大麻二酚在眼部疾病中的應用前景

馬櫻格 綜述，李史序，張詠鑫，葉琳 審校

(1.暨南大學第二臨床醫(yī)學院，深圳 518001；2.暨南大學附屬深圳眼科醫(yī)院，深圳市眼病防治研究所，深圳 518000)

大麻作為一種古老的藥用植物，其莖、花、葉和種子等均具有實用價值，用途十分廣泛，并且大麻及其制品曾廣泛應用于人們的生產(chǎn)生活當中[1]。目前已知的天然大麻素有70余種，其中Δ9-四氫大麻酚(Δ9-tetrahydrocannabinol,THC)和大麻二酚(Cannabidiol,CBD)是大麻植株里含量最高的也是最常見的兩種大麻素，也是最常見的。然而，多年來，大多數(shù)與大麻衍生化學物質(zhì)相關的研究工作都集中在THC。與THC相比，CBD不產(chǎn)生精神活性[2]，這突出了CBD用于臨床藥物開發(fā)的潛力。

近年來，CBD的化學、藥理學及各種分子靶點，包括大麻素受體和內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)(endocannabinoid system,ECS)，都已被廣泛研究。ECS是一種內(nèi)源性脂質(zhì)信號系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括內(nèi)源性大麻素、參與其合成和代謝的酶以及大麻素受體，其中大麻素受體分為大麻素受體1(cannabinoidreceptor 1,CB1R)和大麻素受體2(cannabinoidreceptor 2,CB2R)。CB1R在中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)中廣泛表達，CB1R的激活能調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放。CB2R在免疫細胞上高度表達，其激活具有抗炎作用，可以減少促炎介質(zhì)的產(chǎn)生和白細胞的聚集減少。研究表明，增強ECS激活的藥物，包括CB1R和CB2R的激活，已在疼痛和炎癥的實驗模型中顯示出療效[3-4]。

目前已有大量文獻證明CBD具有廣泛的治療潛力，包括治療癌癥[5]、炎癥性疾病[6]、神經(jīng)退行性疾病[7]和精神疾病[8]。另外，隨著CBD在眼部的研究不斷深入，其抗炎、抗氧化和神經(jīng)保護等作用也將為眼部疾病治療提供新的思路和手段。因此，本文就CBD在眼部疾病的應用前景做一綜述，為CBD的藥用研發(fā)提供理論基礎。

1 CBD在各種眼部疾病中的治療潛力

1.1 角膜炎癥

角膜是一種薄而無血管的組織，受感覺神經(jīng)支配。當因感染、手術或外傷引起角膜損傷時，可發(fā)展為以痛覺過敏、慢性、衰弱性疼痛和炎癥為特征的角膜神經(jīng)性疼痛(corneal neuropathic pain,CNP)[9]。另外，角膜損傷也會導致炎癥反應，從而導致促炎細胞因子的產(chǎn)生、白細胞的聚集、產(chǎn)生疼痛的神經(jīng)肽釋放和角膜新生血管生成[9]。目前用于眼痛、炎癥和CNP的治療藥物包括外用糖皮質(zhì)激素、三環(huán)類抗抑郁藥、γ-氨基丁酸類藥物和阿片類藥物。然而，這些藥物往往不能提供足夠的疼痛緩解，并伴有不良反應[10]。因此，迫切需要能夠減輕CNP相關疼痛和癥狀的新療法。

有研究報道角膜中存在大麻素受體[11]，可以在角膜上皮和內(nèi)皮中檢測到CB1R，當角膜受損傷后角膜上皮細胞中CB2R表達上調(diào)[12]。研究發(fā)現(xiàn)[13]，CBD在角膜痛覺過敏的小鼠模型中具有抗痛覺和抗炎作用。實驗表明局部應用植物大麻素Δ8THC和CBD以及大麻素衍生物HU-308降低了角膜痛覺敏感性，并且減輕了角膜上皮淺表化學損傷引起的中性粒細胞浸潤。另外，這些大麻素的作用是由不同的受體介導的，包括CB1R、CB2R 以及 5-HT1A受體。所以，這些大麻素作為單一藥物或組合使用時，可能是治療角膜表面損傷引起的眼痛和炎癥的有效藥物。這項研究證明了CBD可以作為角膜疼痛和角膜炎癥的潛在治療方法。然而，目前關于CBD治療由眼表損傷引起的角膜疼痛和炎癥中的相關研究比較少，還需要后續(xù)的進一步基礎研究。

1.2 糖尿病視網(wǎng)膜病變

糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy,DR)是成年人視力喪失的主要原因之一。其特征為視網(wǎng)膜血管滲漏導致視物變形，血-視網(wǎng)膜屏障(blood-retinal barrier,BRB)破壞導致黃斑水腫和視網(wǎng)膜新生血管的生成，視力進一步喪失[14]。研究表明視網(wǎng)膜神經(jīng)退行性病變是DR的一個重要組成部分，由于視網(wǎng)膜內(nèi)神經(jīng)節(jié)細胞的死亡，會導致視覺功能的永久性損害[15]。

目前DR的治療方法包括視網(wǎng)膜激光光凝、玻璃體視網(wǎng)膜手術和玻璃體腔內(nèi)注射抗血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)。激光光凝是目前DR的推薦治療方法，然而，激光光凝與神經(jīng)組織死亡有關，因此需要對DR進行非侵入性治療。另外，玻璃體視網(wǎng)膜手術，常伴有術后并發(fā)癥，如眼壓升高、眼內(nèi)炎和白內(nèi)障形成[16]。目前已有研究證實VEGF在增殖期DR中起著重要作用[17]，但抗VEGF治療僅對缺血引起的DR中新生血管有作用，并且該治療還具有一些眼部的不良反應，如視網(wǎng)膜萎縮、視網(wǎng)膜色素上皮撕裂等[18]。綜上所述，迄今為止還沒有治療DR神經(jīng)退行性的方法[19]。所以，為了保護視力和防止缺血引起的視網(wǎng)膜病變，新生血管、神經(jīng)退行性病變和炎癥三個部分必須都得到解決。

近年來，有關ECS參與調(diào)節(jié)眼部疼痛和炎癥的發(fā)現(xiàn)，為靶向大麻素受體系統(tǒng)(CB1和CB2)治療眼部炎癥病癥開辟了新的途徑[20]。有研究者通過免疫組化研究評估了CB1R定位于許多物種視網(wǎng)膜中的感光細胞、雙極細胞和神經(jīng)節(jié)細胞[21]。另外，也有研究證實CB2RmRNA在成年大鼠的視網(wǎng)膜以及人視網(wǎng)膜色素上皮細胞(mRNA和蛋白)中均有表達[22]。目前已有研究證明CBD可以通過阻斷活性氧和腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)的形成以及p38 MAP激酶的激活來減少視網(wǎng)膜炎癥[23]。另外，它還可以通過抑制大鼠視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細胞中的腺苷再攝取來發(fā)揮抗炎活性[24]。因此，CBD的抗炎特性提示其可能成為DR誘發(fā)炎癥的治療選擇。

Azza等[23]在DR動物模型中發(fā)現(xiàn)，CBD治療可以降低氧化應激；降低TNF-α、VEGF和細胞間黏附分子-1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)的水平；防止糖尿病視網(wǎng)膜中的視網(wǎng)膜細胞死亡和血管通透性過高；并阻止p38MAP激酶的激活。此研究首次通過CBD的抗氧化和抗炎作用證明了CBD對早期糖尿病小鼠中的神經(jīng)保護和BRB保護作用。還有研究報道，已在多種動物的視網(wǎng)膜中發(fā)現(xiàn)花生四烯醇乙醇酰胺(anandamide,AEA)和2-花生四烯醇甘油(2-arachidonoyl glycerol,2-AG)[25]。在AMPA(α-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異惡唑丙酸)興奮毒性模型中，研究者發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性大麻素AEA通過CB1R信號通路參與視網(wǎng)膜的神經(jīng)保護作用，同時證實CB1R參與了2-AG對AMPA興奮性毒性小鼠視網(wǎng)膜的神經(jīng)保護作用[26]。在鏈脲佐菌素誘導的DR大鼠模型中，CBD也被證明可以降低神經(jīng)毒性、氧化應激、炎癥標志物表達、視網(wǎng)膜細胞死亡和血視網(wǎng)膜屏障破壞，并且這些作用是通過抑制p38 MAP激酶介導的[15]。這些模型都為CBD在不同視網(wǎng)膜疾病模型中的神經(jīng)保護作用提供了強有力的證據(jù)。

綜上所述，CBD能夠減少活性氧的形成，抑制VEGF、ICAM-1和TNF-α的表達，并阻止p38 MAP激酶的激活。這些發(fā)現(xiàn)均表明CBD是一種潛在的治療DR的藥物，能夠抑制炎癥、視網(wǎng)膜神經(jīng)元細胞死亡和保護血視網(wǎng)膜屏障。

1.3 青光眼

青光眼是世界范圍內(nèi)導致不可逆失明的主要疾病之一，以視神經(jīng)進行性變性為特征，并伴有視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞的喪失。其中，眼壓升高是主要的危險因素[27]。由于人眼主要通過睫狀體分泌房水再經(jīng)小梁網(wǎng)和葡萄膜通道流出的動態(tài)平衡來調(diào)節(jié)眼壓，因此，臨床上一般通過減少房水形成或增加房水流出(通過小梁網(wǎng)或葡萄膜途徑)來降低眼壓。目前用于青光眼的治療藥物包括前列腺素類似物、β-腎上腺素能受體拮抗劑、α-腎上腺素能受體激動劑、碳酸酐酶抑制劑、膽堿能激動劑，以及最近的Rho激酶抑制劑等[28]，通過以上藥物的單獨或聯(lián)合使用進行治療。然而，慢性青光眼患者應用降眼壓藥物的時間較長，其中一些藥物長期應用具有不良反應，并可產(chǎn)生耐受性。因此，對于上述藥物或藥物組合治療反應不佳的患者，或?qū)ΜF(xiàn)有藥物產(chǎn)生耐受性的患者，需要新的藥物控制眼壓，防止發(fā)生與青光眼相關的視神經(jīng)損傷和視力喪失[29]。

有關吸食大麻降低眼壓的觀察最早出現(xiàn)在50多年前，Hepler和Frank[30]指出了大麻素在眼部生理和疾病中的功能意義。他們指出，吸食大麻的受試者眼壓較低。此后，多項研究證明了各種植物大麻素，包括?9-THC和CBD，均能夠降低眼壓[31-35]，這表明它們可能對青光眼具有治療作用。然而，?9-THC具有精神藥物的不良反應，這限制了其在青光眼的臨床應用，而CBD是非精神藥物，所以其在降眼壓方面具有更大的潛力[36-37]。

大麻素受體的降眼壓機制起初被認為是通過中樞神經(jīng)系統(tǒng)起作用的，直至在睫狀體和小梁網(wǎng)中發(fā)現(xiàn)該受體，才使人們意識到，其降眼壓的作用位點在眼部，即大麻素通過激活位于小梁網(wǎng)細胞、睫狀體的大麻素受體，導致下游信號通路的激活，從而引起房水的外流和眼壓的改變。有研究報道，大麻素樣藥物會增加無色素睫狀上皮的環(huán)氧酶-2和基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMP)的表達[38]，而無色素睫狀上皮是負責房水分泌的，所以提示大麻素與房水分泌有關。還有研究顯示，CB2受體激動劑JWH015可以通過影響Rac1-GTPase酶的活性，調(diào)節(jié)小梁網(wǎng)細胞骨架肌動蛋白的移行，增加房水外流[39]。

Alyssa等[32]使用培養(yǎng)的豬小梁網(wǎng)細胞，研究CBD對小梁網(wǎng)細胞的收縮性、肌球蛋白輕鏈和肌球蛋白磷酸酶靶向亞基1磷酸化和RhoA活化的影響。發(fā)現(xiàn)用1 μmmol/LCBD處理小梁網(wǎng)細胞可降低小梁網(wǎng)細胞介導的膠原蛋白收縮，抑制肌球蛋白輕鏈和肌球蛋白磷酸酶靶向亞基1磷酸化并降低RhoA活化。這項研究首次發(fā)現(xiàn)，CBD可作為降眼壓的潛在治療劑，CBD可以增強房水流出并改變小梁網(wǎng)細胞信號傳導。還有研究發(fā)現(xiàn)[40]，在荷蘭大兔模型中使用以Carbopol(?)940聚合物為黏合劑、采用熱均質(zhì)-探針超聲法制備的CBD納米乳液，會顯著降低治療眼的眼壓，這個結(jié)果也支持進一步探索CBD作為降眼壓的潛在活性藥物。

目前，?9-THC已有充分的文獻記載，并一致顯示可降低眼壓。然而，CBD對眼壓的影響還有爭議[35]。迄今為止，關于CBD對眼壓的影響，已經(jīng)發(fā)表了10篇獨立報道: 4篇報道表明CBD對眼壓沒有影響[41-44]，4篇報道表明CBD降低眼壓[33,45-47]，2篇報道顯示CBD引起眼壓升高[34-35]。另外，最近的研究表明，?9-THC的眼壓降低作用是由CB1和GPR18受體的聯(lián)合激活介導的，而CBD的作用相反，會導致眼壓升高[48]。雖然眼壓降低的幅度似乎與劑量有關，但未觀察到作用持續(xù)時間與劑量之間的關系。此外，反復給藥是否會導致生理耐受及其降低眼壓的治療效果也尚不清楚。綜上所述，文獻并沒有明確地表明CBD對眼壓的影響。

2 CBD作為局部眼用制劑的挑戰(zhàn)

CBD作為眼部治療劑的實際應用還面臨著一些挑戰(zhàn)，包括低生物利用度、局部給藥困難和作用時間短。

2.1 生物利用度

大麻素的生物利用度個體差異大，影響因素包括體重、年齡、性別、健康狀況和生理狀態(tài)[49]。雖然FDA批準含有CBD的藥物可以口服[50]，但由于廣泛的肝臟首過效應會使CBD的口服生物利用度降至13%～19%[31]，因此需要大劑量使用才能達到治療效果。然而，高劑量使用的后果是不良反應的增加[51-52]。CBD的不良反應包括嗜睡、口干、食欲不振、惡心和胃腸道問題，其中最嚴重的不良反應為肝功能異常(轉(zhuǎn)氨酶升高)[53]。

導致CBD生物利用度差的另一個主要因素就是它的疏水性，CBD的化學結(jié)構(gòu)包含芳香環(huán)和脂肪側(cè)鏈，這使其成為高度疏水分子，限制了其在角膜上的滲透性[54]。

2.2 給藥途徑

大麻素的藥代動力學特征隨著給藥途徑的不同而不同。眼科疾病的治療方法通常是口服或局部給藥。然而，由于CBD在腸道和肝臟較高的首關消除，導致進入全身血液循環(huán)內(nèi)的藥物量較少，而且CBD的血漿蛋白結(jié)合率較高(>99%)，會導致血漿中游離態(tài)的有效藥物量減少[55]。因此，需要局部應用CBD。

然而，開發(fā)眼局部給藥系統(tǒng)是一項艱巨的任務。在大多數(shù)研究中，輕質(zhì)礦物油一直是局部給藥大麻素的首選載體[20]。但輕質(zhì)礦物油存在諸多問題，如水不溶性和局部毒性。水溶性對眼通透性很重要，因為眼睛經(jīng)常被淚膜清洗和滋潤。但是輕質(zhì)礦物油是不溶于水的，這極大地限制了藥物角膜通透性。此外，輕質(zhì)礦物油還具有局部毒性，表現(xiàn)為眼瞼腫脹、燒灼感和結(jié)膜充血。因此迫切需要一種合適的載體，能夠?qū)崿F(xiàn)以治療劑量局部給藥大麻素。

2.3 作用時間

CBD作為眼部治療藥物的另一個缺點是作用時間短。1980年第一項關于CBD與青光眼的安慰劑對照研究中，研究對象是18例青光眼患者。這項研究表明，在吸食18 mg CBD后，平均眼壓從28 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)降至22 mmHg，同時發(fā)現(xiàn)眼壓降低的效果持續(xù)不到4 h[56]。在另一項研究中，CBD需要通過小型泵持續(xù)輸注才能使眼壓降低[45]。作用時間短意味著CBD需要在一天中多次應用以保持治療效果。

然而，頻繁給藥會使患者的依從性降低。相比之下，每天應用一次的患者依從性更高。

3 未來的發(fā)展方向

大麻素在眼部生理和疾病中的功能意義已經(jīng)報道了幾十年。到目前為止，CBD在青光眼、DR和角膜損傷中的治療潛力已被廣泛研究?？紤]到其抗炎、抗氧化和神經(jīng)保護的特性，將來還可以繼續(xù)探索CBD在其他眼部疾病(如葡萄膜炎和慢性淚囊炎)方面的治療潛力。為提供有效的治療、了解CBD在眼部疾病治療中的作用機制，保證其作為眼部治療劑的有效和安全性十分重要，例如研究CBD的藥代動力學特性，考慮其在急性和長期使用后對人類眼部結(jié)構(gòu)和功能特征的潛在影響，確定其在長期使用中的藥理療效。在未來，讓CBD成為治療許多眼部疾病的新方法，還必須解決有效的治療劑量和延長局部給藥作用時間的難題。

4 總結(jié)與展望

綜上所述，大量研究證實了CBD作為天然大麻素提取物在治療多種眼科疾病、延緩疾病進展以及提高患者生活質(zhì)量等方面的積極作用，但CBD在治療眼科相關疾病上的機制尚未清楚闡明，其能否作為一種安全、有效的新型藥物還需要進一步的深入研究。二十余年前，大麻素受體在眼部被發(fā)現(xiàn)；十余年前，大麻素受體在視網(wǎng)膜的研究結(jié)果開始出現(xiàn)在期刊上；隨后非精神活性CBD的抗炎、抗氧化及神經(jīng)保護等作用引起眼科醫(yī)生的極大興趣。遺憾的是，目前關于CBD的試驗僅限于歐美國家，國內(nèi)仍缺乏CBD在眼部疾病治療的相關研究，這也需要國家政策的大力支持和科研機構(gòu)的積極探索。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突

開放獲取聲明

本文適用于知識共享許可協(xié)議(Creative Commons)，允許第三方用戶按照署名(BY)-非商業(yè)性使用(NC)-禁止演繹(ND)(CC BY-NC-ND)的方式共享，即允許第三方對本刊發(fā)表的文章進行復制、發(fā)行、展覽、表演、放映、廣播或通過信息網(wǎng)絡向公眾傳播，但在這些過程中必須保留作者署名、僅限于非商業(yè)性目的、不得進行演繹創(chuàng)作。詳情請訪問：https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/。