大麻素類物質(zhì)應(yīng)用于骨關(guān)節(jié)炎疼痛治療

張春 李學(xué)艷 楊興 顧成永

骨關(guān)節(jié)炎(OA)是一種慢性退行性關(guān)節(jié)疾病，以軟骨破壞和細(xì)胞外基質(zhì)丟失為主要病理特征，可導(dǎo)致患者的關(guān)節(jié)慢性疼痛、畸形和活動(dòng)障礙。慢性疼痛是嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量的因素之一，OA引起疼痛的機(jī)制復(fù)雜且尚不明確，可能涉及關(guān)節(jié)局部病理改變，中樞和外周敏化等機(jī)制[1-2]。緩解疼痛是OA治療的主要目的之一，然而目前的藥物治療并不能達(dá)到完全滿意的效果，部分藥物長期使用可能產(chǎn)生嚴(yán)重不良反應(yīng)，且無法延緩OA進(jìn)程。因此，根據(jù)OA發(fā)病機(jī)制探索有效緩解疼痛且能延緩OA進(jìn)程的藥物是急需解決的問題。

大麻素類物質(zhì)包括植物源性大麻素、內(nèi)源性大麻素及人工合成大麻素等[3]，近年該類物質(zhì)在疼痛治療中的作用受到越來越多的關(guān)注，它們通過作用于內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)來緩解慢性疼痛，效果似乎較阿片類藥物更具優(yōu)勢(shì)，可能成為阿片類藥物的補(bǔ)充或替代物[4]。盡管人體試驗(yàn)研究較少，但大麻素類物質(zhì)在動(dòng)物OA疼痛模型中的作用已有較多文獻(xiàn)報(bào)道。我們回顧相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)大麻素類物質(zhì)緩解OA疼痛的研究進(jìn)展作一綜述。

1 植物源性大麻素

植物源性大麻素存在于藥用植物大麻中，在古代便有運(yùn)用大麻緩解疼痛的記載。

1.1 大麻二酚

大麻二酚是植物大麻中大麻素類物質(zhì)的主要成分之一，具有抗驚厥、抗炎、神經(jīng)保護(hù)及鎮(zhèn)痛作用，且無精神活性。Verrico等[5]的研究發(fā)現(xiàn)，在體外實(shí)驗(yàn)和小鼠炎癥模型中，大麻二酚可顯著減弱促炎細(xì)胞因子白細(xì)胞介素(IL)-6和腫瘤壞死因子(TNF)-α的產(chǎn)生，并可提高抗炎細(xì)胞因子IL-10水平；自發(fā)性O(shè)A家犬模型服用大麻二酚治療是安全的，且以劑量依賴方式緩解疼痛并增加關(guān)節(jié)活動(dòng)度。Philpott等[6]建立碘乙酸鈉OA大鼠模型進(jìn)行研究。他們發(fā)現(xiàn)，關(guān)節(jié)周圍局部應(yīng)用大麻二酚可以消除炎癥，阻止神經(jīng)髓鞘丟失，減緩OA的中樞敏化和神經(jīng)性疼痛進(jìn)程；但是大麻素1受體(CB1R)和大麻素2受體(CB2R)拮抗劑均未能逆轉(zhuǎn)大麻二酚的鎮(zhèn)痛效果，表明大麻二酚的鎮(zhèn)痛效應(yīng)可能通過其他受體發(fā)揮作用。Winklmayr等[7]的體外研究發(fā)現(xiàn)，大麻二酚經(jīng)CB1R介導(dǎo)可促進(jìn)人關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞凋亡和細(xì)胞內(nèi)鈣離子水平升高，表明大麻二酚對(duì)軟骨細(xì)胞可能存在有害作用。大麻二酚對(duì)緩解OA的疼痛及炎癥反應(yīng)具有確切效果，但是能否緩解OA的軟骨破壞，還有待進(jìn)一步探究。

1.2 Δ9-四氫大麻酚

Δ9-四氫大麻酚是植物大麻中的主要精神活性成分，也是CB1R和CB2R的部分激動(dòng)劑，其已被證實(shí)可以提高嚙齒動(dòng)物神經(jīng)性疼痛模型的機(jī)械疼痛閾值和熱痛閾值。但是Δ9-四氫大麻酚也有不可忽視的不良反應(yīng)，如認(rèn)知改變、欣快感、煩躁不安、焦慮、頭暈、抑郁和睡眠障礙等。對(duì)于慢性疼痛患者，只有在產(chǎn)生明顯不良反應(yīng)的劑量下，才能顯著緩解疼痛[8]。對(duì)慢性O(shè)A疼痛患者，長時(shí)間使用Δ9-四氫大麻酚緩解疼痛可使其處于欣快或焦慮狀態(tài)，這是不安全的。此外，Weizman等[9]的研究發(fā)現(xiàn)，慢性疼痛患者使用Δ9-四氫大麻酚后的功能磁共振成像顯示腦前扣帶回皮層活動(dòng)相應(yīng)減少，表明這種鎮(zhèn)痛作用涉及人的情緒改變，而非改變疼痛感覺體驗(yàn)。但是最近有研究顯示，Δ9-四氫大麻酚和大麻二酚在緩解小鼠神經(jīng)性疼痛方面具有高度協(xié)同作用，低劑量Δ9-四氫大麻酚與大麻二酚聯(lián)用時(shí)抗痛覺敏化作用提高200倍，且四氫大麻酚引起的不良反應(yīng)非常小。該研究提示，低劑量Δ9-四氫大麻酚與大麻二酚聯(lián)用對(duì)治療慢性疼痛有較大潛力[10]。

2 內(nèi)源性大麻素

內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)作為人體生理系統(tǒng)可調(diào)節(jié)機(jī)體的多種功能，如記憶、情緒、免疫、疼痛和炎癥反應(yīng)等。內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)由內(nèi)源性大麻素、大麻素受體和調(diào)節(jié)內(nèi)源性大麻素代謝的相關(guān)酶組成。經(jīng)典的內(nèi)源性大麻素有2-花生四烯酸甘油和N-花生四烯酰乙醇胺(AEA)。內(nèi)源性大麻素激活相應(yīng)受體后，在痛覺處理各階段均有調(diào)節(jié)作用。

2.1 2-花生四烯酸甘油

2-花生四烯酸甘油為單酰甘油類遞質(zhì)，主要在腦內(nèi)表達(dá)，是CB1R和CB2R的完全激動(dòng)劑，可調(diào)節(jié)機(jī)體的情緒、認(rèn)知、能量平衡、疼痛及炎癥反應(yīng)。它也可結(jié)合其他受體發(fā)揮效應(yīng)，如γ-氨基丁酸A型受體、G蛋白偶聯(lián)受體55、過氧化物酶增殖體激活受體和瞬時(shí)感受器電位香草酸受體-1(TRPV1)。2-花生四烯酸甘油在正常人的關(guān)節(jié)滑膜及滑液中無法檢測(cè)到，但在OA患者中可檢測(cè)到，且其血漿水平也顯著升高，并與OA患者的關(guān)節(jié)疼痛和抑郁評(píng)分呈顯著正相關(guān)[7]。此外，OA患者關(guān)節(jié)滑液中的2-花生四烯酸甘油水平與其血清含量呈正相關(guān)，而其血清含量與腦脊液中水平?jīng)]有相關(guān)性，這表明中樞與外周的2-花生四烯酸甘油調(diào)節(jié)疼痛的作用是獨(dú)立的[11]。同時(shí)，2-花生四烯酸甘油在成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞內(nèi)也有表達(dá),它們可調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的分化和活性，進(jìn)而影響OA患者的骨破壞進(jìn)程。在炎性痛和神經(jīng)病理性疼痛動(dòng)物模型中，局部使用2-花生四烯酸甘油或通過增加其內(nèi)源性水平可發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用，該作用可能由CB1R、CB2R及TRPV1介導(dǎo)[12]。但是，長期的腦內(nèi)2-花生四烯酸甘油水平增高可能引起CB1R脫敏，導(dǎo)致耐受和神經(jīng)系統(tǒng)不良反應(yīng)發(fā)生。

2.2 AEA

AEA為首個(gè)被發(fā)現(xiàn)的內(nèi)源性大麻素，它是CB1R和CB2R的部分激動(dòng)劑，TRPV1的完全激動(dòng)劑。與2-花生四烯酸甘油類似，AEA也是按需合成。AEA半衰期較短，通過脂肪酸酰胺水解酶(FAAH)完成降解。與健康人相比，OA患者關(guān)節(jié)滑液中AEA水平升高。研究顯示，在OA小鼠脊髓中AEA降解酶FAAH的表達(dá)隨OA進(jìn)展逐漸增加[13]。提高體內(nèi)AEA水平可發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用，因此抑制AEA降解酶表達(dá)也是治療疼痛的有效方法。AEA的抗炎鎮(zhèn)痛作用通過多種機(jī)制完成, 瞬時(shí)感受器電位錨蛋白-1拮抗劑及CB1R拮抗劑均可抑制其鎮(zhèn)痛作用。在TNF-α刺激的類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎滑膜成纖維細(xì)胞內(nèi)，AEA可減少p38和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)控激酶(ERK)1/2的磷酸化，減少IL-6和IL-8的分泌[14]。AEA作為TRPV1激動(dòng)劑，其親和力類似辣椒素。AEA與TRPV1結(jié)合后，可迅速使TRPV1脫敏，導(dǎo)致流入胞內(nèi)的鈣離子減少，進(jìn)而發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用。但是最近的研究發(fā)現(xiàn)，低劑量AEA通過激動(dòng)CB1R發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用，高劑量AEA則作用于腦內(nèi)TRPV1，可引起痛覺敏化[15]。

3 人工合成大麻素

隨著內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)，人工合成大麻素逐漸增多，包括CB1R和CB2R的激動(dòng)劑、2-花生四烯酸甘油代謝酶抑制劑、AEA代謝酶抑制劑等。人工合成大麻素類物質(zhì)通過作用于內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)發(fā)揮抗炎鎮(zhèn)痛作用。

3.1 單酰甘油脂肪酶抑制劑

單酰甘油脂肪酶(MAGL)的主要作用是降解2-花生四烯酸甘油，其在神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)均有表達(dá)，但在小膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)程度較低[16]。MAGL可將2-花生四烯酸甘油降解為花生四烯酸，花生四烯酸在環(huán)氧合酶(COX)-2作用下轉(zhuǎn)化為前列腺素E2，激活鈉通道Nav1.8后使軟骨下骨中的感覺神經(jīng)末梢及背根神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的閾值降低，導(dǎo)致外周敏化產(chǎn)生[17]。因此，抑制MAGL活性，減少2-花生四烯酸甘油降解，減少花生四烯酸產(chǎn)生，可發(fā)揮抗炎鎮(zhèn)痛效果。

以往研究發(fā)現(xiàn)，MAGL基因敲除小鼠模型腦內(nèi)和周圍組織的2-花生四烯酸甘油含量明顯增加，但長期增加的2-花生四烯酸甘油可能導(dǎo)致小鼠產(chǎn)生類大麻素樣行為，如焦慮、恐慌，記憶力和運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性受損等[18]。MAGL抑制劑是減少2-花生四烯酸甘油降解的另一途徑，其中新一代MAGL抑制劑MJN110具有更高選擇性，同時(shí)其類大麻素作用較小。Burston等[19]研究發(fā)現(xiàn)，單次使用MJN110后4 h，腦內(nèi)2-花生四烯酸甘油含量顯著升高，可減輕OA所致的疼痛反應(yīng)，此現(xiàn)象可被CB1R和CB2R拮抗劑阻斷；重復(fù)使用低劑量MJN110(1 mg/kg)對(duì)疼痛具有持續(xù)緩解作用，但不能改變關(guān)節(jié)軟骨損傷及關(guān)節(jié)炎癥的程度。Philpott等[20]采用MAGL抑制劑局部關(guān)節(jié)內(nèi)給藥方式開展研究，發(fā)現(xiàn)也能緩解疼痛。該研究表明，MAGL抑制劑的作用不僅局限于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，也可以在外周發(fā)揮鎮(zhèn)痛效果。此外，局部使用MAGL抑制劑聯(lián)合低劑量COX-2抑制劑塞來昔布，較單獨(dú)使用MAGL抑制劑緩解疼痛和炎癥的效果更顯著，其原因可能為抑制MAGL活性的同時(shí)也抑制了經(jīng)COX-2途徑降解的2-花生四烯酸甘油。因此，MAGL和COX-2途徑雙重抑制可能是減輕OA炎癥和疼痛的有效方法。

3.2 FAAH

FAAH為內(nèi)源性大麻素AEA的主要降解酶，可將AEA降解為花生四烯酸和乙醇胺，干擾FAAH活性可減少AEA降解，發(fā)揮抗炎鎮(zhèn)痛作用。研究發(fā)現(xiàn)，在碘乙酸鈉關(guān)節(jié)炎動(dòng)物模型中，F(xiàn)AAH在脊髓內(nèi)的表達(dá)明顯增加，使用FAAH抑制劑可緩解機(jī)械性痛覺敏化，并改善關(guān)節(jié)炎患肢的負(fù)重能力[14]。也有研究顯示，局部使用FAAH抑制劑可緩解疼痛及炎癥反應(yīng)，預(yù)防碘乙酸鈉引起的隱神經(jīng)脫髓鞘[21]。盡管大量臨床前研究的結(jié)果顯示，F(xiàn)AAH抑制劑具有抗痛覺敏化作用，但臨床試驗(yàn)研究的結(jié)果卻顯示，與安慰劑相比，F(xiàn)AAH抑制劑PF-04457845并不能緩解膝關(guān)節(jié)OA患者的疼痛[22]?？傊現(xiàn)AAH作為新型鎮(zhèn)痛藥開發(fā)目標(biāo)，在應(yīng)用于治療關(guān)節(jié)炎疼痛前還需開展進(jìn)一步研究。

3.3 大麻素受體激動(dòng)劑

經(jīng)典的大麻素受體包括CB1R和CB2R，它們屬于G蛋白耦連受體。CB1R在關(guān)節(jié)內(nèi)感覺神經(jīng)末梢、背根神經(jīng)節(jié)、脊髓、中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)、延髓頭端腹內(nèi)側(cè)區(qū)、杏仁核、下丘腦及皮質(zhì)中均有表達(dá)。CB2R在疼痛傳導(dǎo)通路中也有表達(dá),但表達(dá)低于CB1R，且主要在神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，發(fā)生炎癥反應(yīng)時(shí)其表達(dá)上調(diào)。在痛覺下行調(diào)制系統(tǒng)中，激活CB1R可抑制神經(jīng)遞質(zhì)釋放，提高脊髓內(nèi)的疼痛閾值，減輕痛覺敏化[23]。有研究表明，激活CB1R可改善碘乙酸鈉關(guān)節(jié)炎模型動(dòng)物的疼痛縮足閾值，減輕負(fù)重差異，而CB1R拮抗劑可明顯逆轉(zhuǎn)此現(xiàn)象[24]。此外，CB1R在大腦額葉邊緣區(qū)域也有表達(dá)，在OA小鼠模型中，該區(qū)域的2-花生四烯酸甘油明顯增多，這可能與疼痛時(shí)的焦慮和抑郁樣狀態(tài)調(diào)節(jié)有關(guān)。

CB2R作為外周大麻素受體，在無CB1R激活時(shí)，也可減輕炎癥反應(yīng)和疼痛，且無中樞神經(jīng)系統(tǒng)不良反應(yīng)[25]。有研究發(fā)現(xiàn)，在OA大鼠模型的關(guān)節(jié)滑膜中，CB2R基因的表達(dá)持續(xù)增高，表明CB2R在OA相關(guān)慢性疼痛中起重要作用[13]。在膠原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎動(dòng)物模型中，使用CB2R激動(dòng)劑可抑制滑膜成纖維細(xì)胞增殖及破骨細(xì)胞形成，使巨噬細(xì)胞從M1型轉(zhuǎn)變?yōu)镸2型，抑制核因子-κB通路及炎癥因子的表達(dá)，進(jìn)而減輕關(guān)節(jié)腫脹、滑膜炎癥及軟骨破壞，延緩關(guān)節(jié)炎進(jìn)程[26-27]。CB2R激動(dòng)劑與阿片類藥物聯(lián)用可發(fā)揮協(xié)同鎮(zhèn)痛效應(yīng)，并可減少阿片類藥物引起的不良反應(yīng)。因此，CB2R選擇性激動(dòng)劑在治療OA疼痛的新型藥物開發(fā)中具有較大潛力。

4 結(jié)語

大麻素類物質(zhì)參與疼痛和炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)，在緩解OA疼痛與疾病進(jìn)展中具有重要作用。但是，有關(guān)大麻素類物質(zhì)治療OA疼痛的機(jī)制及其臨床應(yīng)用均需開展進(jìn)一步研究。此外，長期使用大麻素類物質(zhì)易出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)不良反應(yīng)和精神癥狀，因此，避免CB1R作用下調(diào)也是臨床急需解決的問題。對(duì)于治療OA疼痛，大麻素類物質(zhì)與COX-2抑制劑、TRPV1拮抗劑或阿片類藥物聯(lián)用似具有更大潛力。