神经病理性疼痛药物治疗新靶点研究进展*

查磊琼 彭志友 冯智英

（浙江大学医学院附属第一医院疼痛科，杭州 310003）

2011年国际疼痛研究学会 (International Association for the Study of Pain, IASP) 将神经病理性疼痛(neuropathic pain, NP) 的定义更新为躯体感觉系统的损害或疾病导致的疼痛[1]。NP在普通人群中的发病率为3.3%～8.2%，给病人带来极大的痛苦，严重影响其生活质量，并对病人造成沉重的经济和心理负担[2]。目前NP的治疗仍以药物为主。在2015年更新的IASP神经病理性疼痛治疗指南中推荐抗癫痫药和三环类抗抑郁药为一线用药，阿片类药物及利多卡因贴剂为二线用药[3]。然而，这些药物总体治疗效果仍不理想，且伴有不同程度的不良反应[4]。探索神经病理性疼痛的有效治疗措施是当今医学界亟待攻克的重大课题，有着极其重要的医学价值和社会意义。近年来随着对NP机制研究的不断深入，国内外开展了一系列基础与临床研究，旨在研发出镇痛效果更佳且不良反应更少的新型治疗药物。本文现就近年来NP药物治疗新靶点的研究进展进行综述，着重介绍神经生长因子 (nerve growth factor,NGF) 抗体、电压门控钠离子通道 (voltage-gated sodium channels, VGSCs) 阻滞剂和WNT信号通路阻滞剂、线粒体靶向抗氧化剂、消退素及干细胞治疗方面的研究现状，了解其发展趋势，为NP的药物研究指明方向。

一、NGF抗体

NGF是第一个被发现的生长因子，能促进感觉神经和交感神经节的生长和分化。抗NGF抗体则是一种实验性人源化单克隆抗体药物，通过选择性靶向结合并抑制NGF发挥镇痛作用。大量动物实验发现，注射NGF会引起非炎性、持久的热痛觉过敏和机械性痛觉过敏，同时在坐骨神经慢性缩窄性损伤 (chronic constrictive injury, CCI)、脊神经结扎 (spinal nerve ligation, SNL)、脊髓损伤 (spinal cord injury, SCI) 等多种NP动物模型的脊髓/背根神经节 (dorsal root ganglion, DRG) 中均出现NGF水平增加，且对这些NP动物模型注射抗NGF抗体，或原肌球蛋白受体激酶A (tropomyosin receptor kinase A,trkA) 抗体，可明显减轻热痛觉过敏及机械性痛觉过敏症状[5,6]。文献报道，NGF可能通过以下两个途径引起NP：①炎症或创伤时，NGF分泌增加，通过降低瞬时受体电位香草酸受体1 (transient receptor potential vanilloid 1, TRPV1) 的开放阈值、增加其表达，导致TRPV1受体敏化从而引起NP;②NGF与其高亲和力受体trkA结合，形成NGF-trkA复合体，转运至DRG后，调节或增加涉及伤害性疼痛的各种细胞表面受体及传导通路，导致外周敏化；同时改变转录，增加促痛性神经递质产生，如P物质 (substance P, SP)、降钙素基因相关肽 (calcitonin gene-related peptide, CGRP)、脑源性神经营养因子 (brain derived neurotrophic factor, BDNF) 等，导致中枢敏化。此外，该通路还能促进痛觉和交感神经纤维的生长和病理性重构，导致NP的形成，而与肥大细胞表面trkA结合的NGF能增加炎性介质甚至NGF本身，形成正反馈循环，参与NP的产生与维持[6]。

以上这些机制均提示，可以通过抑制NGF的增加及其信号传导来缓解NP。目前NGF抗体被相继开发用于临床研究，并已经进入II、III期甚至IV期临床研究阶段，如Tanezumab、Fasinuab和Fulranumab。Tanezumab通过选择性抑制NGF， 可持续抑制来自肌肉、皮肤和器官产生的疼痛信号传入脊髓，因而其具有与其他镇痛药物不同的崭新作用机制。2010年，Tanezumab曾被认为与一种罕见的副作用—骨坏死有关，但随着研究的不断深入,发现没有足够证据证实此不良反应由该药物引起，因而对于该药物的临床试验得以重新启动[6]。大量临床试验表明，Tanezumab能缓解NP、癌痛、骨关节痛等多种类型的疼痛，且未出现类似非甾体类抗炎药的心血管和胃肠道风险，也没有阿片类药物成瘾性等中枢神经系统不良反应[7]。在缓解NP方面，研究发现Tanezumab对于缓解糖尿病性周围神经病变 (diabetic peripheral neuropathy, DNP) 和带状疱疹后神经痛(postherpetic neuralgia, PHN) 的效果不一，对前者似乎更有效，而后者则需要高剂量的Tanezumab才能发挥镇痛作用，并且作用较弱，其机制目前尚不清楚[7]。这是一种新型非阿片类慢性NP治疗药物，有望使当前止痛药治疗无法获得足够疼痛缓解或对这些药物不耐受的NP病人从中获益。尽管此类药物为NP的治疗提供了新的方向，但仍需要不断深入研究。

二、VGSCs阻滞剂

VGSCs是跨膜离子通道蛋白家族中的一员，其广泛存在于可兴奋细胞如骨骼肌细胞、心肌细胞、神经细胞的细胞膜上，参与可兴奋细胞动作电位的形成。而神经细胞上VGSCs的异常活动、表达的改变以及突变均参与了NP的形成。VGSCs根据不同的分类方法可分为不同的亚型，通过既往对小鼠基因敲除及人类基因突变的研究发现，与疼痛相关的电压门控钠离子亚型主要是Nav1.3、Nav1.7、Nav1.8 和 Nav1.9。大量动物实验表明，使用各种方法干扰VGSCs基因的表达，能不同程度缓解触诱发痛和（或）痛觉过敏。此外在各种NP动物模型如SCI、CCI、DNP、选择性神经损伤模型(spared nerve injury, SNI)等 模 型 中，Nav1.3、Nav1.7、Nav1.8 和 Nav1.9的表达和（或）活性明显增加，而敲除相关基因的小鼠能明显缓解NP[8,9]。关于人类基因突变的研究也发现Nav1.8基因的功能获得性突变及Nav1.7基因的稀有突变等均与NP的产生有关[10]。这些研究均提示通过阻断钠离子通道来减轻NP具有一定的可行性。

目前临床上常用的钠离子通道阻滞剂如利多卡因、卡马西平等，缺乏特异性，在治疗过程中常伴随较多的不良反应，随着近年来对特异性钠离子通道阻滞剂研究的不断深入，大量新型的VGSCs阻滞剂不断被开发，如CNV1014802 、PF-05089771、TTX等，且大多已进入II、III期临床试验阶段，其中CNV1014802为选择性Nav1.7阻滞剂，可明显减轻三叉神经痛及腰骶神经根病所引起的疼痛，且耐受性好[11]。PF-05089771是一种选择性Nav1.7阻滞剂，在治疗DNP方面显示出较强的镇痛作用。DSP-2230为Nav1.7/Nav1.8阻滞剂，选择性较低，其用于治疗NP还处于临床I期试验阶段，而动物实验证明其具有良好的抗触诱发痛作用。TTX为TTX-S型钠离子通道阻滞剂，选择性较低，主要用于治疗化疗药物引起的NP[8]。这些药物在治疗NP上均较传统的钠离子通道阻滞剂具有更高的特异性，能明显缓解各种类型的NP，减少疼痛发作次数，且病人耐受性良好，不良反应少，有望为不耐受传统药物治疗的NP病人提供新的选择。

三、WNT信号通路抑制剂

NP的发生与多种细胞内信号通路的激活有关，宋学军实验室首次发现WNT蛋白家族及其介导的信号传导通路在NP的发病中扮演了重要角色，主要通过调节神经系统发育过程中神经轴突的再生等发挥作用[12]。已经明确的WNT信号通路包括经典的WNT-β-catenin信号通路及非经典的WNT信号通路，如WNT-PCP信号通路、WNT-Ca2+信号通路和WNT-Ryk信号通路。在经典通路中，WNTs与质膜上的Frizzled受体结合，刺激Dv1骨架蛋白，抑制和破坏β-catenin “破坏复合物”，如GSK-3β、轴蛋白、APC，使得β-catenin蛋白在胞质内积累并进入到细胞核中，并与钙粘素相互作用，调节突触可塑性。在PCP通路中，与FZ结合的WNT通过Dv1和GTPase RhoA激活JNK，进而调节细胞动力和基因转录。JNK信号转导在炎症和神经损伤引起的中枢敏化中发挥了重要作用，而其作用则主要是通过控制脊髓胶质细胞中细胞因子的表达来实现。在WNT-Ca2+通路中，FZ活化导致细胞内Ca2+增加，从而活化对钙离子敏感的蛋白，如蛋白激酶C、钙/钙调素依赖性蛋白激酶II (Ca2+/calmodulin dependent protein kinase II, CaMKII) 等，这些蛋白均在中枢敏化中发挥了重要作用。在WNT-Ryk信号通路中，通路激活使得细胞内Ca2+增加、NR2B受体激活，以及随之而来的依赖Ca2+的信号转导通路激活，从而增加DRG神经元的兴奋性以及脊髓背角痛觉伤害性感受器的突触可塑性，导致NP的产生[13]。

多项动物实验研究结果发现，在CCI、SNL、部分坐骨神经结扎 (partial sciatic nerve ligation,PSL)、HIV相关性NP等周围型慢性NP模型中，早期就可出现脊髓背角及DRG中WNTs表达上调，主要是WNT3a及WNT5a，并伴随脊髓背角中经典的WNT-FZ8-β-catenin信号通路和DRG中的不依赖β-catenin的非经典信号通路激活，且在NP产生的过程中，常伴有IL-18和TNF-α的产生，说明WNT信号通路产生NP的过程有促炎性细胞因子的参与，同时，小胶质细胞被激活，且BDNF水平增高，说明WNT信号通路可通过激活小胶质细胞使其分泌BDNF，从而介导疼痛的产生[13,14]。多种药物，如 IWP-2 、XAV939、Fz-8/Fc 、IWR-1-endo 等，通过拮抗WNT的产生、促进WNT的清除以及抑制WNT信号转导均能减轻NP动物模型的机械及热痛觉过敏[14]。此外，宋学军实验室研究发现，转录调节因子YAP和TAZ能通过与β-catenin“破坏复合物”结合，参与WNT信号转导通路的激活，因而成为调节NP发生的开关，使用YAP和TAZ抑制剂dCTB能通过抑制YAP/TAZ/β-catenin明显抑制NP的产生以及神经的改变[15]。

以上动物实验证明了WNT信号传导通路的激活与NP的发生存在明显的相关性，为NP的治疗提供了新的靶点。但目前WNT信号转导通路与NP的临床研究仍较少。对人类HIV相关疼痛综合征病人的研究发现，病人的WNT配体，包括WNT3a、WNT5a、WNT4和WNT9b均明显增加，WNT信号通路被激活，说明WNT信号通路在人类HIV相关疼痛的发展中起了重要作用[16]。虽然目前对于WNT信号通路与NP的研究大部分仍停留在动物实验阶段，但其作为NP治疗的一个潜在性的新靶点具有很大的发展前景，值得不断深入研究。

四、线粒体靶向抗氧化剂

线粒体在氧化还原反应的过程中产生活性氧族(reactive oxygen species, ROS)，正常情况下，线粒体产生的ROS与内源性抗氧化剂处于平衡状态，而当线粒体损伤时，则产生过多的ROS，使内源性抗氧化剂如：锰超氧化物歧化酶 (manganese superoxide dismutase, MnSOD)、谷胱甘肽 (glutathione,GSH) 等被消耗，打破正常的平衡状态，产生氧化应激反应。氧化应激一方面可引起组织细胞的损伤，使细胞因子、生长因子介导的细胞内信号通路活化，如：核因子 -κB (nuclear factor κb, NF-κb)、丝裂原激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)传导通路，导致NP的产生；另一方面，会引起线粒体结构及功能的改变，产生正反馈循环，加重氧化应激，并最终导致NP的产生。线粒体氧化应激易引起NP的另一个重要原因是周围神经系统 (peripheral nervous system, PNS) 本身具有易损性，PNS由于缺乏有效的神经血液网络及淋巴回流系统，当发生损伤或暴露于某些神经毒素、高糖时，线粒体更易发生结构或功能的改变，产生氧化应激；此外，PNS能量需求量高，而线粒体是产生能量的主要器官，因而当氧化应激发生在PNS时，易导致神经元损伤，产生NP[17]。因而我们认为可通过减轻线粒体氧化应激损伤达到治疗NP的效果，线粒体靶向抗氧化剂有望成为治疗NP的一个新方法。

抗氧化剂能透过线粒体膜进入线粒体常需要与一些亲脂性的基团或肽单元结合，如三苯基磷(triphenylphosphonium, TPP)、SS (Szeto-Schiller) 肽。TPP是一个带正电荷的亲脂基团，与抗氧化剂结合后，通过利用线粒体内外膜之间的电位差，使抗氧化剂在线粒体内聚集[17]。体外实验表明，使用与TPP结合的维生素E能使紫杉醇引起的DRG线粒体的功能失调恢复正常，并能减轻化疗所引起的周围神经病变 (chemotherapy-induced peripheral neuropathy, CIPN) 动物模型的机械性痛觉过敏，且并不影响化疗药物对癌症细胞的作用，而非线粒体靶向的抗氧化剂Trolox并没有此作用[18]。SS肽是由四种交替的碱性氨基酸组成的肽，其与抗氧化剂结合后可通过选择性与内膜结合的作用使其在线粒体内聚集，也有研究表明，SS31能减轻化疗药物诱导的急性和慢性神经痛模型小鼠的疼痛。线粒体抗氧化剂虽然目前仍未进入治疗NP的临床试验阶段，但其在治疗NP上具有广阔的前景，值得不断探索。

五、消退素

消退素是一种新型的内源性的脂质介质家族,由Serhan等首次从动物的炎性浸出液中分离出来。根据来源及合成途径的不同，可分为消退素D、消退素E和AT-消退素D三大类，具有较强的抗炎及免疫调节作用。既往的研究表明，消退素可通过抑制促炎性细胞介质、炎性细胞因子释放、调节多种细胞内信号传导通路、调节TRPV及胶质细胞的极化等机制来减轻炎性疼痛，同时也可通过抑制细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK) 的磷酸化，降低兴奋性突触后N-甲基-D-天冬氨酸电流，从而调节突触可塑性，抑制中枢敏化[19]。这些机制与NP的产生密不可分，因而该化合物在缓解NP方面具有很大的潜能。

近年的研究也发现，消退素不仅能减轻炎性疼痛，对于NP也有缓解作用，尤其是消退素D和消退素E。大量的基础研究也证实，鞘内注射消退素能明显缓解NP动物模型，如CCI模型的机械及热痛觉过敏[20]。目前消退素用于治疗NP大部分仍停留在动物实验阶段，因而消退素在治疗NP方面仍具有很大的发展空间。

六、干细胞

干细胞是一类具有修复能力的多潜能干细胞，可分泌多种因子，如神经营养因子3 (neurotrophin 3, NT-3)、NT-4/5、类胰岛素生长因子I (insulin-like growth factor I, IGF-I)、类胰岛素生长因子II (insulin-like growth factor II, IGF-II) 等，这些因子可通过阻断神经的退化进程、阻断凋亡通路、增加损伤和未损伤神经的存活／恢复通路、保护和恢复神经微环境、调节神经-免疫失衡等方式缓解NP。此外，干细胞还可能使部分损伤的神经恢复正常，从而达到治疗作用[21]。

慢性NP前沿领域正在尝试用干细胞治疗各类NP，不同来源的干细胞表现出不同的作用机制及效果。大量基础实验结果表明，早期移植骨髓间充质干细胞 (bone marrow-derived mesenchymal stem cells,BM-MSCs)、脂肪组织来源的间充质干细胞 (adipose tissue-derived mesenchymal stem cells, AT-MSCs )及脐带血来源的间充质干细胞 (umbilical cord-derived mesenchymal stem cells, UC-MSCs) 能明显减轻CCI、SCI、SNI等多种NP动物模型的触诱发痛及痛觉过敏，且静脉和鞘内注射均能达到效果[21,22]。而神经干细胞 (neural stem cells, NSCs) 对NP的缓解效果不一，但移植后NSCs存活及到达损伤部位的数量可能与NP的缓解有关，通过改善移植技术或增加移植细胞的存活率，能明显增加NSCs对NP的缓解作用[23]。此外，程建国实验室比较了不同来源、不同治疗途径干细胞移植对神经损伤引起NP的小鼠与大鼠的疗效和安全性，证实了无论是静脉注射或是鞘内注射大鼠来源的BM-MSCs、AT-MSCs，均能强效、持续的逆转NP，且无任何毒性作用。通过进一步的免疫化学荧光染色发现这些干细胞着床于脊髓膜的软膜层，降低了神经组织炎性反应，并加速了CGRP与植物凝集素阳性的非肽类神经纤维的修复[22]。这些都说明干细胞能通过神经的修复和抗炎症免疫反应来逆转NP。

目前干细胞治疗NP的研究大部分仍停留在动物实验阶段，临床研究仍较少。Vickers研究发现，人自体AT-MSCs移植能明显减轻病人的三叉神经痛，并且具有很好的安全性和耐受性[24]。Shin等通过对大脑来源的NSCs移植到15个颈部脊髓损伤的病人后发现移植后耐受性和安全性均很好[25]。虽然该研究并未证实NSCs对于NP的缓解作用，但表明了其在治疗中的安全性，通过改善移植技术等方法，NSCs有望成为治疗NP的一个新希望。

七、总结与展望

NP是严重影响人们生活质量的一种疾病，目前对于NP的治疗仍存在不足之处，可供选择的治疗药物缺乏，且治疗效果不佳，副作用多。NGF抗体、VGSCs阻滞剂、WNT信号通路抑制剂、线粒体抗氧化剂、消退素及干细胞作为治疗NP的新靶点，其治疗作用得到了实验验证，为新药的开发提供了理论依据，但尚存在一定的缺陷，如各作用靶点与NP发生的机理仍不完全清楚、实验技术的缺陷、临床试验的缺乏、许多动物实验与临床试验以及临床试验之间的结果存在矛盾之处等，这些均需要投入更多努力去深入探讨和研究。

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