑膜无炎 症病人的脑脊液中不能测到药物,化脓性脑膜炎病人静注2g后的脑脊液浓度为为血药浓度的1-4%,以头孢哌酮钠100 mg/kg,的剂量治疗细菌性脑膜炎儿童,20
分钟静滴结束后,小时的脑脊液浓度为 ug/ml,脑脊液中头孢哌酮浓度随脑脊液蛋白含量增高而增高,与脑脊液中细胞数无关。 头孢吡肟可通过炎性血脑屏障。 亚胺培南-西司他丁钠(泰能)难于透过血脑屏障,在脑脊液的浓度甚低。 美罗培南(美平)可透过血脑屏障。 硫酸阿米卡星不易透过血脑屏障,但正常婴儿脑 脊液中浓度可达同时期血药浓度的10-20%,当脑膜有炎症时,则可达同期血药浓度的50%。 林可霉素、红霉素不易透过血脑屏障。 克林霉素不能透过正常的脑膜,当脑膜发炎时,可渗入脑脊液,并能进入脑脓肿的脓液中。 盐酸万古霉素、盐酸去甲万古霉素不能迅速穿过正常血脑屏障进入脑脊液中,但脑膜发炎时可渗入脑脊液中并达有效抑菌浓度。 阿昔洛韦脑脊液浓度约为血中的浓度的一半。 更昔洛韦在每8小时或每12小时接受更昔洛韦kg,静滴后,在用药小时测得脑脊液浓度范围从代表相应血药浓度的24-70%。 利巴韦林长期用药后脑脊液内药浓度可达同时 期血浓度的67%。 异烟肼、利福平、吡嗪酰胺、利福喷汀均可透 过血脑屏障,利福平在脑膜有炎症时脑脊液内药浓度增加,乙胺丁醇不易透过血脑屏障,但脑膜炎时脑脊液中的浓度约为血药浓度的15-40%。 甲硝唑在脑脊液中的药浓度为同期血药浓度的43%,少数脑脓肿患者,脓液的药浓度高于同期的血药浓度。 以上总结： 较易透过血脑屏障的抗生素： 哌拉西阿莫西林头孢曲松钠甲硝唑利巴韦林 阿昔洛韦更昔洛韦异烟肼、利福平、吡嗪酰胺、利福喷汀
toxifylline on cytosolic calcium and on the erythrocyte mor2 phology during ageing.Clin Hemorheol,1994,14:797～805 9 Y oshida H,Satoh K,Imaizumi T.Activity of platelet activat2 ing factor acetylhydrolase in red cell membrane.Am J Hema2 tol,1992,40:61～63 10 Y oshida H,Satoh K,Takamatsu S.Platelet2activating factor acetylhydrolase in red cell membranes.Does decreased activi2 ty impair erythrocyte deformability in ischemic stroke pa2 tients?Stroke,1993,24(1):14～18 11 G iuffetti G,Aisa G,Mercuri M,et al.Effect of ticlopidine on the neurologic outcome and the hemorheologic pattern in the postacute phase of ischemic stroke,a pilot study.Angiology, 1990,41(7):505～511 12 Chan YW,Kay CS.Pentoxifylline in the treatment of acute ischaemic stroke:a reappraisal in Chinese stroke patients. Clin Exp Neurol,1993,30:110～116 13 Kuzuya F,Hayakawa M.Effect of nisoldipine on red cell de2 formability and platelet aggregation in stroke patients. Arzneimttelforschung,1994,44:1214～1216 14 范家骏,赵国欣.血液流变学基础与临床.西安:陕西科学技术出版社,1995:321 (1996212218收稿 1997204228修回) 血脑屏障对大分子肽类药物的通透性 第二军医大学长海医院神经内科(200433) 许金明 综述 郑惠民 审校 摘要 血脑屏障对大分子肽类药物的通透性直接关系到中枢神经系统疾病的药物治疗效果。对血脑屏障的药物转运机制、影响大分子肽类药物血脑屏障通透性的因素以及大分子肽类药物血脑屏障通透性的可能途径及其临床意义的研究,是提高大分子肽类药物疗效,降低治疗成本的重要课题。 关键词 血脑屏障;大分子肽类药物;通透性 要使药物在中枢神经系统(CNS)中发挥治疗作用,药物必须首先能够通过血脑屏障(BBB),从循环血到达CNS的细胞外液并达到有效浓度,这对CNS疾病药物治疗的有效性具有决定性的意义。而大分子药物(主要是蛋白质及肽类)过去一直被认为是不能透过BBB 的,直至70年代中期由Kastin首次证明外周应用促肾上腺皮质激素(ACTH)等肽类物质可完整透过BBB以后,BBB这种静态的屏障观点才逐渐被所谓CNS内外物质与信息交换界面的新观点所取代。随着研究的不断深入,已有越来越多的实验表明,大分子肽类药物不仅可以透过BBB,而且很可能主要是靠透过BBB而不是靠神经运输到达CNS中作用部位的。现对大分子药物透过BBB的机制及增大其BBB 通透性的可能途径等研究进展作一综述,并展望其在临床实践中的意义。 1 血脑屏障的解剖和生理基础 BBB是CNS与外周血循环之间物质交换的调节器。它对于非必需的或有害的循环成分来说是一道屏障,而对于CNS功能必需的重要物质来说则是通道[1]。在解剖结构上,BBB在CNS的绝大部分区域是由脑毛细血管内皮细胞、基膜及足突组成的。内皮细胞含有极少的胞饮小泡,内皮细胞间存在着紧密连接。在大多数非神经组织中,毛细血管壁上的内皮细胞之间存在大量直径约为50nm的跨细胞孔或裂隙,水、电解质以及部分大分子物质可自由通过,但在脑毛细血管内皮细胞之间则很少有这种孔隙,而代之以紧密连接。这种紧密连接,即使用分子量较小的示踪剂微过氧化酶和镧离子也不能透过。但BBB并不是静止的、非渗透性屏障,而是动态的、可渗透性屏障。不仅小分子、脂溶性物质可通过自由扩散或易化扩散透过BBB,而且许多大分子、亲水性物质及神经肽类也可以通过非饱和的跨膜扩散(transmem2
常用抗感染药物透过血脑屏障情况 细菌、病毒和真菌等可引起中枢神经系统感染CNS。CNS感染的主要临床表现有发热（有时伴有寒战）、头痛、呕吐、神经系统体征等，严重者可发生昏迷，小儿可出现惊厥。CNS感染发生率虽然不高，但病死率高，远期神经系统后遗症多，属于一类严重的感染性疾病。CNS的重要特点之一是存在血脑屏障（BBB）。由于许多抗菌药物不能通过BBB或通过得不多，在脑脊液（CSF）和脑组织中达不到有效治疗浓度，因此治疗困难，预后较差。 1、青霉素类：青霉素钠难以透过BBB，在无炎症CSF中浓度仅为血药浓度的1%～3%，在有炎症的脑脊液中浓度可达血药浓度的5%～30%。氨苄西林透过正常脑膜能力低，但在脑膜发炎时则透过量明显增加，细菌性脑膜炎病人静脉滴注（150mg/kg·d），前3天脑脊液浓度可达2.9ug/ml，以后浓度将随炎症减轻而降低。哌拉西林静脉用药后，CSF浓度与血清浓度比为0.36∶3.65。阿莫西林静脉用药2g后1.5小时CSF浓度达2.0～40.0ug/ml，为血清浓度的8%～93%。氨苄西林-舒巴坦、替卡西林可通过有炎症的脑脊髓膜。 2、头孢菌素类：头孢曲松钠能透过BBB，不论脑膜有无炎症，CSF均能达到抑制大多数阴性细菌的有效浓度(约2mg/ml)。头孢呋辛能透过所有组织包括有炎症的脑膜，组织内浓度低于血药浓度，但高于敏感致病菌的最低抑菌浓度（MIC）。头孢拉啶在脑组织中含量较少，仅为血药浓度的5%～10%，CSF中浓度更低静脉滴注2～4g,CSF浓度仅有1.2～1.5ug/ml，甚至不能检测到。头孢唑啉难于透过BBB,在有炎症的CSF中也都不能测出药物浓度（不可用于CNS感染）。亚胺培南-西司他丁钠（泰能）难以透过BBB，在CSF的浓度甚低。头孢哌酮钠对BBB的渗透性较差，脑膜无炎症病人的CSF中不能测到药物，化脓性脑膜炎病人静注2g后CSF浓度为0.95～7.2ug/ml（为血药浓度的1%～4%）。以头孢哌酮钠100mg/kg的剂量治疗细菌性脑膜炎儿童，20min静滴结束后1.5～2.5小时的CSF浓度为1.4～19.2ug/ml。CSF中头孢哌酮浓度随CSF蛋白含量而增高,与其中细胞数无关。 头孢吡肟可通过炎性BBB，神经外科手术以后使用头孢吡肟可达到治疗血药浓度，因而可用于术后颅内感染[1]。头孢他啶难以通过正常的BBB，当脑膜受损或发炎时,可透过受损脑膜进入CSF 中。头孢克洛在脑组织中的浓度较低。头孢噻肟钠CSF浓度与脑膜炎症程度和其中的细胞数有关。美罗培南（美平）、氨曲南可透过BBB。 硫酸阿米卡星不易透过血脑屏障，但正常婴儿CSF中浓度可达同时期血药浓度的10%～20%，当脑膜有炎症时则可达同期血药浓度的50%。庆大霉素、妥布霉素大剂量或脑膜炎时可通过BBB。 盐酸万古霉素、盐酸去甲万古霉素不能迅速穿过正常BBB，但脑膜发炎时可渗入CSF中并有效抑菌浓度。
1、测定血脑屏障完整性原理 伊文思蓝属于一种常用的偶氮染料制剂,因其分子量大小与血浆白蛋白相近，而且在血液中与血浆白蛋白有很高的亲和力，由于正常状态下血浆白蛋白无法透过血脑屏障，所以染色时，如神经系统是完整的，与血浆白蛋白结合的依文思蓝无法使其着色。相反如果神经系统血脑屏障被破坏，依文思蓝就可以进入神经系统并使其着色。在荧光波长470与540 nm 各有一强峰，680 nm处有一弱峰。其在组织中的含量常使用化学透析法和比色法进行检测。 脑组织中血脑屏障的破坏，可以引起毛细血管的通透性增加，结合EB的白蛋白可通过BBB进入脑组织，应用化学比色法甲酰胺测定脑组织EB渗出量，可以反映血脑屏障的开放程度，并在此基础上进一步探讨不同细胞移植干预与BBB通透性的效应关系。 伊文思蓝灌注染色法结合共聚焦激光扫描显微镜观察脑切片中EB荧光强度，可以检测血脑屏障中血管形态的改变，同时对脑组织中渗入的EB含量进行定量分析。 两者结合可以从形态学、组织定量上相互补充完善。 2、实验准备 试剂：2%EB、1%戊巴比妥钠、0.9%氯化钠、20U/ml肝素钠、二甲基甲酰胺 器材：冰冻切片机、共聚焦激光扫描显微镜、分光光度计、恒温箱、离心机、注射器、输液器、解剖器械等 3、测定方法 1、各组动物处死前0.5h（也有的为1h、2h）尾静脉（或股静脉）注入2%EB（2ml/kg，也有的用3、4ml/kg）（剂量与提前时间成反比？） 2、1%戊巴比妥钠30-40 mg/kg麻醉后打开胸腔，心内灌注肝素生理盐水（0.9%氯化钠+20U/ml肝素钠）200-300ml（有文献提出当右心房流出液体变清澈时即可停止灌注），断头取脑作矢状切取半脑分离海马，一半脑组织进行冰冻切片，应用冰冻切片机行10-20μm 切片，于共聚焦激光扫描显微镜下观察EB通透情况。 3、另一半脑组织称重，剪碎置于二甲基甲酰胺（1ml/100mg脑组织，也可用三氯乙酸、甲酰胺）60℃孵育24h，1000r/min离心5min（有的作者认为脑组织在甲酰胺中匀浆呈胶状，上清液不能通过离心取得，水浴后直接取上清液比色），用分光光度计检测波长为620 nm 的吸光度。 4、采用软件（Oringen7.0）进行数据分析，根据绘制的EB标准曲线计算EB含量。 4、试剂购买 EB 二甲基甲酰胺
同济医科大学博士学位论空 脑缺血再灌注后血脑屏障通透性的实验研究同济医科大学附属协和医院神经内科 博士研究生：博士生导师：王耀明 童萼塘教授 中文摘要 第一部分脑缺血再灌注后大鼠血脑屏障通透性的免疫组织化学研究目的采用免疫组织化学的方法，研究脑缺血再灌注后大鼠血脑屏障（ＢＢＢ）的通透性。ｆ方法采用线栓法大鼠大脑中动脉闭塞的局灶性脑缺血模型，缺血１小时后再灌注，分别于再灌注后Ｏｈ、３ｈ、５ｈ、１２ｈ及２４ｈ，采用免疫组织化学ＳＡＢＣ法，观察内源性免疫球蛋白００９Ｇ）在脑组织中的表达。结果再灌注ｏｈ、３ｈ时，脑组织中未见ＩｇＧ的表达。再灌注５ｈ时，缺血侧大脑半球纹状体有局灶性的ＩｇＧ表达。再灌注１２ｈ时，缺血侧纹状体及新皮层可见有广泛的ＩｇＧ的表达，一些神经细胞和朦＿顺细胞的胞浆内亦有表达。再灌注２４ｈ时，表达更加明显：】结论缺血ｌｈ再灌注３—５ｈ时，ＢＢＢ开始受损开放，通透性增加。纹状体的ＢＢＢ较新皮层更易受损。再灌注１２ｈ、２４ｈ，外渗的血清蛋白存在累积增加。 第二部分尼莫地平对脑缺血再灌注后大鼠血脑屏障通透性的影响目的研究尼莫地平对脑缺血再灌注后大鼠血脑屏障通透性的影响。ｌ方法采用线栓法大鼠大脑中动脉闭塞的局灶性脑缺血模型。缺血１ｈ后再灌注，分别于缺血前及再灌注后静脉注射尼莫地平。采用免疫组织化学ＳＡＢＣ法，观察再灌注１２ｈ时．内源性ＩｇＧ在脑组织中的表达，比较缺血前注射尼莫地平组、未注
射尼莫地平组及再灌注后注射尼莫地平组三组大鼠脑组织中ＩｇＧ 的表达水平。结果末注射尼莫地平组大鼠，在再灌注１２ｈ时， 缺血侧大脑半球纹状体及新皮层可见广泛的ｌｇＧ表达。再灌注后 注射尼莫地平组大鼠，ＩｇＧ的表达更加明显。而缺血前注射尼莫 地平组大鼠，ＩｇＧ的表达在新皮层仅见于微血管壁内。在纹状体 可见局灶性ＩｇＧ的表达。ｊ结论脑缺血再灌注后注射尼莫地平可 加重ＢＢＢ的损伤，使其通透性增加。缺血前注射尼莫地平，可 使再灌注后ＢＢＢ的损伤减轻。 第三部分脑缺血再灌注后大鼠血脑屏障通透性的荧光定量分析目的通过敏感的荧光方法，定量分析脑缺血再灌注后大 鼠血脑屏障（ＢＢＢ）的通透性。防法采用线栓法制备大鼠大脑中 动脉闭塞（ＭＣＡＯ）模型，缺血‰后再灌注，采用依文思兰（ＥＢ）荧 光的方法，分别观察了再灌注２ｈ、３ｈ、９ｈ、２４ｈ和４８ｈ时ＢＢＢ的 通透性。结果再灌注３ｈ时，缺血侧纹状体ＥＢ的含量开始增加（与 假手术组相比Ｐ＜００５）。再灌注９ｈ时，缺血侧新皮层ＥＢ的含量开始增加（Ｐ＜０．０１）。而再灌２ｈ时纹状体ＥＢ的含量和再灌注２ｈ、３ｈ映，新皮层ＥＢ的含量与假手术组相比差别无显著性意义（Ｐ＞ｏ．０５）。）结 论脑缺血２ｈ再灌注２—３ｈＮ，纹状体的ＢＢＢ通透性开始增加。 再灌注９ｈ时，新皮层的ＢＢＢ通透性增加。纹状体ＢＢＢ较新皮层更 易受损。ＥＢ荧光的方法可精确定量的反映ＢＢＢ通透性，是研究 ＢＢＢ通透性理想的方法。 第四部分缺氧预处理对脑缺血再灌注后大鼠血脑屏障通透性的影响目的探讨缺氧预处理对脑缺血再灌注后大鼠血脑屏障（ＢＢＢ）通透性的影响。防法大鼠经密闭缺氧的重复作用后，采 用线栓法制备左侧大脑半球局灶性脑缺血模型，缺血２ｈ后再灌 注９ｈ，采用依文思兰（ＥＢ）荧光定量的方法，观察ＢＢＢ的通透性， 并与单纯脑缺血再灌注组和假手术组进行比较。结果缺氧预 处理组左侧纹状体ＥＢ的含量比单纯脑缺血再灌注组明显减少