颅内血管破裂，血液流入蛛网膜下腔引起相应临床症状，被称为蛛网膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage, SAH)，可分为外伤性和自发性。临床上自发性SAH比较常见。SAH死亡率极高，约40%的患者在初次出血后48 h内死亡，存活的患者中有半数遗留永久性残疾^{[1, 2]}。以往认为迟发型脑血管痉挛(delayed cerebral vasospasm, DCV)是SAH最严重的并发症，和患者的预后有直接关系。但新的研究显示，早期脑损伤(early brain injury, EBI)与患者预后也密切相关。EBI指的是从初次出血那刻起到DCV发生前脑组织发生的一系列变化^[3]。内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase, eNOS)的产物一氧化氮(nitric oxide, NO)有较强的舒张血管和抑制炎症细胞的浸润等生理作用，可能会改善SAH患者的神经功能障碍。在内皮细胞中，NO主要由eNOS合成，但NO性质活泼，研究难度大，遂通过研究其合成酶来达到研究目的。现就近年来eNOS与SAH，主要是eNOS与EBI和脑血管痉挛(cerebrovascular spasm, CVS)关系的研究进展做一综述。

1 eNOS的生物学特性

eNOS的分子大小为134 kb，其C端还原酶域包含与还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate, NADPH)、黄素腺嘌呤二核苷酸(flavin adenine dinucleotide, FAD)、核黄素-5-磷酸(flavin mononucleotide, FMN)的结合位点，N端氧化酶域包含四氢生物蝶呤(tetrahydrobiopterin, BH4)和左旋精氨酸的结合位点^[4]。eNOS可以催化左旋精氨酸产生NO。一氧化氮合酶(nitric oxide synthase, NOS)是NO生产的限速酶，共分为3种亚型：Ⅰ型称为神经元型NOS(neuronal NOS, nNOS)，主要存在于中枢神经系统的神经细胞；Ⅱ型称为诱导型NOS(inducible NOS, iNOS)，主要存在于巨噬细胞和中性粒细胞；Ⅲ型称为内皮型NOS(endothelial NOS, eNOS)，主要存在于内皮细胞和平滑肌细胞。eNOS和nNOS能在组织中固有表达，所以又称固有型NOS(constitutive NOS, cNOS)。eNOS的活性受Ca²⁺浓度的调控，当胞内Ca²⁺浓度升高时，Ca²⁺诱导钙调蛋白与eNOS二聚体结合，激活eNOS使NO生成增加^[5]。内皮细胞亦可响应血流刺激，通过调控eNOS的表达，促进血管舒张剂NO的释放，进而调节血管舒张。同时，研究也发现，血流剪切力可使eNOS磷酸化而诱导NO的释放增加，从而起到抑制血小板聚集和黏附、防止血栓形成\抑制血小板诱导的生长因子释放、减轻平滑肌细胞增殖及基质产生的作用^[6]。

此外，PI3K/Akt信号通路和eNOS的磷酸化与激活关系密切^[7]。Akt及其下游靶分子eNOS的磷酸化是内皮细胞合成NO的重要途径^[8]。eNOS的Ser1117为Akt的磷酸化位点^[9]。Akt可通过磷酸化该位点使其激活^[5]，生成NO，维持血管内皮的正常功能。

2 eNOS与SAH 2.1 eNOS的基因多态性

研究表明，eNOS的基因多态性与蛛网膜下腔出血相关。人类的eNOS基因位于染色体7p35-p36区，包括26个外显子，全长21 kb。eNOS存在多个基因多态性位点，其中研究较多的是T786C和G894T等位点。Paschoal等^[10]的meta分析显示，T786C的基因多态性与脑血管系统动脉瘤有关。等位基因C可能与自发性SAH后的迟发性脑缺血有关^[11]。Song等^[12]的研究表明T786C上的基因多态性与SAH的易感性或SAH后的脑血管痉挛有关。但Krischek等^[13]的研究表明，T786C、G894T和内含子-4上27 bp的重复序列，这三种eNOS的基因多态性，对颅内动脉瘤患者是否会发生SAH并无提示作用。徐亮等^[14]的研究提示，NOS基因G894T多态性可能是SAH发病的危险因子之一，GT+TT基因型与不良预后密切相关。研究结果之间的差异性可能与地域和人种有关。所以，对eNOS基因多态性的深入研究，或许将来可为蛛网膜下腔出血预防和预后判断提供有价值的参考。

2.2 eNOS与SAH后早期脑损伤

SAH后早期脑损伤大致可以分为如下几个方面：在SAH的急性期，微血管显现了多种病理变化，如微血管痉挛、微血栓形成、自我调节功能失调和血脑屏障(blood-brain barrier, BBB)损伤，这些改变可能与脑血流量(cerebral blood flow, CBF)降低密切相关^[15]。

此外炎症反应也参与了SAH后的脑损伤，肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor α, TNF-α)、白介素1β(IL-1β)、白介素6(IL-6)和NF-κB在SAH急性期显著升高^[13]。炎性因子TNF-α能下调eNOS的表达，并直接导致内皮细胞的凋亡增加，但TNF-α下调eNOS的过程中较少的受到NF-кB通路的影响^[16]。

SAH急性期脑缺血再灌注启动氧化应激，而释放入蛛网膜下腔的血红蛋白裂解产物又加重氧化应激，参与血管平滑肌及内皮损伤、BBB破坏，脑血管痉挛和细胞凋亡等多个病理过程^[17]。临床与动物模型研究中发现，SAH后的氧化应激与eNOS的功能紊乱(同型二聚体解偶联)密不可分。eNOS的解偶联加重了氧化应激并加剧了NO的消耗，从而引发多种并发症，如微血栓、神经元凋亡以及活性氧的释放^{[18, 19]}。

脑神经营养因子(brain derived neurotrophic factor, BDNF)是一种具有保护脑神经，修护脑损伤功能的保护因子，亦可促进血管新生。BDNF可以通过激活PI3K/Akt/eNOS/NO信号通路以促进内皮细胞增殖形成新生血管^[20]。黄伟等^[21]的实验研究结果表明，BDNF在脑损伤中是通过Akt/eNOS通路发挥保护神经作用，并推测BDNF是通过PI3K/Akt/eNOS通路来抑制细胞凋亡，发挥修复作用。Kallistatin是一种丝氨酸蛋白酶抑制剂，可以通过激活Akt/eNOS信号通路增加eNOS的表达，提高NO的生物利用度，减轻氧化应激和内皮细胞的凋亡^[22]。

2.3 eNOS与SAH后脑血管痉挛

脑血管痉挛是自发性SAH最常见的高危并发症之一，常引起局部脑组织严重缺血或迟发性缺血性脑损害，甚至导致脑梗死，成为SAH致死和致残的主要原因^[23]。CVS主要发生于蛛网膜下腔中血凝块环绕的血管，且痉挛程度与出血量密切相关。SAH后CVS分为两种：一是SAH后破入脑脊液中的血液对脑血管的机械性刺激所致的暂时性或早发性CVS；二是持续时间较长的、目前机制尚未明确的持续性CVS或称为迟发性CVS(delayed cerebral vasospasm, DCV)^[24]。

微血管的痉挛主要发生在小动脉，其收缩比例较大动脉更大^[25]。可直接导致CBF降低，从而加重SAH后EBI及神经元凋亡坏死^[26]。微血栓的形成由血小板介导。血管损伤和活动性出血会导致血小板聚集黏附，最终形成微血栓。血小板聚集多发生于缺乏灌注的微血管。血小板聚集的损伤机制包括：①机械性阻塞及五羟色胺和血小板源性生长因子等生物化学物质收缩微血管导致脑血流灌注降低；②损伤血管内皮导致进一步聚集释放基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase, MMP-9)等胶原酶破坏BBB；③与淋巴细胞黏附于微血管，进一步加重炎症损伤等^[15]。微血栓仅发生于痉挛微血管而不发生于正常微血管，且微血管痉挛程度越重，微血栓越多，并与局部脑损伤显著相关^[27]。

高血糖会引起eNOS和iNOS的调节异常，加剧SAH后的脑血管痉挛，直接影响SAH预后。黄体酮也可能通过激活PI3K/Akt信号通路使eNOS表达上调，从而防治SAH引发的CVS，减轻细胞凋亡，起到神经保护作用^[28]。Chang等^[29]通过建立SAH动物模型，给予牛蒡子苷元干预可激活PI3K/Akt/eNOS信号通路抑制内皮素-1释放，从而减轻SAH后CVS。重组促红细胞生成素能够磷酸化Akt/eNOS，起到对抗SAH后CVS的保护作用^[30]。根据Matthew等^[31]和Takashi等^[32]的研究发现，辛伐他汀亦可通过磷酸化Akt/eNOS，增加脑血管的eNOS蛋白，使内源性NO生成增多，从而减弱血管痉挛，改善神经功能预后。另外，黄岑素可能通过另一与eNOS相关的信号通路——Erk5/KLF2/eNOS信号通路减轻神经损伤，减弱CVS^[33]。相反，Sabri等^[34]在eNOS基因敲除小鼠身上的实验结果表明，敲除eNOS能够显著减轻SAH后的CVS，减少超氧化物的产生，预防微血栓的形成，减少神经元变性，其机制可能与eNOS的解偶联有关。N-甲基-D-天冬氨酸受体(NMDA受体)阻滞剂——美金刚，可以保护血脑屏障的完整性，并通过改善eNOS的功能紊乱(减少eNOS的解偶联，下调eNOS的磷酸化水平)来扩张血管，减轻CVS^[35]。这两项实验结果似乎与其他研究结果之间存在一定的矛盾与冲突，也为深入研究SAH后eNOS与NO的神经血管作用提出了新的问题。

3 结语

目前对于SAH的治疗主要是调控血压，降低高颅压，使用抗纤溶药物，对破裂的动脉瘤进行外科手术和血管内治疗。这些治疗方案虽然对SAH患者起到了积极的作用，但对患者预后的改善并不理想。SAH后如何进一步控制病情发展，改善其神经功能障碍，一直是研究的热点。eNOS与SAH后早期脑损伤及脑血管痉挛相关，随着对SAH的研究不断深入，eNOS及其下游信号分子NO等调控因子，在SAH中的病理作用进一步阐明。目前已有若干与eNOS及其相关信号通路相对应的药物正在研究或已经进入临床前期研究。但是SAH及其并发症的相关机制非常复杂，且会互相影响，因此，eNOS及其相关信号通路等仍需进一步深入研究。