膽堿能抗炎通路疼痛調(diào)節(jié)作用的研究進(jìn)展＊

王康樂 綜述，簡道林審校

（三峽大學(xué)仁和醫(yī)院，湖北宜昌443001）

疼痛是目前臨床中一個(gè)普遍存在的癥狀或疾病，它的發(fā)生機(jī)制尚不完全清楚，一般認(rèn)為神經(jīng)末梢（傷害性感受器）受到了各種傷害性刺激（物理或者化學(xué)）后，通過傳導(dǎo)系統(tǒng)（脊髓）傳至大腦中樞而引起疼痛感覺。同時(shí)，中樞神經(jīng)系統(tǒng)對疼痛的發(fā)生、發(fā)展具有調(diào)控作用。膽堿能抗炎通路（cholinergic anti-inflammatory pathways，CAP）是新發(fā)現(xiàn)的一條存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)與免疫系統(tǒng)之間，由迷走神經(jīng)介導(dǎo)的拮抗炎性反應(yīng)下行的調(diào)節(jié)通路，它通過迷走神經(jīng)及其遞質(zhì)乙酰膽堿（acetylcholine，ACh）與免疫系統(tǒng)相互作用，機(jī)體在受到強(qiáng)烈應(yīng)急刺激時(shí)通過神經(jīng)及其遞質(zhì)的作用，抑制其炎性反應(yīng)［1］。ACh介導(dǎo)通過煙堿型受體（N受體）和毒蕈堿型受體（M受體）在各種生理過程中扮演了關(guān)鍵角色，通過乙酰膽堿酯酶的降解來控制受體的活動(dòng)。膽堿能受體激動(dòng)劑和膽堿脂酶抑制劑統(tǒng)稱為擬膽堿藥，具有抗傷害作用和鎮(zhèn)痛效果。本文擬結(jié)合近年來的研究文獻(xiàn)來探討膽堿能抗炎通路調(diào)節(jié)疼痛方面的研究進(jìn)展。

1 煙堿型乙酰膽堿受體

煙堿型乙酰膽堿受體（α7nicotinic acetylcholine receptor，nAChR）是一種配體門控的離子通道蛋白，主要功能是介導(dǎo)突觸間信號快速傳遞。中樞型的nAChR主要包括腦nAChR和神經(jīng)元nAChR兩類；外周型的nAChR主要包括成熟型εnAChR和胚胎型r-nAChR兩類。其中α7nACh是N受體中最特殊的亞型受體，主要分布在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)，能夠調(diào)節(jié)鈣離子的活化及ACh遞質(zhì)的釋放。

1.1 煙堿型受體在調(diào)節(jié)急性疼痛中的作用 脊髓神經(jīng)元N受體參與痛覺調(diào)制并起到重要作用，其激活后可產(chǎn)生抗傷害效應(yīng)。脊髓nAChR是一種配體-門控型離子通道受體，存在多種亞型，目前有研究認(rèn)為與鎮(zhèn)痛效應(yīng)密切相關(guān)的是α4、β2亞型受體。Epibatidine（EP）是Daly等從南美厄瓜多爾的三色毒蛙皮膚中分離到的一種結(jié)構(gòu)全新生物堿，是目前被認(rèn)可為最有效的nAChR激動(dòng)劑，其鎮(zhèn)痛活性是嗎啡的200～500倍，尼古丁的200倍，且不具有成癮性［2-3］。EP主要通過特異性地結(jié)合于脊髓nAChR亞單位α4發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用，其強(qiáng)大的鎮(zhèn)痛作用可以被非競爭性尼古丁乙酰膽堿受體（nAChRs）拮抗劑美加明（Mecalyamine）所阻斷，而不能被阿片受體拮抗劑納洛酮（Naloxone）所阻斷，表明EP是一種非阿片類高效鎮(zhèn)痛劑，它主要通過N型受體起作用［4］。電生理實(shí)驗(yàn)也表明蛙皮素具有明顯的鎮(zhèn)痛作用。敲除小鼠的α4基因或阻斷其表達(dá)均可明顯削弱nAChR的鎮(zhèn)痛效應(yīng)，而蛙皮素也主要是通過這一亞型而產(chǎn)生藥理作用。之后Abbott實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了類似于Ep的類似物ABT-594，它是尼古丁的氮雜環(huán)丁烷生物電子等排體，在嚙齒類動(dòng)物的急性、持續(xù)性或者神經(jīng)病理性等多種疼痛模型上都表現(xiàn)出強(qiáng)大的鎮(zhèn)痛作用，鎮(zhèn)痛活性不僅與Ep相當(dāng)，且毒副作用低［5-6］。但是，ABT-594并不影響非致痛性刺激所引起的神經(jīng)元反應(yīng)，這充分說明ABT-594是有選擇地降低神經(jīng)元的反應(yīng)性。通過化療誘導(dǎo)性神經(jīng)痛的模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果更進(jìn)一步說明了煙堿激動(dòng)劑ABT-594的鎮(zhèn)痛作用［7］。Irusta等［8］在鼠疼痛模型中發(fā)現(xiàn)，ACh受體和N受體激動(dòng)劑在鎮(zhèn)痛機(jī)制中起到主要作用；Hama等［9］在行甲醛誘導(dǎo)的鼠疼痛模型中發(fā)現(xiàn)，無論對急性或慢性組織損傷的疼痛，N受體激動(dòng)劑均有鎮(zhèn)痛作用，但對慢性疼痛的鎮(zhèn)痛效應(yīng)相對更強(qiáng)。

1.2 煙堿型受體在調(diào)節(jié)神經(jīng)病理性疼痛中的作用 通過基因表達(dá)的研究得知，煙堿型受體在神經(jīng)性疼痛方面也有著重要作用：如在神經(jīng)性疼痛的脊神經(jīng)結(jié)扎模型中，激動(dòng)RJR-2403能減少約50%的誘發(fā)疼痛，EisenACh在1999年提出這一類化合物在神經(jīng)性疼痛方面的廣泛作用。

1.3 其他疼痛 神經(jīng)元尼古?。∟NR）受體激動(dòng)劑具有廣泛的治療潛力，通過對不同刺激模式和疼痛模型的表現(xiàn)效果已得到證明。更重要的是，NNR激動(dòng)劑在對持續(xù)性炎性疼痛和持續(xù)性內(nèi)臟刺激也有顯著的效果［10］。在關(guān)節(jié)炎的模型中，鞘內(nèi)注射蛙皮素也能減輕疼痛。

1.4 不良反應(yīng) 通過對亞型選擇性N受體靶向藥物的深入研究，發(fā)現(xiàn)煙堿本身激活多個(gè)受體亞型與潛在的不良反應(yīng)相關(guān)。煙堿在周邊的不良反應(yīng)包括心血管、呼吸及胃腸道的反應(yīng)，可能是通過激活α1和α3受體介導(dǎo)的；煙堿在中樞的不良反應(yīng)包括成癮性、惡心嘔吐、抽搐等，也可能與α1和α3受體有關(guān)。最主要的是α4／β2和α7受體選擇性激動(dòng)劑最近的研究顯示，它所引起的老年癡呆癥和精神分裂癥等相關(guān)認(rèn)知障礙超過其鎮(zhèn)痛作用。

2 毒蕈堿樣膽堿能受體

毒蕈堿樣膽堿能受體（muscarinic cholinergic receptor mAChRs）通過分子生物學(xué)的分類方法分為M1～ M5種亞型，他們在神經(jīng)調(diào)節(jié)鎮(zhèn)痛方面起到重要作用。其中M1、M3和M5是通過Gq蛋白作用于磷脂酸肌酶C而生成IP3和DAG，但也可以通過GS蛋白激活腺苷酸環(huán)化酶cAMP從而引起生物效應(yīng)。M2和M4是通過G蛋白抑制腺苷酸環(huán)化酶促使cAMP減少。

2.1 毒蕈堿樣受體在調(diào)節(jié)急性疼痛中的作用 Rellandra在20世紀(jì)30年代曾首次使用膽堿酯酶抑制劑新斯的明在人體證明能提高痛閾，隨后，很多的相關(guān)文獻(xiàn)對膽堿酯酶抑制劑、M受體激動(dòng)劑的鎮(zhèn)痛作用進(jìn)行了闡述，特別是在M受體分型之后，更促進(jìn)了M受體在鎮(zhèn)痛作用中的研究及發(fā)展。Bartolini等［11］通過扭體試驗(yàn)、熱板試驗(yàn)及壓爪試驗(yàn)3種不同的刺激來測定小鼠痛閾，在給予M1受體激動(dòng)劑McN-A-343和AF-102B的情況下，小鼠在扭體試驗(yàn)和壓爪試驗(yàn)中明顯提高了痛閾，這種鎮(zhèn)痛作用可以被M1受體拮抗劑哌侖西平、雙環(huán)維林和阿托品所阻斷，但不能被M2受體拮抗劑AF-DX116和HC-3（抑制ACh的合成）所阻斷。此時(shí) M2受體激動(dòng)劑檳榔堿（Arecaidine）并沒有鎮(zhèn)痛作用，但在熱板試驗(yàn)和壓爪試驗(yàn)中可降低痛閾，這說明了在脊髓上水平突觸后的M1受體和鎮(zhèn)痛有關(guān)，而突觸前的M2受體所調(diào)制痛覺的作用是通過調(diào)節(jié)內(nèi)源性ACh的釋放而實(shí)現(xiàn)的［12］。除了受中樞膽堿能系統(tǒng)的影響，越來越多的研究證實(shí)了mAChRs在外周性疼痛中同樣具有抗疼痛作用［13］。

2.2 毒蕈堿樣受體在調(diào)節(jié)神經(jīng)病理性疼痛中的作用 毒蕈堿樣對神經(jīng)性疼痛方面的治療只具有部分療效，在所有的患者中只有50%可以真正得到緩解。但膽堿能系統(tǒng)可能提供另一種神經(jīng)源性疼痛的治療方法。在神經(jīng)性疼痛的脊神經(jīng)結(jié)扎模型（SNL）的實(shí)驗(yàn)中有人證明了毒蕈堿激動(dòng)劑可完全扭轉(zhuǎn)疼痛的特點(diǎn)，這是根據(jù)膽堿酯酶在SNL模型中的鎮(zhèn)痛作用原理［14］。而后通過觀察膽堿酯酶在治療糖尿病神經(jīng)病變中mAChRs密度的影響，通過測量大鼠脊髓背側(cè)M2受體選擇性拮抗劑AFDX384的含量提示，在鏈脲霉素誘導(dǎo)糖尿病大鼠中mAChRs濃度約增加50%。電生理學(xué)研究表明側(cè)腦室注射（icv）氯化乙酞膽堿可明顯抑制中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和丘腦束旁核痛敏神經(jīng)元的放電，阿托品可阻斷這種效應(yīng)。以上實(shí)驗(yàn)說明體內(nèi)或外源性ACh均參與鎮(zhèn)痛作用，而且是通過M受體實(shí)現(xiàn)的。為了進(jìn)一步證實(shí)M受體在鎮(zhèn)痛中的作用，有人選用10、28d和3個(gè)月的大鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)M受體激動(dòng)劑氧化震顫素對10d和28d大鼠無鎮(zhèn)痛作用，而對3個(gè)月的大鼠可產(chǎn)生劑量依賴性鎮(zhèn)痛效應(yīng)，其原因主要是因?yàn)橹袠蠱受體只有到28d時(shí)才成熟或接近成熟。研究人員證明，ACh在動(dòng)物面部神經(jīng)疼痛模型中，從右臉頰注射甲醛后，M2mRNA在三叉神經(jīng)和這些受體激活的感覺神經(jīng)中存在，這意味著M受體激動(dòng)劑有治療三叉神經(jīng)痛的作用。

2.3 其他方面疼痛 許多研究已經(jīng)證明M受體激動(dòng)劑對急性疼痛的作用，通過這些可以推測M受體激動(dòng)劑對神經(jīng)性和炎性疼痛都有效，如骨關(guān)節(jié)炎這種既有神經(jīng)性疼痛又有炎性疼痛的疾病。

2.4 不良反應(yīng) M受體激動(dòng)劑與其相關(guān)的不良反應(yīng)已經(jīng)被證實(shí)，一般是由M2和M3的選擇性低而造成。這些受體的激活會(huì)導(dǎo)致心率、胃腸道不良反應(yīng)、流涎減少等。

3 乙酰膽堿酯酶

乙酰膽堿酯酶（AChE）是生物神經(jīng)傳導(dǎo)中的一種關(guān)鍵酶，在神經(jīng)傳導(dǎo)中有重要的功能。這種酶可以水解ACh，對限制N受體、M受體的激活起到關(guān)鍵作用。這些受體的活化對大多數(shù)人生理上會(huì)產(chǎn)生不良的影響，嚴(yán)重者可能導(dǎo)致呼吸衰竭和死亡。

3.1 AChE在調(diào)節(jié)急性疼痛中的作用 有實(shí)驗(yàn)表明，給健康志愿者鞘內(nèi)注射新斯的明，對冷刺激性的疼痛具有相應(yīng)的鎮(zhèn)痛作用［15］，并且它在腳上的效果比用在手上的效果好很多。此外，相關(guān)數(shù)據(jù)表明它主要通過抑制劑增強(qiáng)作用促進(jìn)脊柱釋放ACh。許多研究發(fā)現(xiàn)，在脊髓遇到傷害性刺激后或手術(shù)時(shí)期，即在痛苦的狀態(tài)時(shí)，ACh釋放才會(huì)增加［16-17］。

3.2 AChE在調(diào)節(jié)神經(jīng)病理性疼痛中的作用 動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，調(diào)節(jié)膽堿能系統(tǒng)也是治療神經(jīng)痛的一種方法。動(dòng)物研究提示，鞘內(nèi)注射新斯的明對大鼠糖尿病神經(jīng)痛具有明顯的鎮(zhèn)痛作用［18］。在一個(gè)神經(jīng)性疼痛的模型中，鞘內(nèi)注射新斯的明后也完全減少了機(jī)械性刺激引起的L5和L6脊神經(jīng)的疼痛［19-20］。值得注意的是鞘內(nèi)注射新斯的明后，雌性大鼠比雄性效果要更好［21-22］。有報(bào)道稱，注射ChE抑制劑新斯的明可加強(qiáng)外源性給予ACh的鎮(zhèn)疼效應(yīng)，而M受體拮抗劑阿托品可翻轉(zhuǎn)此效應(yīng)。在急性疼痛的模型中，通過觀察大鼠移動(dòng)后趾離開輻射熱源的反應(yīng)時(shí)間，發(fā)現(xiàn)由新斯的明引起反應(yīng)時(shí)間增加的雄性大鼠完全被阿托品所逆轉(zhuǎn)，而這種逆轉(zhuǎn)作用在雌性大鼠中并不明顯。從目前已公布的數(shù)據(jù)還可以得出女性較男性更容易患某種疼痛，而新斯的明在女性身上的效果也要比男性好。

3.3 不良反應(yīng) 近年來，有報(bào)道稱膽堿酯酶抑制劑或反義寡核苷酸對AChE在炎性疼痛的抗炎中起到作用［23］。雖然已有許多對膽堿酯酶抑制劑功效的報(bào)道，但在臨床使用中仍因其產(chǎn)生的不良反應(yīng)受到限制。而后有研究顯示，低劑量的新斯的明和阿片類藥物合用可以增強(qiáng)藥效，且不會(huì)增加其不良反應(yīng)。

4 結(jié) 語

綜上所述，膽堿能系統(tǒng)在痛覺調(diào)制和鎮(zhèn)痛過程中具有一定的作用，乙酰膽堿在這個(gè)通路中是不可或缺的遞質(zhì)或調(diào)質(zhì)。已有大量相關(guān)文獻(xiàn)表明膽堿能系統(tǒng)參與臨床相關(guān)的疼痛，包括炎癥、疼痛、神經(jīng)病理性痛、內(nèi)臟痛和關(guān)節(jié)炎疼痛等疼痛的調(diào)節(jié)。相信在不久的將來，膽堿能系統(tǒng)參與疼痛的調(diào)節(jié)作用會(huì)得到進(jìn)一步的闡明。

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