2026年08月10日发布 | 1124阅读

魏俊吉教授团队文献阅读分享|北京协和医院团队研究:类淋巴系统视角下脑积水发病机制与治疗策略的新认识

耿子昂

中国医学科学院北京协和医院

魏俊吉

中国医学科学院北京协和医院

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2026年5月,北京协和医院神经外科在国际期刊Reviews in the Neurosciences (IF=4.8,JCR Q1)在线发表题为 “The glymphatic system and hydrocephalus: emerging insights into pathophysiological mechanisms” 的综述论文。该文系统总结了近年来类淋巴系统(glymphatic system)研究领域的重要进展,从脑脊液-脑间质液交换、血管周围间隙、星形胶质细胞及水通道蛋白4等关键组成出发,重新审视脑积水的发生发展机制,并结合基础研究、神经影像学及临床证据,探讨类淋巴功能障碍在不同类型脑积水中的病理生理作用及其潜在临床意义。文章提出,类淋巴系统功能障碍可能是连接脑脊液循环异常、脑组织代谢废物清除受损及脑积水发生发展的重要桥梁,为脑积水的发病机制研究、影像学评估及治疗策略提供了新的理论视角。





引 言


脑积水(hydrocephalus)是由于脑脊液(cerebrospinal fluid,CSF)异常积聚于颅腔内所致的神经系统疾病,其传统发病机制主要包括CSF分泌过多、循环受阻和吸收障碍。然而,这一经典理论难以充分解释正常压力性脑积水(normal-pressure hydrocephalus,NPH)等特殊类型脑积水的发生机制。近年来,类淋巴系统(glymphatic system)的提出为重新认识脑积水提供了新的理论基础。该系统通过介导脑脊液与脑间质液的交换,参与脑组织液体稳态维持及代谢废物清除。本文系统总结了类淋巴系统的结构与功能,并结合解剖学、生理学及神经影像学证据,探讨类淋巴功能障碍在脑积水发生发展中的作用,为脑积水发病机制及临床诊疗提供新的理论视角。


结 果


1

类淋巴系统的组成、工作原理和影响因素

类淋巴系统(glymphatic system)是一种维持脑内液体稳态和代谢废物清除的重要循环系统,主要由血管周围间隙、星形胶质细胞、水通道蛋白4(AQP4)及脑膜淋巴管等组成。其中,PVS构成CSF进入脑实质的重要通路,星形胶质细胞终足高度表达并极化分布的AQP4促进CSF与脑间质液(interstitial fluid,ISF)的交换,而脑膜淋巴管则参与脑内代谢废物的最终引流与清除。


在正常生理状态下,CSF沿动脉周围间隙进入脑实质,在AQP4介导下与ISF进行物质交换,完成营养物质运输及代谢废物清除;随后,含有代谢废物的液体沿静脉周围间隙流动,并最终经脑膜淋巴管引流至深颈淋巴结,形成完整的脑内液体循环通路。


类淋巴系统的运行受多种生理因素调控,其中动脉搏动为CSF进入脑实质提供重要动力,呼吸节律通过影响静脉回流参与CSF循环,而睡眠状态则能够促进CSF-ISF交换并提高代谢废物清除效率。此外,AQP4的表达水平及极化定位也是维持类淋巴系统正常功能的重要基础,其异常可导致脑内液体循环及代谢废物清除障碍。



类淋巴系统功能障碍促进脑积水发生发展的机制

传统理论认为,脑积水主要由脑脊液分泌过多、循环受阻或吸收障碍所致。然而,越来越多的研究表明,类淋巴系统功能障碍同样参与脑积水的发生发展。作者认为,类淋巴系统异常可导致CSF-ISF交换受损、代谢废物蓄积及脑组织液体稳态失衡,并根据受损环节的不同,将其概括为脑脊液流入障碍(inflow dysfunction)、脑脊液-脑间质液交换障碍(exchange dysfunction)、脑脊液清除障碍(clearance dysfunction)以及整体类淋巴系统功能障碍(global dysfunction)四种主要机制,共同促进脑积水的发生与进展。


(1)脑脊液流入障碍(CSF inflow dysfunction):作者认为,脑脊液进入脑实质主要依赖于动脉搏动所提供的驱动力。当心力衰竭、动脉硬化及高血压等疾病导致动脉搏动减弱时,可降低脑脊液沿血管周围间隙进入脑组织的能力,影响类淋巴系统灌注效率,从而造成脑内液体循环异常,促进脑积水发生。


(2)脑脊液-脑间质液交换障碍(CSF–ISF exchange dysfunction):脑脊液与脑间质液的交换主要依赖于星形胶质细胞终足表面极化分布的AQP4。当AQP4表达下降或极化丧失,以及星形胶质细胞功能异常、睡眠障碍等因素存在时,可显著降低CSF-ISF交换效率,导致代谢废物蓄积及脑组织液体稳态失衡,是正常压力性脑积水的重要病理机制之一。


(3)脑脊液清除障碍(CSF clearance dysfunction):完成脑内交换后的液体主要经静脉周围间隙及脑膜淋巴管排出脑外。呼吸节律异常、静脉回流受阻及脑膜淋巴管功能异常均可降低脑脊液及代谢废物清除效率,导致脑内液体潴留及脑室扩大,从而促进脑积水发生。


(4)整体类淋巴系统功能障碍(Global glymphatic dysfunction):衰老及神经炎症可同时影响脑脊液流入、交换及清除等多个环节,引起类淋巴系统整体功能下降。其中,衰老可导致动脉顺应性下降、AQP4极化丧失及脑膜淋巴管退化,而蛛网膜下腔出血、脑膜炎等神经炎症则可进一步破坏星形胶质细胞功能及脑膜淋巴引流,共同促进脑积水的发生与进展。



脑积水治疗方案对类淋巴系统的影响

目前脑积水的治疗策略可分为传统治疗和靶向类淋巴系统的新型治疗两大类。传统治疗包括脑室-腹腔分流术(VPS)、脑室外引流术(EVD)及内镜第三脑室造瘘术(ETV),主要通过恢复脑脊液循环、降低颅内压改善脑积水症状。其中,VPS和EVD可改善脑脊液向动脉周围间隙的流动,并促进类淋巴系统的流入及清除功能;ETV则通过重建脑脊液循环通路,恢复脑脊液动力学,理论上有助于改善类淋巴循环,但目前仍缺乏直接的临床证据支持。


随着类淋巴系统研究的不断深入,越来越多的治疗策略开始直接针对其功能障碍展开。针对脑脊液流入障碍,可通过增强心脏搏动改善脑脊液灌注;针对AQP4表达异常,可应用AQP4激动剂促进CSF-ISF交换;针对睡眠障碍和呼吸异常,可通过改善睡眠结构及持续气道正压通气(CPAP)增强类淋巴清除功能;此外,促进脑膜淋巴管引流及深颈淋巴-静脉吻合术(deep cervical lymphatic-venous anastomosis,DCLVA)等新兴治疗手段,也有望进一步改善脑内代谢废物清除能力。作者认为,未来脑积水治疗应在恢复脑脊液循环的基础上,同时兼顾类淋巴系统功能重建,以实现更加精准和全面的治疗。



传统脑积水模型与融合脑积水模型

传统脑积水理论主要围绕脑脊液的产生、循环及吸收三个环节展开,认为脑积水主要由脑脊液分泌过多、循环受阻或吸收障碍所致,能够较好解释梗阻性脑积水及部分交通性脑积水的发生机制。然而,该模型主要关注脑脊液的宏观循环过程,对于正常压力性脑积水(NPH)等疾病中脑组织液体交换异常、代谢废物蓄积及神经功能损害等现象仍难以作出充分解释。


随着类淋巴系统研究的不断深入,作者提出将传统脑脊液循环理论与类淋巴系统相结合,构建脑积水的融合模型(Integrated model)。该模型认为,脑脊液不仅沿传统循环通路流动,还可经血管周围间隙进入脑实质,在AQP4介导下与脑间质液进行交换,并最终通过静脉周围间隙及脑膜淋巴管完成代谢废物清除。因此,脑积水的发生不仅与脑脊液循环异常有关,还与类淋巴系统流入、交换及清除功能障碍密切相关。未来脑积水的诊断和治疗应同时关注脑脊液循环恢复与类淋巴系统功能重建,为脑积水及相关神经退行性疾病的精准诊疗提供新的理论框架。


未来发展方向与前景展望

1. 建立基于类淋巴系统的精准诊疗体系:未来可进一步结合PC-MRI、DTI-ALPS及对比增强MRI等多模态影像技术,联合脑脊液生物标志物,建立类淋巴系统功能的客观评估体系,实现脑积水的早期诊断、疗效预测及个体化治疗,为精准医疗提供新的技术支撑。


2. 推动脑脊液循环与类淋巴循环协同治疗:未来脑积水治疗将不仅局限于恢复脑脊液循环,还应关注类淋巴系统功能重建。通过改善AQP4功能、优化睡眠与呼吸节律、促进脑膜淋巴引流等综合干预措施,有望与传统分流手术形成互补,提高代谢废物清除效率,进一步改善患者的长期神经功能预后。


原文链接: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42105199/

声明:研究内容基于公开发表的研究成果,不涉及任何潜在利益冲突。


文章作者简介


耿子昂

中国医学科学院北京协和医院神经外科 2025级博士研究生

师从毛颖教授、魏俊吉教授、史之峰教授,主要研究方向为胶质瘤的神经调控治疗、脑积水的行为学特征分析

魏俊吉 教授

中国医学科学院北京协和医院

中国医学科学院北京协和医院神经外科行政副主任,主任医师,教授,博士生导师。美国哈佛大学医学院附属BWH及克利夫兰医学中心访问学者

重点亚专业为神经外科急重症:包括重型颅脑创伤、急性脑血管病、脑积水、中枢神经系统感染及其他神经外科相关手术后的重症管理。2010年以来,积极推动中国神经外科重症患者的规范化管理工作以及特发性正常压力脑积水的规范化评估及诊治工作,牵头成立中国神经外科重症管理协作组,第一届、第二届中国神经外科重症管理协作组秘书长,第三届中国神经外科重症管理协作组组长;带领全国相关协作单位共撰写相关中国共识及指南十余部,主编、主译及参编相关书籍及教材20余本

科研方向:神经损伤的机制、干细胞及其他相关修复机制研究,正常压力脑积水发病机制研究,中枢神经系统感染及神经重症患者的颅内压研究。主持国家自然科学基金委面上项目、国家教育部、北京市科委及中国医学科学院等多项课题的研究。参与国家科技部重大技术研发计划,以及3项国家“863计划”研究及多项国家自然科学基金、首都发展基金的研究,曾获2014年教育部高等学校科学研究成果二等奖(自然科学奖)。2000年以来,第一作者或者通讯作者发表SCI英文文章50余篇,发表中文文章50余篇

社会兼职:中国老年保健协会脑积水专病分会主委;第三届中国神经外科重症管理协作组组长;全国卫生产业企业协会神经系统疾病防治分会常务副会长;中华医学会神经外科分会神经创伤学组委员兼秘书;中华医学会创伤学分会神经创伤专业组委员;中国医师学会神经外科学分会神经重症专家委员会委员;国家卫健委脑出血外科诊疗能力提升项目副理事长;国家卫健委神经重症技能提升专家委员会副主任委员;中国卒中学会重症脑血管疾病分会副主任委员;北京医学会神经外科分会常务委员;国家自然科学基金评审专家;国家卫健委卫生应急处置指导专家;国家药监局医疗器械技术审评专家;《中华医学杂志》《临床神经外科》《中国现代神经疾病杂志》《中华神经创伤杂志》编委



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