膽堿能抗炎通路疼痛調節作用的研究進展＊

王康樂 綜述，簡道林審校

（三峽大學仁和醫院，湖北宜昌443001）

疼痛是目前臨床中一個普遍存在的癥狀或疾病，它的發生機制尚不完全清楚，一般認為神經末梢（傷害性感受器）受到了各種傷害性刺激（物理或者化學）后，通過傳導系統（脊髓）傳至大腦中樞而引起疼痛感覺。同時，中樞神經系統對疼痛的發生、發展具有調控作用。膽堿能抗炎通路（cholinergic anti-inflammatory pathways，CAP）是新發現的一條存在于中樞神經系統與免疫系統之間，由迷走神經介導的拮抗炎性反應下行的調節通路，它通過迷走神經及其遞質乙酰膽堿（acetylcholine，ACh）與免疫系統相互作用，機體在受到強烈應急刺激時通過神經及其遞質的作用，抑制其炎性反應［1］。ACh介導通過煙堿型受體（N受體）和毒蕈堿型受體（M受體）在各種生理過程中扮演了關鍵角色，通過乙酰膽堿酯酶的降解來控制受體的活動。膽堿能受體激動劑和膽堿脂酶抑制劑統稱為擬膽堿藥，具有抗傷害作用和鎮痛效果。本文擬結合近年來的研究文獻來探討膽堿能抗炎通路調節疼痛方面的研究進展。

1 煙堿型乙酰膽堿受體

煙堿型乙酰膽堿受體（α7nicotinic acetylcholine receptor，nAChR）是一種配體門控的離子通道蛋白，主要功能是介導突觸間信號快速傳遞。中樞型的nAChR主要包括腦nAChR和神經元nAChR兩類；外周型的nAChR主要包括成熟型εnAChR和胚胎型r-nAChR兩類。其中α7nACh是N受體中最特殊的亞型受體，主要分布在中樞神經系統內，能夠調節鈣離子的活化及ACh遞質的釋放。

1.1 煙堿型受體在調節急性疼痛中的作用 脊髓神經元N受體參與痛覺調制并起到重要作用，其激活后可產生抗傷害效應。脊髓nAChR是一種配體-門控型離子通道受體，存在多種亞型，目前有研究認為與鎮痛效應密切相關的是α4、β2亞型受體。Epibatidine（EP）是Daly等從南美厄瓜多爾的三色毒蛙皮膚中分離到的一種結構全新生物堿，是目前被認可為最有效的nAChR激動劑，其鎮痛活性是嗎啡的200～500倍，尼古丁的200倍，且不具有成癮性［2-3］。EP主要通過特異性地結合于脊髓nAChR亞單位α4發揮鎮痛作用，其強大的鎮痛作用可以被非競爭性尼古丁乙酰膽堿受體（nAChRs）拮抗劑美加明（Mecalyamine）所阻斷，而不能被阿片受體拮抗劑納洛酮（Naloxone）所阻斷，表明EP是一種非阿片類高效鎮痛劑，它主要通過N型受體起作用［4］。電生理實驗也表明蛙皮素具有明顯的鎮痛作用。敲除小鼠的α4基因或阻斷其表達均可明顯削弱nAChR的鎮痛效應，而蛙皮素也主要是通過這一亞型而產生藥理作用。之后Abbott實驗室發現了類似于Ep的類似物ABT-594，它是尼古丁的氮雜環丁烷生物電子等排體，在嚙齒類動物的急性、持續性或者神經病理性等多種疼痛模型上都表現出強大的鎮痛作用，鎮痛活性不僅與Ep相當，且毒副作用低［5-6］。但是，ABT-594并不影響非致痛性刺激所引起的神經元反應，這充分說明ABT-594是有選擇地降低神經元的反應性。通過化療誘導性神經痛的模型實驗結果更進一步說明了煙堿激動劑ABT-594的鎮痛作用［7］。Irusta等［8］在鼠疼痛模型中發現，ACh受體和N受體激動劑在鎮痛機制中起到主要作用；Hama等［9］在行甲醛誘導的鼠疼痛模型中發現，無論對急性或慢性組織損傷的疼痛，N受體激動劑均有鎮痛作用，但對慢性疼痛的鎮痛效應相對更強。

1.2 煙堿型受體在調節神經病理性疼痛中的作用 通過基因表達的研究得知，煙堿型受體在神經性疼痛方面也有著重要作用：如在神經性疼痛的脊神經結扎模型中，激動RJR-2403能減少約50%的誘發疼痛，EisenACh在1999年提出這一類化合物在神經性疼痛方面的廣泛作用。

1.3 其他疼痛 神經元尼古丁（NNR）受體激動劑具有廣泛的治療潛力，通過對不同刺激模式和疼痛模型的表現效果已得到證明。更重要的是，NNR激動劑在對持續性炎性疼痛和持續性內臟刺激也有顯著的效果［10］。在關節炎的模型中，鞘內注射蛙皮素也能減輕疼痛。

1.4 不良反應 通過對亞型選擇性N受體靶向藥物的深入研究，發現煙堿本身激活多個受體亞型與潛在的不良反應相關。煙堿在周邊的不良反應包括心血管、呼吸及胃腸道的反應，可能是通過激活α1和α3受體介導的；煙堿在中樞的不良反應包括成癮性、惡心嘔吐、抽搐等，也可能與α1和α3受體有關。最主要的是α4／β2和α7受體選擇性激動劑最近的研究顯示，它所引起的老年癡呆癥和精神分裂癥等相關認知障礙超過其鎮痛作用。

2 毒蕈堿樣膽堿能受體

毒蕈堿樣膽堿能受體（muscarinic cholinergic receptor mAChRs）通過分子生物學的分類方法分為M1～ M5種亞型，他們在神經調節鎮痛方面起到重要作用。其中M1、M3和M5是通過Gq蛋白作用于磷脂酸肌酶C而生成IP3和DAG，但也可以通過GS蛋白激活腺苷酸環化酶cAMP從而引起生物效應。M2和M4是通過G蛋白抑制腺苷酸環化酶促使cAMP減少。

2.1 毒蕈堿樣受體在調節急性疼痛中的作用 Rellandra在20世紀30年代曾首次使用膽堿酯酶抑制劑新斯的明在人體證明能提高痛閾，隨后，很多的相關文獻對膽堿酯酶抑制劑、M受體激動劑的鎮痛作用進行了闡述，特別是在M受體分型之后，更促進了M受體在鎮痛作用中的研究及發展。Bartolini等［11］通過扭體試驗、熱板試驗及壓爪試驗3種不同的刺激來測定小鼠痛閾，在給予M1受體激動劑McN-A-343和AF-102B的情況下，小鼠在扭體試驗和壓爪試驗中明顯提高了痛閾，這種鎮痛作用可以被M1受體拮抗劑哌侖西平、雙環維林和阿托品所阻斷，但不能被M2受體拮抗劑AF-DX116和HC-3（抑制ACh的合成）所阻斷。此時 M2受體激動劑檳榔堿（Arecaidine）并沒有鎮痛作用，但在熱板試驗和壓爪試驗中可降低痛閾，這說明了在脊髓上水平突觸后的M1受體和鎮痛有關，而突觸前的M2受體所調制痛覺的作用是通過調節內源性ACh的釋放而實現的［12］。除了受中樞膽堿能系統的影響，越來越多的研究證實了mAChRs在外周性疼痛中同樣具有抗疼痛作用［13］。

2.2 毒蕈堿樣受體在調節神經病理性疼痛中的作用 毒蕈堿樣對神經性疼痛方面的治療只具有部分療效，在所有的患者中只有50%可以真正得到緩解。但膽堿能系統可能提供另一種神經源性疼痛的治療方法。在神經性疼痛的脊神經結扎模型（SNL）的實驗中有人證明了毒蕈堿激動劑可完全扭轉疼痛的特點，這是根據膽堿酯酶在SNL模型中的鎮痛作用原理［14］。而后通過觀察膽堿酯酶在治療糖尿病神經病變中mAChRs密度的影響，通過測量大鼠脊髓背側M2受體選擇性拮抗劑AFDX384的含量提示，在鏈脲霉素誘導糖尿病大鼠中mAChRs濃度約增加50%。電生理學研究表明側腦室注射（icv）氯化乙酞膽堿可明顯抑制中腦網狀結構和丘腦束旁核痛敏神經元的放電，阿托品可阻斷這種效應。以上實驗說明體內或外源性ACh均參與鎮痛作用，而且是通過M受體實現的。為了進一步證實M受體在鎮痛中的作用，有人選用10、28d和3個月的大鼠進行實驗，發現M受體激動劑氧化震顫素對10d和28d大鼠無鎮痛作用，而對3個月的大鼠可產生劑量依賴性鎮痛效應，其原因主要是因為中樞M受體只有到28d時才成熟或接近成熟。研究人員證明，ACh在動物面部神經疼痛模型中，從右臉頰注射甲醛后，M2mRNA在三叉神經和這些受體激活的感覺神經中存在，這意味著M受體激動劑有治療三叉神經痛的作用。

2.3 其他方面疼痛 許多研究已經證明M受體激動劑對急性疼痛的作用，通過這些可以推測M受體激動劑對神經性和炎性疼痛都有效，如骨關節炎這種既有神經性疼痛又有炎性疼痛的疾病。

2.4 不良反應 M受體激動劑與其相關的不良反應已經被證實，一般是由M2和M3的選擇性低而造成。這些受體的激活會導致心率、胃腸道不良反應、流涎減少等。

3 乙酰膽堿酯酶

乙酰膽堿酯酶（AChE）是生物神經傳導中的一種關鍵酶，在神經傳導中有重要的功能。這種酶可以水解ACh，對限制N受體、M受體的激活起到關鍵作用。這些受體的活化對大多數人生理上會產生不良的影響，嚴重者可能導致呼吸衰竭和死亡。

3.1 AChE在調節急性疼痛中的作用 有實驗表明，給健康志愿者鞘內注射新斯的明，對冷刺激性的疼痛具有相應的鎮痛作用［15］，并且它在腳上的效果比用在手上的效果好很多。此外，相關數據表明它主要通過抑制劑增強作用促進脊柱釋放ACh。許多研究發現，在脊髓遇到傷害性刺激后或手術時期，即在痛苦的狀態時，ACh釋放才會增加［16-17］。

3.2 AChE在調節神經病理性疼痛中的作用 動物的實驗結果表明，調節膽堿能系統也是治療神經痛的一種方法。動物研究提示，鞘內注射新斯的明對大鼠糖尿病神經痛具有明顯的鎮痛作用［18］。在一個神經性疼痛的模型中，鞘內注射新斯的明后也完全減少了機械性刺激引起的L5和L6脊神經的疼痛［19-20］。值得注意的是鞘內注射新斯的明后，雌性大鼠比雄性效果要更好［21-22］。有報道稱，注射ChE抑制劑新斯的明可加強外源性給予ACh的鎮疼效應，而M受體拮抗劑阿托品可翻轉此效應。在急性疼痛的模型中，通過觀察大鼠移動后趾離開輻射熱源的反應時間，發現由新斯的明引起反應時間增加的雄性大鼠完全被阿托品所逆轉，而這種逆轉作用在雌性大鼠中并不明顯。從目前已公布的數據還可以得出女性較男性更容易患某種疼痛，而新斯的明在女性身上的效果也要比男性好。

3.3 不良反應 近年來，有報道稱膽堿酯酶抑制劑或反義寡核苷酸對AChE在炎性疼痛的抗炎中起到作用［23］。雖然已有許多對膽堿酯酶抑制劑功效的報道，但在臨床使用中仍因其產生的不良反應受到限制。而后有研究顯示，低劑量的新斯的明和阿片類藥物合用可以增強藥效，且不會增加其不良反應。

4 結 語

綜上所述，膽堿能系統在痛覺調制和鎮痛過程中具有一定的作用，乙酰膽堿在這個通路中是不可或缺的遞質或調質。已有大量相關文獻表明膽堿能系統參與臨床相關的疼痛，包括炎癥、疼痛、神經病理性痛、內臟痛和關節炎疼痛等疼痛的調節。相信在不久的將來，膽堿能系統參與疼痛的調節作用會得到進一步的闡明。

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