A型肉毒素治療三叉神經痛的作用機制研究及進展

蘇秋羊　連亞軍△　蘇春賀

1)鄭州大學第一附屬醫院，河南 鄭州 450052　2)鄭州大學第二附屬醫院內科，河南 鄭州 450014

三叉神經痛(trigeminal neuralgia，TN)是一種累及三叉神經一支或多支、反復出現的神經性疼痛，疼痛性質通常為累及一側面部、突然出現、持續時間短暫的針刺樣疼痛[1]，其發病機制仍不清楚，被廣泛接受的機制是血管對三叉神經的慢性壓迫引起神經纖維的脫髓鞘，受損的神經纖維自發異常放電從而引起相應神經支配區域的痛覺。TN患者在病情早期可以使用一些抗癲癇藥物來緩解癥狀，然而隨著病情的發展，患者需要口服更高劑量的藥物，很多病人不能耐受因此帶來的不良反應。A型肉毒素(botulinum neurotoxin-A，BONT-A))很早被廣泛用于治療肌張力障礙、慢性偏頭痛等疾病，臨床試驗表明BONT-A可以安全有效地治療三叉神經痛[2]。很長一段時間內BONT-A的鎮痛作用被認為是通過其肌松作用實現的，然而后來的實驗研究發現其肌松作用的持續時間與疼痛緩解的持續時間存在分離現象，表明其鎮痛作用獨立于肌松作用。越來越多的研究表明其鎮痛作用機制涉及中樞和外周系統，與抑制多種離子通道的表達有關。

在本篇綜述中我們回顧了(trigeminal neuralgia，TN)的病因及病理生理學、BONT-A的組成結構、鎮痛的作用機制以及注射治療可能引起的不良反應。

1　TN的病因及病理生理學

經典TN的病因仍不清楚，研究發現TN患者的面部疼痛側和非疼痛側均普遍存在神經血管接觸[3]，并且發生接觸的血管主要為動脈。與非疼痛側相比，疼痛側更容易發現神經纖維在解剖結構上的改變，包括接觸部位的三叉神經出現位移和(或)萎縮[3-4]。受壓迫的三叉神經根出現脫髓鞘或者髓鞘化不良，它們自發異常放電從而引發燒灼樣的痛覺；雖然有些受損的感覺神經元無自發異常放電，但在外界的刺激下可引發持續數秒甚至數分鐘的放電[5]，這一病理生理機制與TN患者的臨床表現一致。然而上述機制不能很好的解釋一些患者在接受微血管減壓術后疼痛很快得到緩解，因為神經纖維的髓鞘再生過程是緩慢的，電生理研究顯示微血管減壓術后受壓迫的三叉神經即刻恢復傳導，所以脫髓鞘和其導致的神經傳導損害可能都參與了TN的形成[6]。一些患者在疼痛發作間期仍有持續的鈍痛，這可能與三叉神經痛覺感受系統的中樞易化有關。

鈉離子通道在外周神經系統疾病引起的疼痛中起重要的作用，至少包括Nav 1.7、1.8和1.9這三個離子通道，如在引起疼痛的神經病中發現這三個鈉離子通道的功能獲得性錯義突變[7]。一個Nav 1.7的變種損傷了慢激活電流并且觀察到相應的三叉神經節細胞的過度興奮[8]。最新研究表明Nav1.6的功能獲得性突變可能同樣對TN的形成有貢獻[9]。

繼發性TN的病理生理機制與經典的TN相似，病因依賴特定的結構損傷，常見的病因包括多發性硬化和位于小腦橋腦池的占位病變[10]。

2　BONT-A的組成結構

肉毒桿菌神經毒素由厭氧類型的梭菌類細菌產生，共有7種血清型(A-G)，根據氨基酸的序列又可以分成大約40種亞型。在脊椎動物體內有上百種細胞類型，而肉毒桿菌神經毒素僅與外周神經末梢結合，尤其是支配骨骼肌和自主類膽堿能的神經。肉毒桿菌神經毒素初始被合成為一條多肽鏈，然后被裂解成為由一個二硫鍵連接的重鏈和輕鏈組成的成熟毒素，其重鏈通過與突觸前膜表面上的神經節苷脂結合介導其進入胞質，然后進入胞質的核內體，核內體的酸性環境使二硫鍵裂解，進一步輕鏈轉移至胞液。輕鏈是一種具有蛋白水解活性的含有鋅離子的肽鏈內切酶，可以裂解可溶性N-乙基馬來酰亞胺(Soluble N-ethylmaleimide，SNARE)蛋白。SNARE蛋白包括小突觸泡蛋白(vesicle-associated membrane protein or synaptobrevin，VAMP)、突觸體相關蛋白25(Synaptosomal associate protein of 25 kDa，SNAP25)以及突觸融合蛋白，這三種蛋白構成了神經胞吐過程的核心，上述三種蛋白任何一種的失活都會影響神經遞質的釋放。不同類型的毒素特異作用于SNARE蛋白的不同組件，C型毒素裂解SNAP25和突觸融合蛋白，B型、D型、F型、G型僅作用于VAMP，而A型和E型裂解SNAP25[11]。不同血清型的毒素其輕鏈的作用時間不同，持續數天到數月不等。

3　BONT-A的作用機制

對于BONT-A的肌肉松弛作用已經有了很好的認識，所以不難理解其通過裂解SNARE蛋白影響介導疼痛的相關離子通道在細胞膜上的表達來實現其鎮痛作用。在后續的實驗研究中觀察到BONT-A可以有效緩解中樞起源的疼痛，研究者開始關注BONT-A如何實現其中樞鎮痛作用，越來越多的研究表明BONT-A可以通過軸突轉運和轉胞吞作用轉運至中樞系統，然而這一過程發生的細節仍不清楚，包括轉胞吞發生的具體位置等。在下文回顧的實驗研究中BONT-A表現出鎮痛作用，其作用機制與在外周抑制炎性介質的釋放、Na通道的失活、抑制瞬時感受器電位(TRP)通道的表達、逆行軸突轉運和轉胞吞作用有關。我們將逐一闡述。

3．1抑制外周炎性介質的釋放CUI等[12]人發現皮下注射BONT-A的可以在皮下注射福爾馬林引起疼痛的第二階段(炎癥階段)減少大鼠的舔舐行為，而不會減少初始階段因福爾馬林直接刺激外周神經末梢引起的舔舐行為，并且在選擇性緩解炎癥引起的疼痛的同時抑制福爾馬林引起釋放的谷氨酸鹽峰濃度的升高和減輕大鼠爪部的水腫，因此BONT-A的抗傷害感受被認為與其在外周的抗炎作用有關。在人體實驗中同樣觀察到BONT-A對辣椒素引起的疼痛有著抗傷害感受和抗炎作用[13]。上述效應被認為是毒素通過裂解外周感覺神經末梢的SNAP-25從而抑制介導疼痛和炎癥介質的釋放來實現的[14]。然而SCHULTE-MATTLER等[15]人同樣采用在人體上使用辣椒素誘發疼痛，未觀察到BONT-A明顯的抗炎或抗傷害感受作用，上述實驗結果的差異可能與毒素的注射方式或劑量不同有關。

在后續的相關研究中，BONT-A的鎮痛作用與其在外周的抗炎作用的關系沒有得到證實[16]，這些實驗研究中BONT-A的抗傷害感受獨立于其在外周的抗炎作用。

3．2Na通道的失活Na電流一直備受研究者的關注，因為其在觸發很多細胞發揮功能中扮演重要的角色，如信息傳遞、腺體分泌、肌肉收縮以及感覺。BONT-A可以抑制中樞和外周神經元的Na電流，并且其抑制方式與河豚毒素、局麻藥以及抗癲癇藥物不同，這些藥物對Na電流的抑制存在濃度依賴性[17]。在大鼠的三叉神經痛模型中，BONT-A通過抑制Nav1.7表達的上調來實現其鎮痛作用[18]。

3．3抑制TRP通道的表達瞬時感受器電位(transient receptor potential，TRP)通道是一個包含有很多種離子通道的大家族，其中有一類稱作熱感受通道的離子通道被認為與慢性疼痛有關，通過調節其在細胞膜上的表達密度可以為一些疾病提供治療途徑，如慢性疼痛的病理狀態與這些離子通道的轉運增多有關。熱感受通道在細胞表面上的表達受基本和受調控的囊泡轉運控制。一項在人類皮膚皮內注射辣椒素誘發TN的實驗中，皮下注射BONT-A可以減弱熱痛覺程度和減少疼痛范圍，而辣椒素作用于神經末梢上的TRPV1受體，并且該受體借助依賴可溶性N-乙基馬來酰亞胺敏感因子附著受體(SNAREs)的胞外分泌轉運至細胞膜上，這一過程可以被BONT-A抑制，表明BONT-A通過作用于TRPV1受體來實現其鎮痛作用。WU 等[19]人采用大鼠眶下神經的慢性壓迫損傷(Chronic Constriction Injury of the Infraorbital Nerve，ION-CCI)建立TN的動物模型，觀察到在大鼠須墊皮下注射BONT-A可以減弱痛覺過敏，并且抑制了三叉神經脊束核尾側亞核(Vc)中TRPA1、TRPV1以及TRPV2。ZHANG等[20]人在大鼠的顱外肌內注射BONT-A，然后分別使用辣椒素和芥子油刺激位于硬腦膜上的相應受體TRPV1和TRPA1，與對照組相比實驗組的硬腦膜接受域的反應減弱。以上的研究均提示BONT-A通過影響TRP通道在神經纖維末端的表達來實現其抗傷害感受的作用。

3．4逆行軸突轉運和轉胞吞作用BACH-ROJECKY等[21]人在大鼠一側腓腸肌反復注射酸性鹽來誘導產生“鏡像痛”，在其對側相應部位出現對機械刺激的痛覺過敏，實驗研究證實這種疼痛為中樞起源，在同側腓腸肌局部注射利多卡因不能緩解對側的痛覺過敏，他們觀察到在同側后爪足墊皮下注射BONT-A可以減弱雙側的痛覺過敏，鞘內注射BONT-A同樣可以觀察到上訴結果，說明BONT-A通過作用于中樞來實現其鎮痛作用，然后他們在同側的坐骨神經注射可以阻斷軸索轉運的秋水仙堿后未觀察到上訴結果的發生，表明外周注射的毒素經過軸索逆行轉運至中樞從而實現其抗傷害感受作用。在后續的研究中，MATAK等[22]人使用免疫組化技術證實了外周注射BONT-A后在脊髓層面發現裂解的SNAP-25。盡管關于肉毒素是否可以從注射位點通過逆行轉運至中樞仍存在爭議，越來越多的研究支持這一觀點[19]。LACKOVIC等[23]人在大鼠顱骨周圍注射BONT-A后在其硬腦膜上證實有裂解的SNAP-25存在，考慮到硬腦膜和顱外三叉神經支配區由各自的神經元支配，提示肉毒素可能在三叉神經節內或者三叉神經感覺核團內發生轉胞吞作用。

4　不良反應

注射BONT-A引起的不良反應基本上都是可逆的，如肉毒素用于治療頸部肌張力障礙，可能會出現吞咽困難、頸部肌肉無力、吞咽時疼痛以及類似感冒的癥狀[24]。有時候注射部位會出現肌肉萎縮，可能與BONT-A反復的化學去神經效應有關[25]。

5　結語

越來越多的實驗研究表明BONT-A通過作用于外周和中樞來實現其對TN的鎮痛作用，在外周它通過使Na離子通道失活和裂解SNAP-25抑制炎性介質的釋放以及TRP通道在細胞膜上的表達，然后通過逆向軸突轉運至中樞發揮相似的作用。而對于BONT-A在三叉神經系統中如何實現其轉胞吞作用及發生部位仍不清楚，并且無直接的證據證實這一過程的存在。此外TRP通道家族中其他離子通道是否參與TN的形成以及BONT-A是否可以抑制其在細胞膜上的表達仍不清楚。考慮到藥物治療TN可能帶來的不良反應和擔心手術存在的風險，注射BONT-A或許是一個不錯的選擇，然而由于需要長期反復注射加上其相對高昂的價格，患者需要面臨因此帶來的的經濟負擔。在以后的研究中，隨著更好的實驗設計及實驗技術的出現，對TN的病理生理機制進一步的深入了解，我們或許可以更好的理解BONT-A治療TN的作用機制，可能為研發出有效治療TN的新型藥物提供契機。

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