青藤堿鎮(zhèn)痛機(jī)制的近年研究回顧

阮珍 寇久社 王東 唐賽清 騫童

國際疼痛研究學(xué)會(huì)在2020年重新將疼痛定義為：與實(shí)際或潛在組織損傷相關(guān)，或類似的令人不愉快的感覺和情感體驗(yàn)[1]。這一新的定義著重強(qiáng)調(diào)了疼痛的復(fù)雜性(與實(shí)際或者潛在的組織損傷有關(guān))。世界衛(wèi)生組織估計(jì)，全球約30%的成年人長期忍受疼痛的折磨[2]。疼痛不僅會(huì)影響患者的睡眠、食欲，還會(huì)改變患者的精神狀況以及心理健康等，嚴(yán)重降低患者的生活質(zhì)量。由于疼痛的類型多樣、機(jī)制復(fù)雜，其治療難度相對(duì)較大。目前常見的治療方法包括物理治療和藥物治療。臨床實(shí)踐中物理治療療效十分有限，一般慢性疼痛大多數(shù)需要長期用藥，而常用的鎮(zhèn)痛藥物(非甾體類抗炎藥、阿片類等)副作用較多，因此開發(fā)一種更加安全有效的鎮(zhèn)痛藥物一直是疼痛領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)話題。隨著中醫(yī)藥國際化地位的不斷提升，天然的中草藥已經(jīng)成為很多新型藥物的來源?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)從防已科植物青藤及毛青藤的根和莖中提取的一種單體活性成分——青藤堿(sinomenine，SIN)不僅具有抗風(fēng)濕[3]、抗炎[4]、免疫調(diào)節(jié)[5]、抗腫瘤[6]等藥理作用，而且在鎮(zhèn)痛方面也具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但是目前關(guān)于青藤堿的鎮(zhèn)痛機(jī)制眾說紛紜。本文通過查閱近年來國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)其鎮(zhèn)痛效應(yīng)及機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)回顧，以期為青藤堿在臨床鎮(zhèn)痛治療中的應(yīng)用提供理論依據(jù)，同時(shí)為進(jìn)一步開發(fā)以青藤堿為原料的鎮(zhèn)痛藥物提供新的思路。

1 青藤堿的化學(xué)性質(zhì)與制備方法

青藤堿是從防己科落葉纏繞藤本植物青藤及毛青藤的干燥藤莖中提取的一種生物堿，又名：防己堿。純的青藤堿為針狀結(jié)晶，熔點(diǎn)161℃，溶于乙醇、丙酮、氯仿和稀堿，微溶于水、乙醚和苯。青藤堿的化學(xué)結(jié)構(gòu)，由氫菲核和乙胺橋組成，母核為嗎啡烷，與嗎啡化學(xué)結(jié)構(gòu)類似(圖1)，同屬嗎啡類生物堿。但其與嗎啡不同，青藤堿的鎮(zhèn)痛作用與阿片受體無關(guān)，長期服用也不會(huì)產(chǎn)生藥物依賴，且毒性低，不良反應(yīng)較少[7]。

傳統(tǒng)的青藤堿制備方法是將青風(fēng)藤的根莖粉碎后，用乙醇在多功能提取罐中回流提取3次，并過濾加NaOH堿化使其pH=9，堿化后的溶液用乙酸乙酯進(jìn)行萃取，真空濃縮回收乙酸乙酯之后加丙酮溶解，使青藤堿溶于其中，并分離雜質(zhì)后加鹽酸使游離青藤堿轉(zhuǎn)為鹽酸青藤堿，再以H2O進(jìn)行重結(jié)晶得到成品鹽酸青藤堿。目前工業(yè)上還可以通過合成的方式制備青藤堿，其主要的制備方案是以化合物(4bR,8aS,9S)-3,7-dimethoxy-11-methyl-6-oxo-6,8a,9,10-tetrahydro-5H-9,4b-(epiminoethano)phenanthren-4-yl propionate(CAS：1246560-79-1)或 4-acetyl-sinomenine (CAS：22610-64-6)為原料合成青藤堿[8]。

圖1青藤堿(A)與嗎啡(B)的化學(xué)結(jié)構(gòu)式

2 青藤堿的鎮(zhèn)痛效應(yīng)

青藤堿具有鎮(zhèn)痛效果顯著、應(yīng)用廣泛、不良反應(yīng)少、無成癮性等優(yōu)點(diǎn)，具備成為能夠廣泛應(yīng)用于臨床疼痛治療中新鎮(zhèn)痛藥物的潛力[9]。研究發(fā)現(xiàn)，青藤堿對(duì)于多種類型的疼痛均可發(fā)揮其鎮(zhèn)痛作用，如炎性疼痛、神經(jīng)病理性疼痛、傷害刺激性疼痛等。Gao等[4]和Li等[10]的研究表明青藤堿可提高角叉菜膠誘導(dǎo)的炎性疼痛小鼠的機(jī)械痛閾及熱痛閾，又可緩解完全弗氏佐劑所致的炎性疼痛；Rao等[11]給予2型糖尿病大鼠青藤堿腹腔注射，發(fā)現(xiàn)青藤堿可通過抑制疼痛信號(hào)的傳遞來緩解糖尿病周圍神經(jīng)痛。另有研究表明：青藤堿可呈劑量依賴性地降低光化學(xué)誘導(dǎo)的脊髓損傷和坐骨神經(jīng)缺血性損傷大鼠的機(jī)械超敏反應(yīng)及冷超敏反應(yīng)，從而緩解神經(jīng)損傷后的急性和慢性疼痛，并減輕外周和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的疼痛，研究還指出在藥物有效劑量范圍內(nèi)，青藤堿不會(huì)出現(xiàn)鎮(zhèn)靜、過敏等副作用[4]；給小鼠腹腔注射青藤堿，能顯著提高動(dòng)物對(duì)熱刺激的痛閾值，其提高痛閾的作用強(qiáng)度與嗎啡比為1∶2.5。此外，青藤堿對(duì)化療藥物引起的病理性神經(jīng)痛及術(shù)后疼痛也具有明顯的鎮(zhèn)痛作用[12-13]。青藤堿在抑制疼痛方面的有效性近年來吸引了許多科學(xué)家的關(guān)注，開始從信號(hào)傳遞與物質(zhì)傳導(dǎo)的微觀角度研究其鎮(zhèn)痛機(jī)制。

3 青藤堿基于p38MAPK信號(hào)通路的鎮(zhèn)痛機(jī)制

p38絲裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinases，p38MAPK)是一類保守的絲氨酸—蘇氨酸蛋白激酶，參與細(xì)胞生長、細(xì)胞凋亡、炎癥反應(yīng)等多種生理和病理過程，同時(shí)也參與病理性疼痛的外周敏化及中樞敏化。青藤堿可通過抑制p38MAPK的激活阻斷痛覺傳導(dǎo)通路，從而提高疼痛閾值。

3.1 對(duì)外周敏化的影響

當(dāng)組織損傷時(shí)，局部各種炎癥介質(zhì)、神經(jīng)生長因子等被大量釋放，大量的神經(jīng)生長因子逆行轉(zhuǎn)運(yùn)至背根神經(jīng)節(jié)(dorsal root ganglion, DRG)，激活DRG感覺神經(jīng)元胞體中的p38MAPK，使得瞬時(shí)型感受器電位離子通道(TRPV1)到外周痛覺感受器末端的轉(zhuǎn)運(yùn)增加，從而驅(qū)動(dòng)外周致敏，導(dǎo)致炎癥性疼痛。然而，在給完全弗氏佐劑誘導(dǎo)的炎性疼痛大鼠鞘內(nèi)注射p38MAPK 的特異性阻斷劑可抑制上述過程，使大鼠的熱痛閾明顯提高，但對(duì)炎癥反應(yīng)無影響，說明p38MAPK在疼痛信號(hào)傳遞中發(fā)揮重要作用[14]。另有研究發(fā)現(xiàn)：p38MAPK可激活磷脂酶A2，促進(jìn)花生四烯酸的生成，誘導(dǎo)前列腺素(prostaglandin, PG)的合成，進(jìn)一步加重疼痛[15]。而青藤堿可通過抑制p38MAPK的表達(dá)，并且抑制促炎因子的釋放，既可以緩解疼痛也可以減輕炎癥反應(yīng)。Yuan等[16]給予完全弗氏佐劑誘導(dǎo)的炎性疼痛大鼠進(jìn)行青藤堿腹腔注射后發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組大鼠的機(jī)械痛閾及熱痛閾明顯升高的同時(shí)，大鼠背側(cè)脊髓中腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-1β、IL-6表達(dá)水平降低，環(huán)氧化酶-2(cyclooxygenase-2, COX-2)和前列腺素E2的表達(dá)降低，磷酸化p38MAPK表達(dá)也明顯下降。Xu等[17]對(duì)膠原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎大鼠模型采用青藤堿聯(lián)合針刺治療，觀察到大鼠血清及滑膜中TNF-α、IL-6、IL-1β和IL-8水平及COX-2和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase, iNOS)蛋白表達(dá)均降低，p38MAPK蛋白表達(dá)也受到抑制。綜上所述，青藤堿可能通過阻礙p38MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的激活阻斷痛覺信號(hào)的傳導(dǎo)，抑制外周致痛因子的表達(dá)，阻斷其介導(dǎo)的傷害性反應(yīng)，進(jìn)而發(fā)揮其鎮(zhèn)痛作用。

3.2 對(duì)中樞敏化的影響

脊髓小膠質(zhì)細(xì)胞的激活是神經(jīng)病理性疼痛機(jī)制中的核心角色，當(dāng)神經(jīng)損傷時(shí)，脊髓中IL-1β、TNF-α、IL-6等炎性因子的表達(dá)隨即升高，從而激活脊髓小膠質(zhì)細(xì)胞p38MAPK的表達(dá)和磷酸化，磷酸化的p38MAPK又可通過調(diào)控轉(zhuǎn)錄作用再次促進(jìn)一些炎性因子的生成，如：TNF-α、IL-1β、COX-2、iNOS、活性氧(reactive oxygen species, ROS)等。這些因子通過刺激脊髓背角的痛覺傳遞神經(jīng)元，導(dǎo)致興奮性的突觸傳遞，使得背角神經(jīng)元異常興奮，促進(jìn)中樞敏化，產(chǎn)生并維持疼痛[18]。青藤堿能抑制小膠質(zhì)細(xì)胞中p38MAPK磷酸化，并降低活化小膠質(zhì)細(xì)胞中TNF-α、IL-1β、iNOS及ROS的水平，阻礙膠質(zhì)細(xì)胞活化誘導(dǎo)的疼痛發(fā)生[19-21]。另外，神經(jīng)損傷后，機(jī)體釋放大量的ATP，可激活嘌呤能受體P2X3，使Ca2+的通透性顯著增加，參與疼痛的形成和維持，而青藤堿可減少背根神經(jīng)節(jié)中嘌呤能受體P2X3蛋白和在mRNA的表達(dá)水平，從而抑制p38MAPK的磷酸化和激活，進(jìn)而緩解疼痛[11]。

故而，p38MAPK是慢性疼痛治療的潛在靶點(diǎn)之一，而青藤堿可以抑制p38 MAPK激活，導(dǎo)致組織中各種炎性因子的表達(dá)減少，前列腺素的合成受阻，從而阻礙疼痛信號(hào)的傳遞，減輕炎癥反應(yīng)，提高疼痛閾值，緩解疼痛。

4 青藤堿基于Ca/CaMKII信號(hào)通路的鎮(zhèn)痛機(jī)制

鈣/鈣調(diào)素依賴性蛋白激酶Ⅱ(Ca/Calmodulin-dependent kinase II, Ca/CaMKII)是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶，在周圍神經(jīng)性疼痛的產(chǎn)生和維持中起著關(guān)鍵作用[22]。神經(jīng)損傷發(fā)生后，鈣離子通道異常開放，使得Ca2+內(nèi)流增加，細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度的增加可激活鈣調(diào)蛋白(calmodulin, CaM)，進(jìn)而磷酸化CaMKII，活化的CaMKII參與環(huán)磷酸腺苷反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(cAMP-response element binding protein, CREB)的磷酸化，磷酸化的CREB與cAMP反應(yīng)元件(CRE)的特定DNA序列結(jié)合，隨后啟動(dòng)位于其下游的兩個(gè)基因c-fos和COX-2的轉(zhuǎn)錄，從而在神經(jīng)損傷后的外周和中樞致敏中發(fā)揮重要作用，另外外周炎癥因子(TNF-α、 IL-6、 IL-1β、IL-17等)也可使背角神經(jīng)元中CREB磷酸化，參與疼痛的發(fā)展和持續(xù)[23-24]。

青藤堿可降低細(xì)胞內(nèi)Ca2+的水平，抑制p-CaMKII/CaMKII的表達(dá)，抑制c-fos和COX-2的轉(zhuǎn)錄活性，表明青藤堿可以通過阻礙CaMKII/CREB信號(hào)途徑來減輕疼痛[25-26]。與此同時(shí)，在炎性疼痛中，青藤堿既可以通過抑制脊髓和背根神經(jīng)節(jié)組織中CaMK2α的表達(dá)來抑制CaMKII的激活，又可以通過抑制CaMKII的磷酸化增加去甲腎上腺素和5-羥色胺(具有鎮(zhèn)痛作用的神經(jīng)遞質(zhì))的表達(dá)水平產(chǎn)生強(qiáng)效的鎮(zhèn)痛作用[27]。Ou的研究證實(shí)[26]：青藤堿的抗嗎啡依賴作用與CaMKII/CREB途徑有關(guān)，青藤堿可降低cAMP和細(xì)胞內(nèi)Ca2+水平，從而抑制CaMKII和CREB的激活，減輕疼痛。青藤堿還可顯著下調(diào)背根神經(jīng)節(jié)細(xì)胞和神經(jīng)性疼痛大鼠脊髓組織中磷酸化p38 MAPK、CREB、c-fos、磷酸化CaMKII、COX-2、IL-1β和IL-17α的體內(nèi)和體外表達(dá)水平，減輕背根神經(jīng)節(jié)炎癥以抑制神經(jīng)痛[28]。綜上，表明青藤堿可以通過降低細(xì)胞內(nèi)Ca2+的水平、抑制CaMKII的活化、抑制CREB磷酸化等來調(diào)控Ca/CaMKII信號(hào)通路，對(duì)神經(jīng)病理性疼痛產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用。

5 青藤堿基于cAMP-PKA 信號(hào)通路的鎮(zhèn)痛機(jī)制

環(huán)磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate, cAMP)是細(xì)胞內(nèi)重要的第二信使，cAMP-PKA通路不僅對(duì)細(xì)胞的生長、分化等有著重要影響，也在慢性疼痛的形成中發(fā)揮著重要作用。當(dāng)神經(jīng)細(xì)胞興奮時(shí)，突觸前神經(jīng)末梢釋放神經(jīng)遞質(zhì)，作用于突觸后膜上，通過 cAMP-PKA 通路使膜蛋白磷酸化，改變膜對(duì)離子的通透性，進(jìn)而影響神經(jīng)細(xì)胞的興奮性，提升疼痛信號(hào)的傳遞。cAMP-PKA通路通過激活關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子(例如CREB和突觸囊泡蛋白)來促進(jìn)突觸前神經(jīng)遞質(zhì)的合成和囊泡運(yùn)輸，參與炎癥性疼痛和神經(jīng)病理性疼痛的形成[29]。在骨癌痛的大鼠中，由于背根神經(jīng)節(jié)和脊髓中cAMP的水平增加，觸發(fā)蛋白激酶A(proteinkinase A, PKA)激活，促使CREB 磷酸化，刺激炎癥性疼痛和神經(jīng)病理性疼痛的產(chǎn)生，而蛋白激酶A抑制劑可以明顯抑制骨癌所致的機(jī)械痛敏及熱痛敏，證明cAMP-PKA信號(hào)通路的異常激活可能與疼痛有關(guān)[30]。而既往研究提示青藤堿可呈劑量依賴性降低嗎啡精神依賴小鼠大腦皮質(zhì)中cAMP含量[31]。因此，青藤堿具體如何通過調(diào)控cAMP-PKA信號(hào)通路來發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用的機(jī)制，目前尚不清晰，還需進(jìn)一步的研究。

6 青藤堿基于JAK2/STAT3信號(hào)通路的鎮(zhèn)痛機(jī)制

非受體型酪氨酸激酶2/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(Janus kinase 2/signal transducer and activator of transcription 3, JAK2/STAT3)信號(hào)通路是由細(xì)胞因子刺激的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，參與細(xì)胞的增殖、分化、凋亡以及免疫調(diào)節(jié)等許多重要的生物學(xué)過程，也是慢性疼痛中重要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑之一[32]。神經(jīng)損傷后，炎性介質(zhì)的釋放誘發(fā)神經(jīng)炎癥反應(yīng)，炎癥因子(如IL-6等)可以激活JAK2激酶，激活的JAK2磷酸化STAT3，STAT3活化后形成二聚體，進(jìn)入核內(nèi)與相應(yīng)的靶基因啟動(dòng)子結(jié)合，參與調(diào)節(jié)炎癥因子基因的轉(zhuǎn)錄，作用于神經(jīng)元的N-甲基-D-天冬氨酸受體，引起中樞敏化。在神經(jīng)病理性疼痛大鼠脊髓背角中p-JAK2和p-STAT3的表達(dá)水平均升高，小膠質(zhì)細(xì)胞中p-STAT3水平升高。而JAK2的抑制劑AG490可下調(diào)體內(nèi)外p-JAK2和p-STAT3，緩解疼痛[33]。

研究發(fā)現(xiàn)，青藤堿腹腔注射可抑制癌性骨痛大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞的激活，下調(diào)脊髓背角JAK2及STAT3的表達(dá)，進(jìn)而減輕癌癥誘導(dǎo)的骨痛[25]。在缺血性腦卒中的小鼠模型中，青藤堿可通過抑制星形膠質(zhì)細(xì)胞中STAT3的激活及促炎因子的產(chǎn)生減輕神經(jīng)炎癥損傷[34]。另有研究表明，青藤堿可通過抑制炎癥反應(yīng)，抑制IL-6/JAK2/STAT3級(jí)聯(lián)反應(yīng)來降低Bcl-2的表達(dá)，從而減緩漿細(xì)胞乳腺炎的發(fā)生發(fā)展[35]。因此青藤堿可能通過抑制JAK2/STST3通路的激活，發(fā)揮其鎮(zhèn)痛作用。

7 基于其他信號(hào)的鎮(zhèn)痛機(jī)理

研究發(fā)現(xiàn)，抑制哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin, mTOR)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，可降低α-痛覺感受器的反應(yīng)，從而緩解神經(jīng)性疼痛[36]。而青藤堿可下調(diào)完全弗氏佐劑誘導(dǎo)的炎性疼痛小鼠前扣帶回皮層中磷酸化哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白、 磷酸化的4E結(jié)合蛋白、 磷酸化S6核糖體蛋白等的表達(dá)，表明青藤堿可能通過調(diào)節(jié)mTOR信號(hào)通路發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用[10]。

此外，Zhu等[37]研究指出，對(duì)于大鼠慢性壓迫性損傷所致的坐骨神經(jīng)痛，青藤堿不僅可以減輕疼痛癥狀，還可減弱神經(jīng)性疼痛大鼠的抑郁樣癥狀[38]。青藤堿的鎮(zhèn)痛作用可被γ-氨基丁酸A(gama-aminobutiric acid type A, GABAA)受體拮抗劑所阻斷，表明青藤堿的鎮(zhèn)痛作用可能與激動(dòng)GABAA受體有關(guān)。當(dāng)機(jī)體受到傷害性刺激時(shí)，在脊髓背角中，神經(jīng)元釋放過量谷氨酸，谷氨酸與突觸后膜上的N-甲基-D-天冬氨酸受體和α-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異惡唑丙酸受體結(jié)合，使疼痛傳遞神經(jīng)元持續(xù)活化，增強(qiáng)中樞敏化，加劇疼痛。青藤堿可降低痛覺環(huán)路中興奮性神經(jīng)遞質(zhì)—谷氨酸的水平，阻止神經(jīng)元放電，阻礙傷害性信息的傳遞，同時(shí)可減少N-甲基-D-天冬氨酸受體和α-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異惡唑丙酸受體的表達(dá)，共同抑制中樞敏化[10]。還有研究表明，青藤堿可抑制參與痛覺神經(jīng)元傳遞信號(hào)的電壓門控鈉通道(voltage-gated sodium channel, VGSCs)，抑制炎性疼痛小鼠脊髓中酸敏感離子通道(acid-sensing ion channels, ASICs)的表達(dá)，從而抑制疼痛信號(hào)的傳遞，降低傷害性神經(jīng)元的細(xì)胞興奮性，產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用[39-40]，故VGSCs和ASIC3也可能是青藤堿發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用的靶點(diǎn)。

8 結(jié)語

疼痛作為臨床最常見的病癥之一，對(duì)患者的生理及心理均造成嚴(yán)重影響。現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，青藤堿不僅具有抗炎、鎮(zhèn)靜、免疫抑制、改善微循環(huán)等作用，還具有良好的鎮(zhèn)痛作用。作為傳統(tǒng)中草藥來源的單體，其具有副作用小，無中樞抑制作用，反復(fù)給藥不會(huì)產(chǎn)生耐受性等優(yōu)點(diǎn)，符合臨床需求，具有較強(qiáng)的臨床應(yīng)用價(jià)值。在臨床應(yīng)用中，青藤堿對(duì)帶狀皰疹后遺神經(jīng)痛、椎間盤源性腰痛、急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎疼痛等均表現(xiàn)出良好的鎮(zhèn)痛效果[41-43]。文獻(xiàn)研究證實(shí)，青藤堿對(duì)于多種類型的疼痛均可發(fā)揮其鎮(zhèn)痛作用，其可能機(jī)制：調(diào)節(jié)疼痛相關(guān)信號(hào)通路，減少致痛因子的釋放，降低神經(jīng)元的興奮性，抑制膠質(zhì)細(xì)胞的活化；影響GABAA受體、谷氨酸受體、P2X3受體等痛覺相關(guān)受體的表達(dá)；調(diào)節(jié)VGSCs等參與疼痛信號(hào)傳導(dǎo)的離子通道等，從多層次、多靶點(diǎn)、多角度來緩解疼痛癥狀。然而，由于臨床疼痛類型眾多，機(jī)制復(fù)雜，青藤堿鎮(zhèn)痛作用的確切機(jī)制仍需進(jìn)一步探索和證實(shí)，臨床使用方案更需要進(jìn)一步的修訂與完善，才能使其在疼痛治療中的應(yīng)用前景更加廣闊。