河鲀毒素
——一種具有緩解癌性疼痛潛力的藥物*

張夢(mèng)倩 儲(chǔ)智勇 錢(qián)曉明 王梓涵 劉德祥 龍程**

（1）廣州市番禺區(qū)中心醫(yī)院，華南師范大學(xué)-番禺區(qū)中心醫(yī)院基礎(chǔ)與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，廣州 511400；2）華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，廣州 510631；3）中洋生物科技（上海）股份有限公司，上海 200002；4）徐州醫(yī)科大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，徐州 221004）

癌性疼痛是癌癥的一種常見(jiàn)且具有破壞性的癥狀，有時(shí)對(duì)患者生活的影響比診斷出癌癥更大。目前常用的藥理學(xué)和非藥理學(xué)方法僅在一定程度上控制癌性疼痛［1］，世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）推出了癌癥三階梯止痛原則（圖1）［2］，但藥理學(xué)和非藥理學(xué)方法并非普遍有效，許多患者繼續(xù)遭受疼痛。未經(jīng)治療或治療不當(dāng)?shù)奶弁磿?huì)影響身體機(jī)能、心理健康和社交互動(dòng)［3］。持續(xù)性疼痛對(duì)癌癥患者的生活質(zhì)量是毀滅性的，因?yàn)榕c癌癥可能導(dǎo)致死亡的這一后果相比，患者時(shí)常更難以忍受癌性疼痛。隨著癌癥的發(fā)展，癌性疼痛往往會(huì)加劇。超過(guò)1/3的癌癥患者經(jīng)歷中度至重度癌性疼痛。癌性疼痛的原因多種多樣，包括癌癥本身、化療放療，以及并發(fā)癥（例如便秘、行動(dòng)不便和血栓性靜脈炎）［4］。目前，治療中度至重度癌癥相關(guān)疼痛的藥物療法主要是口服或注射阿片類藥物，然而并不總是奏效，長(zhǎng)期使用可能導(dǎo)致成癮、軀體依賴性及鎮(zhèn)痛耐受性等，并且伴有多種不良反應(yīng)，如便秘、惡心/嘔吐、尿潴留、瘙癢和中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性（嗜睡、認(rèn)知障礙、困惑、幻覺(jué)、肌肉陣攣性抽搐、痛覺(jué)過(guò)敏等）［5-7］。此外，癌癥患者常有的多種并發(fā)癥也一定程度上降低了對(duì)阿片類藥物不良反應(yīng)的耐受性。因此，對(duì)于許多飽受疼痛的癌癥患者來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有的藥物治療不能滿足其需求，迫切地需要新的非阿片類鎮(zhèn)痛藥物。

Fig. 1 The World Health Organization （WHO） three-step analgesic ladder for managing cancer pain in adults［2］圖1 世界衛(wèi)生組織對(duì)成人癌性疼痛的三階梯止痛原則［2］

河鲀毒素曾稱河豚毒素（tetrodotoxin，TTX），其結(jié)晶是一種弱堿性的無(wú)色物質(zhì)，分子式為C11H17O8N3（圖2a）。它是一種典型的鈉離子通道阻斷劑，對(duì)鈉離子通道的選擇性很高，其致毒作用主要是選擇性地與肌肉和神經(jīng)細(xì)胞細(xì)胞膜表面的電壓門(mén)控鈉離子通道（voltage-gated sodium channel，VGSC）結(jié)合，從而阻斷鈉離子通道，使神經(jīng)興奮與傳導(dǎo)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)控功能、心臟搏動(dòng)、平滑肌蠕動(dòng)、骨骼肌收縮和激素分泌等一系列的生理功能受到影響，導(dǎo)致肌肉和神經(jīng)的麻痹，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致死亡。TTX帶正電的胍基（化學(xué)式為—CN3H4，1個(gè)C與3個(gè)N連接，其中與1個(gè)N是以雙鍵相連的，其余的2個(gè)N是以單鍵與C相連）（圖2a）與VGSCs結(jié)合，與通道外前庭周?chē)鷰ж?fù)電的羧基端殘基發(fā)生相互作用，堵塞通道孔并阻斷Na+流動(dòng)，從而阻斷了神經(jīng)沖動(dòng)的傳遞［8］。2018年由清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院顏寧實(shí)驗(yàn)室與澳大利亞昆士蘭大學(xué)Glenn King實(shí)驗(yàn)室合作發(fā)表的《科學(xué)》（Science）雜志文章［9］報(bào)道了運(yùn)用高分辨率冷凍電鏡成像解析VGSCs與其阻斷劑TTX、石房蛤毒素（saxitoxin，STX）及其門(mén)控調(diào)節(jié)劑蜘蛛毒素（Dc1a）三種復(fù)合物的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)TTX的極性基團(tuán)與VGSCs選擇性濾器上的酸性殘基形成大量的氫鍵，使其穩(wěn)定地堵在孔道區(qū)域，阻斷Na+通過(guò)選擇性濾器的通路，為T(mén)TX的功能研究提供了分子解釋。通過(guò)VGSC-Dc1a-TTX復(fù)合體的結(jié)構(gòu)分析還發(fā)現(xiàn)VGSCs細(xì)胞膜外側(cè)與TTX和STX相互作用的特定氨基酸位點(diǎn)，詳細(xì)闡明了TTX阻斷VGSCs功能的結(jié)構(gòu)機(jī)制［9］。

Fig. 2 Schematic diagram of VGSC and TTX binding sites圖2 VGSC和TTX結(jié)合位點(diǎn)示意圖

VGSCs在疼痛中起著重要作用，許多研究表明，一些TTX敏感的VGSCs亞型與病理性疼痛有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)［10］。由于TTX以高度選擇的方式阻斷這些VGSCs，在緩解疼痛方面具有巨大的潛力［11］。因此，本文將先介紹VGSCs及其與疼痛相關(guān)的臨床實(shí)驗(yàn)研究數(shù)據(jù)，進(jìn)一步闡明TTX緩解癌性疼痛的治療潛力。

1 VGSCs

VGSCs是由一個(gè)大的α亞基和一個(gè)或多個(gè)β亞基組成的跨膜蛋白，是細(xì)胞形成動(dòng)作電位（action potential，AP）過(guò)程中重要的組成構(gòu)件（圖2b）。大多數(shù)VGSCs廣泛分布于中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)產(chǎn)生Na+電流，參與神經(jīng)元AP的引起和傳導(dǎo)［12］。TTX發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用的機(jī)制是通過(guò)與VGSC外前庭內(nèi)的α亞基結(jié)合，阻止Na+通過(guò)鈉離子通道進(jìn)入［13-14］。通過(guò)這種方式，TTX減少了神經(jīng)沖動(dòng)的啟動(dòng)和傳導(dǎo)所需的Na+通量。根據(jù)電壓門(mén)控鈉離子通道對(duì)TTX的敏感性，將其分為T(mén)TX敏感型（TTX-sensitive，TTX-S）和TTX耐受型（TTX-resistant，TTX-R），其中6個(gè)TTX-S鈉離子通道成員（Nav1.1、Nav1.2、Nav1.3、Nav1.4、Nav1.6、Nav1.7）可以被TTX阻斷，其他的鈉離子通道亞型是TTX-R鈉離子通道（Nav1.5、Nav1.8、Nav1.9），不能被TTX阻斷（表1）。

Table 1 VGSCs and their associated pain表1 VGSCs與其相關(guān)的疼痛

在這些鈉離子通道亞型中，傷害性感受器（Nociceptor）高表達(dá)的Nav1.7（優(yōu)先表達(dá)于背根神經(jīng)節(jié)（dorsal root ganglion，DRG）神經(jīng)元）、Nav1.8和Nav1.9（選擇性表達(dá)于DRG神經(jīng)元）和損傷后在傷害性神經(jīng)元表達(dá)上調(diào)的Nav1.3一直是研究的中心，主要集中于這些通道在慢性疼痛發(fā)生和維持中的作用，這些通道亞型有望成為解除病理性疼痛狀態(tài)藥物的治療靶點(diǎn)［16］。其中Nav1.7因其與部分疼痛疾病的遺傳相關(guān)而備受關(guān)注［17-18］，而Nav1.8特異性富集表達(dá)在DRG神經(jīng)元上，在疼痛的病理生理學(xué)研究中也極為重要［19］。

1.1 Nav1.7

與其他鈉離子通道亞型相比，Nav1.7通道具有快速激活、快速失活的特點(diǎn)，以緩慢的閉合狀態(tài)失活，且從失活中恢復(fù)緩慢，微小刺激就能將其激活，并促進(jìn)細(xì)胞膜進(jìn)一步去極化［20-21］（表2）。Nav1.7通道可以在外周神經(jīng)元中表達(dá)，且相比非傷害性感覺(jué)神經(jīng)元，Nav1.7通道在傷害性感覺(jué)神經(jīng)元中表達(dá)更為明顯［22-23］。同時(shí)Nav1.7通道在許多癌細(xì)胞中表達(dá)，如子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞、胃癌細(xì)胞、乳腺癌細(xì)胞、肺癌細(xì)胞，通過(guò)抑制Nav1.7通道可以進(jìn)一步減弱這些細(xì)胞的活性［24］。

Table 2 Contribution of Nav1.7，Nav1.8，Nav1.9 to action potentials表2 Nav1.7、Nav1.8、Nav1.9對(duì)動(dòng)作電位的貢獻(xiàn)

已有研究證明，敲除Nav1.7會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的疼痛不敏感和嗅覺(jué)缺失［17，25］，而條件性剔除小鼠感覺(jué)神經(jīng)元中的Nav1.7也能消除疼痛感。Black等［26］觀察到，與從同一神經(jīng)獲得的更近端的對(duì)照組織相比，在人類痛性神經(jīng)瘤的盲端軸突中，Nav1.7表達(dá)上調(diào)。說(shuō)明Nav1.7確實(shí)在人類神經(jīng)瘤相關(guān)疼痛的發(fā)展中起重要作用。

不僅如此，2021年發(fā)表的一篇文章進(jìn)一步證明，Nav1.7疼痛靶點(diǎn)確實(shí)存在，MacDonald等［27］發(fā)現(xiàn)，盡管感覺(jué)上產(chǎn)生鎮(zhèn)痛效果，但DRG神經(jīng)元的傷害性感受器活動(dòng)基本上不受Nav1.7缺失的影響。在Nav1.7缺失的神經(jīng)元中，鎮(zhèn)痛的關(guān)鍵位點(diǎn)是其中樞突末梢，而非外周部分。因此，該發(fā)現(xiàn)為外周靶向Nav1.7抑制劑未能引起鎮(zhèn)痛提供了生物學(xué)解釋，并指出DRG神經(jīng)元中樞突末梢表達(dá)的Nav1.7和相關(guān)的阿片信號(hào)通路是止痛的替代治療靶點(diǎn)［27］。

另外，已經(jīng)有報(bào)道詳細(xì)闡述了Nav1.7和TTX之間相互作用的模式圖（圖3）［28-29］，這對(duì)未來(lái)止痛配體的優(yōu)化有一定的幫助。

Fig. 3 Interaction between TTX and Nav1.7 channel［29］圖3 TTX與Nav1.7通道的交互作用［29］

1.2 Nav1.8

Nav1.8是參與慢性疼痛、心房纖維性顫動(dòng)、血管性疾病布加綜合征的重要離子通道，是疼痛治療的高選擇性作用靶點(diǎn)。早在20世紀(jì)90年代，在非洲爪蟾卵母細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)Nav1.8通道表現(xiàn)出緩慢激活和失活的TTX-R電流［30］（表2）。Dib-Hajj等［31］通過(guò)膜片鉗記錄研究發(fā)現(xiàn)，人類DRG神經(jīng)元中存在Nav1.8通道，并且具有相同的特性。證實(shí)在表達(dá)Nav1.8的卵母細(xì)胞上獲得的結(jié)果與人類傷害性感受器有關(guān)。對(duì)Nav1.8的深入研究，有助于明確疼痛及其他相關(guān)疾病的發(fā)病機(jī)制、開(kāi)發(fā)鎮(zhèn)痛藥物，為疾病的診斷、治療、預(yù)防提供基礎(chǔ)。

借助骨癌疼痛模型的研究發(fā)現(xiàn)，Nav1.8在骨癌鼠DRG神經(jīng)元細(xì)胞膜上的表達(dá)顯著升高，這種升高提示它可能參與骨癌疼痛的發(fā)生和維持，說(shuō)明Nav1.8與骨癌疼痛存在潛在關(guān)系［32］；在空腸炎模型中，正常小鼠DRG神經(jīng)元的興奮性大大增加，而Nav1.8敲除小鼠的興奮性缺失［33］，說(shuō)明Nav1.8也參與了慢性癌性痛、慢性內(nèi)臟痛。一項(xiàng)計(jì)算機(jī)模擬研究揭示，Nav1.8表達(dá)的改變可能損壞了神經(jīng)元興奮性的調(diào)節(jié)功能，進(jìn)而導(dǎo)致神經(jīng)病理性疼痛和炎癥性疼痛等慢性疼痛狀態(tài)的發(fā)展［34］。新近研究發(fā)現(xiàn)，在miR-96基因敲除小鼠的脊髓背角（spinal dorsal horn，SDH）神經(jīng)元中，Nav1.7、Nav1.8、Nav1.9和Nav1.2表達(dá)上調(diào)［35］。這些小鼠DRG中CACNA2D1/2的表達(dá)被抑制，并表現(xiàn)出機(jī)械性和熱性痛覺(jué)異常，鞘內(nèi)或腹膜內(nèi)注射Nav1.7或Nav1.8阻滯劑可減輕癥狀。SDH神經(jīng)元miR-96和鈉離子通道表達(dá)下調(diào)導(dǎo)致神經(jīng)病理性疼痛，鞘內(nèi)注射Nav1.7或Nav1.8阻滯劑也可緩解這種疼痛。首次發(fā)現(xiàn)脊髓神經(jīng)元在神經(jīng)損傷時(shí)異常表達(dá)Nav1.7和Nav1.8，且鈉離子通道抑制劑需要透過(guò)血腦屏障才能達(dá)到最好的止痛效果，改寫(xiě)了靶向Nav1.7和Nav1.8鎮(zhèn)痛藥物研發(fā)的策略［35］。

1.3 其他鈉離子通道與疼痛領(lǐng)域最新研究進(jìn)展

當(dāng)今關(guān)于疼痛和鈉離子通道的研究并非僅限于Nav1.7和Nav1.8兩種亞型，越來(lái)越多的研究開(kāi)始關(guān)注其他鈉離子通道亞型。

2020年的一篇報(bào)道證明了蜘蛛毒HpTx1抑制Nav1.7、激活Nav1.9，但不影響Nav1.8，進(jìn)而可以恢復(fù)Nav1.7基因敲除小鼠痛覺(jué)［36］。此研究首次揭示了DRG神經(jīng)元中激活Nav1.9通道可以部分補(bǔ)償Nav1.7功能缺失以及在AP產(chǎn)生中3種鈉離子通道亞型之間的關(guān)系，提出這3種通道可能在調(diào)節(jié)DRG神經(jīng)元的膜興奮性和AP發(fā)放中發(fā)揮不同的作用。AP的產(chǎn)生是神經(jīng)細(xì)胞膜去極化的過(guò)程，Nav1.7、Nav1.8和Nav1.9在靜息膜電位、AP閾值或上升階段扮演著不同的角色，它們的協(xié)作是形成完整的AP和重復(fù)啟動(dòng)所必需的［36］。數(shù)據(jù)還顯示，Nav1.9活性的增強(qiáng)降低了電流閾值，這表明，與Nav1.7類似，Nav1.9也可以作為增益放大器來(lái)放大AP的閾下刺激［37-38］（表2）。多項(xiàng)研究表明，Nav1.8可能是AP上升階段的主要貢獻(xiàn)者［39-40］。Bennett等［36］進(jìn)一步細(xì)化了Nav1.7對(duì)AP生成的貢獻(xiàn)，指出Nav1.7有助于AP的上升階段。到目前為止，還沒(méi)有證據(jù)表明Nav1.9對(duì)AP上升階段有貢獻(xiàn)。正常情況下，由于Nav1.9在DRG神經(jīng)元中的低表達(dá)，其對(duì)與疼痛信號(hào)相關(guān)AP放電的貢獻(xiàn)可能不顯著［41］。與Nav1.7和Nav1.8不同的是，臨床上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)Nav1.9功能喪失的突變，Nav1.9敲除小鼠對(duì)生理傷害的感受沒(méi)有明顯的差異。另一方面，在痛覺(jué)過(guò)敏（如HpTx1治療、炎癥因子、感冒和功能突變）的情況下，Nav1.9的貢獻(xiàn)增強(qiáng)，甚至補(bǔ)償Nav1.7的損失。增強(qiáng)Nav1.9的激活可能會(huì)恢復(fù)Nav1.7相關(guān)的先天性無(wú)痛癥（congenital insensitivity to pain，CIP）的疼痛反應(yīng)，為進(jìn)一步治療Nav1.7相關(guān)的CIP提供了新的方向［42］。

上述研究的重要意義可概括為以下3點(diǎn)：一是提供了Nav1.7相關(guān)的先天性無(wú)痛癥治療的新策略、新靶點(diǎn)和藥物先導(dǎo)分子；二是揭示了Nav1.7、Nav1.8和Nav1.9三個(gè)亞型在AP的產(chǎn)生以及疼痛信號(hào)傳導(dǎo)中共同精細(xì)調(diào)節(jié)神經(jīng)元興奮性；三是提供了Nav1.9擔(dān)負(fù)疼痛感知重要角色的藥理學(xué)證據(jù)，填補(bǔ)了Nav1.9在疼痛信號(hào)傳導(dǎo)藥理學(xué)研究的空白。

有研究注意到VGSCs在乳腺癌中的作用，數(shù)據(jù)表明Nav1.5及其剪接變異體nNav1.5在乳腺癌的診斷（包括預(yù)后）和治療中有望作為潛在的腫瘤標(biāo)志物［46］。研究還證明VGSCs產(chǎn)生的復(fù)蘇性電流（INaR）是許多神經(jīng)元維持高頻發(fā)放所必需的，參與神經(jīng)元的超興奮和疾病的病理生理［47］。一項(xiàng)工作揭示了TTX-R的INaR產(chǎn)生的新機(jī)制，通過(guò)VGSCs的α亞基和A型成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子同源因子（fibroblast growth factor homologous factors，F(xiàn)HFs）的共表達(dá)證明，INaR可以在異源系統(tǒng)中重組，A型FHFs可以誘導(dǎo)Nav1.8、Nav1.9、Nav1.5和Nav1.7產(chǎn)生INaR，A型FHFs的N端是介導(dǎo)INaR的關(guān)鍵分子。FHF4A是調(diào)節(jié)Nav1.8和Nav1.9 INaR的最重要異構(gòu)體，敲除FHF4A基因顯著降低感覺(jué)神經(jīng)元中INaR的幅度和產(chǎn)生INaR神經(jīng)元的百分比，大大抑制其興奮性，為疼痛的治療提供了重要的潛在靶點(diǎn)［48］。

目前，中洋生物科技（上海）股份有限公司已與中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所合作，采用醋酸扭體鎮(zhèn)痛模型和嗎啡軀體依賴模型開(kāi)展藥效實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行TTX鎮(zhèn)痛、戒毒應(yīng)用研究，與中國(guó)藥科大學(xué)合作，開(kāi)展TTX治療口服、外用兩種形式，戒毒、抗癌、鎮(zhèn)痛、麻醉、癲癇病的前期基礎(chǔ)研究，與中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所合作，針對(duì)疼痛藥物研發(fā)的兩個(gè)熱門(mén)靶點(diǎn)，應(yīng)用靶點(diǎn)抑制劑NYZY01，開(kāi)展TTX鎮(zhèn)痛復(fù)方配伍應(yīng)用研究，初步結(jié)果表明協(xié)同鎮(zhèn)痛效果顯著。

綜上所述，天然毒素TTX能夠有效地阻斷VGSCs中9個(gè)亞型的6個(gè)，是治療多種疼痛綜合征的極具吸引力的靶點(diǎn)，前景可期。TTX在治療癌性疼痛的最新進(jìn)展和潛力尤為受到關(guān)注。

2 TTX治療癌性疼痛的試驗(yàn)研究

當(dāng)今神經(jīng)毒素藥物開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的研究側(cè)重于VGSCs的特定阻滯劑，例如TTX、μ芋螺毒素、石房蛤毒素及其類似物。這些毒素是極具吸引力的麻醉和鎮(zhèn)痛候選藥物，已經(jīng)開(kāi)展的TTX相關(guān)臨床試驗(yàn)結(jié)果表明，其在治療輕度至重度癌癥疼痛方面的有效性，也進(jìn)一步顯示出TTX在臨床應(yīng)用的巨大潛力。

2.1 臨床前實(shí)驗(yàn)

有關(guān)TTX在癌癥引起疼痛的臨床前模型的探索較少，2015年的一項(xiàng)大鼠研究表明，局部注射TTX會(huì)顯著減輕因使用結(jié)直腸化療藥物奧沙利鉑引起的神經(jīng)性疼痛［49］。大鼠接受靜脈注射奧沙利鉑后第4天和15天表現(xiàn)出強(qiáng)烈的肌肉機(jī)械痛敏。若每45 min增加注射一次劑量為0.03、0.1、0.3或1.0 g/20 L的TTX則顯示，在第4天，給予0.1 g/20 L或更高劑量的TTX，大鼠表現(xiàn)出傷害性機(jī)械閾值的顯著增加，在最高劑量1.0 g/20 L時(shí)增加效果最大。在第15天時(shí)，1.0 g/20 L劑量繼續(xù)顯著增加機(jī)械傷害閾值，減少化療引起的神經(jīng)性疼痛［49］。此外，還有研究證明1.0、3.0和6.0 μg/kg劑量的TTX可以抑制由化療藥物紫杉醇引起的神經(jīng)性疼痛，并且沒(méi)有產(chǎn)生毒性或其他不良副作用的跡象［50］。

2.2 臨床研究

多項(xiàng)臨床試驗(yàn)表明，TTX對(duì)癌癥患者有緩解疼痛或鎮(zhèn)痛作用。第一項(xiàng)臨床試驗(yàn)是關(guān)于肌注TTX治療嚴(yán)重癌痛的IIa期開(kāi)放標(biāo)簽、多劑量療效和安全性研究［51］，24名患者先后接受31次治療，劑量范圍為15~90 μg/d，2次/d（b.i.d.）或3次/d（t.i.d.）給藥，為期4 d。這31份實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的17份顯示，TTX可以顯著降低疼痛強(qiáng)度，持續(xù)緩解疼痛長(zhǎng)達(dá)2周甚至更久，在高達(dá)30 μg b.i.d.的TTX劑量下有效且耐受良好［51］。威克斯藥業(yè)有限公司（Wex Pharmaceuticals Inc.）的研究人員通過(guò)一項(xiàng)規(guī)模更大、多中心、隨機(jī)、雙盲、同時(shí)有安慰劑為對(duì)照的試驗(yàn)，進(jìn)一步評(píng)估了TTX在中度至重度癌痛中的作用［52］，該研究把82名患者隨機(jī)分為T(mén)TX（n=41）或安慰劑（n=41）組，以疼痛強(qiáng)度差異為主要終點(diǎn)分析顯示，TTX組（皮下注射TTX，30 μg b.i.d.）對(duì)42%的患者有鎮(zhèn)痛效果，顯著高于安慰劑組（僅31%）。進(jìn)一步使用復(fù)合終點(diǎn)分析（包括疼痛水平下降或阿片類藥物劑量下降以及生活質(zhì)量的改善）和探索性事后分析均表明鎮(zhèn)痛效果更強(qiáng)［52］。一項(xiàng)新的多中心開(kāi)放標(biāo)簽研究進(jìn)一步評(píng)估皮下TTX治療（30 μg b.i.d.）在降低慢性癌痛強(qiáng)度方面的長(zhǎng)期安全性和有效性，研究招募了45名患者，其中47%符合應(yīng)答者的標(biāo)準(zhǔn)（即疼痛嚴(yán)重程度比平均基線降低30 %或更多的受試者），在長(zhǎng)達(dá)1年以上的連續(xù)治療周期內(nèi)，一直能持續(xù)緩解癌痛，并且副作用程度在可接受的范圍［53］。

Wex Pharmaceutical Inc.還在一項(xiàng)II期隨機(jī)、雙盲、安慰劑對(duì)照、多中心試驗(yàn)中測(cè)試了TTX改善化療引起的神經(jīng)性疼痛，研究在125名因紫杉烷類或鉑類化合物抗癌治療而導(dǎo)致神經(jīng)性疼痛的患者中進(jìn)行，目的是探索連續(xù)4天服用多個(gè)劑量TTX和不同給藥間隔的安全性和有效性［54］。分別對(duì)5個(gè)給藥隊(duì)列（7.5 μg b.i.d.、15 μg b.i.d.、30 μg/d一次（q.d.）、30 μg b.i.d.、安慰劑組）的受試者開(kāi)展的研究表明，在為期4周的試驗(yàn)期間，每周平均疼痛評(píng)分與基線相比變化最大的是TTX 30 μg q.d.和30 μg b.i.d.。此外，TTX 30 μg b.i.d.方案在任何測(cè)試時(shí)間點(diǎn)都顯示出最大數(shù)量的應(yīng)答者。與之前的臨床試驗(yàn)結(jié)果一致，顯示出TTX具有良好的耐受性及可接受的安全性。盡管如此，仍有必要繼續(xù)開(kāi)展新的、更大規(guī)模的臨床試驗(yàn)，客觀全面評(píng)價(jià)TTX治療癌癥患者因化療引起疼痛的效果。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證TTX在減輕癌性疼痛方面的安全性和耐受性，Wex Pharmaceutical Inc.進(jìn)行了一項(xiàng)III期隨機(jī)、雙盲、安慰劑對(duì)照臨床試驗(yàn)，用于治療不受控制的癌癥疼痛［55］。這項(xiàng)研究從2008年開(kāi)始持續(xù)到2012年，從加拿大、澳大利亞和新西蘭的19個(gè)中心招募了165名患者，其中TTX組77名患者和安慰劑組88名患者［55］。僅基于疼痛終點(diǎn)，TTX組與安慰劑相比具有顯著的臨床益處（TTX組有50.8 %的患者屬于應(yīng)答者，而安慰劑組僅34.5 %的患者為應(yīng)答者）。并且，次要分析也非常有說(shuō)服力，TTX鎮(zhèn)痛作用的平均持續(xù)時(shí)間為56.7 d，而安慰劑組僅為9.9 d。此外，對(duì)患者臨床療效總評(píng)量表分析，大多數(shù)接受安慰劑治療的患者（63.1%）表示沒(méi)有緩解疼痛，而接受TTX治療的半數(shù)以上患者（55.4%）報(bào)告疼痛得到一定程度的改善，并且大多數(shù)報(bào)告的不良事件通常是短暫的，嚴(yán)重程度為輕度至中度［55］。

總之，II期和III期臨床試驗(yàn)已對(duì)TTX緩解癌癥疼痛進(jìn)行了評(píng)估，驗(yàn)證了其緩解癌癥相關(guān)疼痛的安全性和有效性（表3），并且為未來(lái)使用TTX作為癌癥疼痛治療提供了第一手證據(jù)。TTX確實(shí)可以止痛又沒(méi)有嚴(yán)重副作用，在不久的將來(lái)有望成為阿片類藥物疼痛治療的替代方案。

Table 3 Summary of clinical trials of TTX in cancer pain表3 TTX在癌性疼痛臨床試驗(yàn)總結(jié)

3 TTX作為緩解癌性疼痛藥物的研究進(jìn)展

3.1 TTX的供應(yīng)

要將TTX廣泛用于臨床治療，必須首先保障其產(chǎn)量。人們嘗試在實(shí)驗(yàn)室合成，但需要通過(guò)23~67步合成反應(yīng)，總得率也僅為0.34%~1.82%，產(chǎn)量極低且價(jià)格昂貴［56］。2022年7月《科學(xué)》（Science）雜志發(fā)表了一種更有效的新方法，把從葡萄糖衍生物合成為T(mén)TX的步驟減少到22步，且效率提高到11%［57］。另外，中國(guó)中洋生物科技（上海）股份有限公司近年另辟蹊徑，著力攻克TTX的提取、分離和純化，其工藝日臻成熟，精制技術(shù)與工藝也在不斷突破，并獲得國(guó)家發(fā)明型專利授權(quán)（專利號(hào)：5069953）。盡管如此，進(jìn)一步完善TTX的制備方法、優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)線仍是需要繼續(xù)努力的方向。今后TTX能否大批量進(jìn)入醫(yī)藥市場(chǎng)很大程度上也有賴于其藥物配方的進(jìn)一步研發(fā)。

3.2 TTX給藥方式

隨著對(duì)TTX治療潛力的評(píng)估，優(yōu)化給藥效果受到越來(lái)越多的關(guān)注。最近已有研究報(bào)道，在治療帶狀皰疹后遺神經(jīng)痛方面，口服TTX微丸比肌肉注射有效得多，治療指數(shù)高于注射劑［58］。在后續(xù)大鼠醋酸誘導(dǎo)扭體試驗(yàn)中，對(duì)腸道持續(xù)釋放TTX微丸進(jìn)行的鎮(zhèn)痛作用表明，給予20~80 μg/kg TTX能產(chǎn)生鎮(zhèn)痛效果，且給藥后持續(xù)1.5~9.0 h，最強(qiáng)效應(yīng)在3~6 h之間［59］。與肌肉注射相比，TTX的口服給藥極大地促進(jìn)其在臨床治療中的應(yīng)用。

TTX鎮(zhèn)痛以及麻醉的有效性在很大程度上取決于其穿透神經(jīng)組織的能力及其作用范圍，通過(guò)輔助物質(zhì)或靶向遞送系統(tǒng)，針對(duì)局部治療可以減少TTX用藥量，延長(zhǎng)其鎮(zhèn)痛及麻醉作用時(shí)間，顯著改善TTX治療指數(shù)［60］?；瘜W(xué)滲透促進(jìn)劑（chemical permeation enhancers，CPE）能增加小分子對(duì)生物屏障的滲透率，包括一些表面活性劑和非表面活性劑（如亞硫醚、多元醇、脂肪酸、醇和酯），能夠可逆地修飾脂質(zhì)，導(dǎo)致膜流動(dòng)性增加［61］。Melnikova等［62］發(fā)現(xiàn)，與血管收縮劑、局部麻醉劑和化學(xué)滲透促進(jìn)劑共同給藥時(shí)，TTX的療效顯著提高。微米和納米藥物輸送系統(tǒng)的引入提供了以更低的藥量獲得更好治療反應(yīng)的機(jī)會(huì)，同時(shí)保持了較高的安全性［63］。以此方式包裹和運(yùn)輸TTX，在特定選擇的組織中釋放并達(dá)到治療要求的高濃度，從而實(shí)現(xiàn)靶向治療，同時(shí)降低全身毒性［63］。當(dāng)TTX用微粒和脂質(zhì)體與金納米棒結(jié)合時(shí)，觀察到最大的給藥功效［64-66］。用二氧化硅納米粒子封裝可降低全身毒性，同時(shí)增加TTX持續(xù)鎮(zhèn)痛的時(shí)間［65］。值得注意的是，較大的顆?？梢匀菁{更多的藥物且不易崩解，比微顆?；蚣{米顆粒的使用效果更為優(yōu)越［67］。

大幅提升TTX藥效的主要挑戰(zhàn)在于載藥量、穩(wěn)定性、毒性以及克服生物屏障的能力，事實(shí)上，這不僅是TTX所面對(duì)的挑戰(zhàn)，也是其他類似生物毒素面臨的問(wèn)題。因此，未來(lái)需要進(jìn)一步研究如何確保作用部位具有優(yōu)異的TTX生物利用度（bioavailability）以及更高的選擇性和安全性。

4 總結(jié)與展望

神經(jīng)毒素TTX高活性和選擇性地阻斷參與疼痛信號(hào)形成VGSCs的能力引起研究人員的高度注意，同時(shí)也為T(mén)TX提供了優(yōu)于其他鎮(zhèn)痛和麻醉藥物的優(yōu)勢(shì)。大量研究數(shù)據(jù)表明，TTX在緩解癌性疼痛方面有較明顯治療效果、有良好的耐受性，以及可接受的安全性。最近，Wex Pharmaceutical Inc.進(jìn)行的一項(xiàng)隨機(jī)雙盲安慰劑對(duì)照研究進(jìn)一步評(píng)估了TTX在臨床實(shí)驗(yàn)中的安全性、耐用性和藥理動(dòng)力學(xué)，再次證明TTX不僅安全、耐受性良好，也不會(huì)引起臨床或監(jiān)管方面的心臟變化、沒(méi)有誘發(fā)神經(jīng)肌肉或呼吸系統(tǒng)的任何臨床可測(cè)量損傷［68］。即便部分患者有輕或中度不良反應(yīng)，也是暫時(shí)性的，均未對(duì)臨床試驗(yàn)帶來(lái)不利影響。

為了開(kāi)發(fā)更安全的靶向藥物，人們一直在尋求新的方法，在減少不良反應(yīng)的同時(shí)增強(qiáng)藥物止痛效果的另一種方法是使用聯(lián)合療法。探索聯(lián)合治療方案是癌性疼痛臨床試驗(yàn)未來(lái)的方向，最近報(bào)道一個(gè)臨床相關(guān)藥物靶向阿片系統(tǒng)和腦啡肽酶抑制劑［69］。研究顯示，在與Nav1.7缺失突變的CIP小鼠和人類相關(guān)的無(wú)痛狀態(tài)中，阿片類藥物的信號(hào)通路具有重要作用［7］。研究人員發(fā)現(xiàn)，Nav1.7的缺失導(dǎo)致產(chǎn)生腦啡肽蛋白的PenkmRNA和甲硫氨酸腦啡肽蛋白上調(diào)，證明CIP中阿片信號(hào)增加［7］。當(dāng)給予阿片拮抗劑納洛酮時(shí)，加強(qiáng)了對(duì)脊髓的傷害性外周輸入，并顯著逆轉(zhuǎn)了Nav1.7缺失突變小鼠的鎮(zhèn)痛。研究還發(fā)現(xiàn)，較低的Na+水平與PenkmRNA表達(dá)上調(diào)有關(guān)［7］，揭示了阿片系統(tǒng)在CIP中的作用及其鎮(zhèn)痛的潛在機(jī)制。上述發(fā)現(xiàn)提示，Nav1.7抑制劑與小劑量的外源性阿片類藥物或腦啡肽酶抑制劑聯(lián)合使用產(chǎn)生顯著的鎮(zhèn)痛效果，這種效應(yīng)已經(jīng)在炎癥性和神經(jīng)性疼痛的動(dòng)物模型中得到證實(shí)［70-71］。因此，TTX結(jié)合其他鎮(zhèn)痛藥物，多藥聯(lián)用可以達(dá)到更好的止痛效果，為未來(lái)的止痛研究提供了一條充滿希望的途徑。

進(jìn)一步的研究應(yīng)該推廣到動(dòng)物模型以外，驗(yàn)證治療動(dòng)物的方法用于患者的安全性和有效性，確定TTX對(duì)人類的最有效治療方案。另外，應(yīng)該更多研究TTX穿透血腦屏障的能力，確保其穿過(guò)血腦屏障起到治療作用的同時(shí)，限制其意外影響。

雖然大量動(dòng)物和人類實(shí)驗(yàn)證實(shí)，Nav1.7、Nav1.8和Nav1.9等VGSCs亞型是潛在的疼痛治療靶點(diǎn)，VGSCs亞型在傷害性感受器過(guò)度興奮的過(guò)程中發(fā)揮核心作用，但VGSCs參與癌性疼痛的病理生理過(guò)程中的分子途徑和靶點(diǎn)仍不明確，故在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、藥物開(kāi)發(fā)方面暫未取得顯著進(jìn)展。造成這種現(xiàn)象的原因可能是以下幾點(diǎn)。a. 動(dòng)物和人類的藥物靶點(diǎn)分布存在一定差異，且缺乏人類VGSCs結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。b. 藥物對(duì)靶點(diǎn)的選擇特異性不高。VGSCs雖可以作為治療癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移的潛在治療靶點(diǎn)［72］，但在幾個(gè)預(yù)知的結(jié)合位點(diǎn)中只有兩個(gè)位于胞外連接物上的結(jié)合位點(diǎn)具有開(kāi)發(fā)亞型選擇性藥物的潛力，剩下的結(jié)合部位都位于跨膜區(qū)的通道孔內(nèi)，其氨基酸序列高度相似。美國(guó)食品藥品管理局（food and drug administration，F(xiàn)DA）已經(jīng)批準(zhǔn)的藥物雷諾拉嗪、利多卡因、羅比卡因和苯妥英都靶向局部麻醉位點(diǎn)，卻與其他位點(diǎn)有一些重疊，存在共同的結(jié)合區(qū)，這個(gè)結(jié)合區(qū)域嚴(yán)重限制了這些藥物分子的亞型選擇性和臨床應(yīng)用。c. 缺乏合適的人類疾病的臨床前替代模型。像懸尾試驗(yàn)這樣的急性抗傷害性測(cè)試實(shí)際上是在測(cè)量嚙齒類動(dòng)物的反射行為，而不一定是抗傷害性行為。此外，神經(jīng)病理性疼痛模型中的損傷后時(shí)間（約14 d）不能恰當(dāng)反映人類的神經(jīng)病理性疼痛。沒(méi)有合適的疼痛模型，藥物發(fā)現(xiàn)工作必然受到阻礙，因?yàn)榇蠖鄶?shù)候選藥物在臨床前階段通常表現(xiàn)出良好的止痛效果，不良反應(yīng)較少，但在臨床試驗(yàn)中產(chǎn)生類似于安慰劑的效果。因此，迫切需要合適的臨床前疼痛模型。

Genentech等制藥公司大力開(kāi)發(fā)針對(duì)Nav1.7的小分子抑制劑，GX-936等小分子與Nav1.7嵌合體通道的三維結(jié)構(gòu)已經(jīng)得到解析［73］。人們已經(jīng)確定了一系列VGSCs的高分辨率結(jié)構(gòu)，并采用高通量自動(dòng)膜片鉗分析來(lái)檢測(cè)狀態(tài)依賴的通道調(diào)制器，越來(lái)越清晰地認(rèn)識(shí)到動(dòng)物毒素等天然化合物作為一大類極具潛力的候選生物大分子藥物在VGSCs亞型上的作用［74］。完全有理由相信，隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)的發(fā)展、計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)和組合化學(xué)等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)對(duì)VGSCs高分辨率復(fù)合物結(jié)構(gòu)的不斷解析，探明靶點(diǎn)選擇性分子基礎(chǔ)，理清特異性離子通道與疾病間的內(nèi)在聯(lián)系，進(jìn)而明確鎮(zhèn)痛機(jī)制，不斷優(yōu)化作用靶點(diǎn)，未來(lái)必定會(huì)有越來(lái)越多的靶向鎮(zhèn)痛藥物走向臨床，造福廣大癌性疼痛患者。