新型抗焦慮藥物研究進展

鄭天歌，張青杰，賈靖儀，梁建輝

(北京大學藥學院分子與細胞藥理學系，北京 100191)

焦慮是焦慮障礙(anxiety disorder，AD)的簡稱，包括廣泛性焦慮障礙(generalized anxiety disorder，GAD)、驚恐障礙(panic disorder，PD)、特定恐懼癥和社交焦慮障礙，創傷后應激障礙(post-traumatic stress disorder，PTSD)和強迫障礙也曾被歸類于此。盡管每種焦慮障礙的癥狀表現不盡相同，但其患病個體往往都具有明顯的植物神經功能亢進癥狀，如心悸、氣促、多汗、頭昏、惡心、腹痛等，對患者的日常生活造成了不同程度的困擾。

本文通過檢索PubMed內近5年的文獻資料，對新型抗焦慮藥物的研究進展進行了綜述，并就本學科領域存在的問題及學科發展趨勢發表管中之見。

1 基于內源性大麻素系統的新型抗焦慮藥物的設計與開發

1.1 內源性大麻素系統的組成大麻素或外源性大麻素是天然存在于桑科植物大麻(cannabissativaL.)中的一類具有藥理活性的化合物。而除植物來源的大麻素類物質外，機體自身也可合成、釋放或分泌大麻素類似物。1990年，科學家發現△9-四氫大麻酚(△9-tetrahydrocannabinol，△9-THC)的神經精神活性是由其與細胞膜上的一種孤兒G蛋白偶聯受體(G protein-coupled receptors, GPCRs)結合產生的，該GPCR隨后被表征為1型大麻素受體(cannabinoid receptor type 1，CB1R)。3年后，2型大麻素受體(cannabinoid receptor type 2，CB2R)也被克隆得到，內源性大麻素(endocannabinoid，eCB)系統由此走入研究者的視線。如今，eCB系統被認為是人體內分布最廣泛的系統，已被證實在神經發育、免疫、疼痛、精神、睡眠、應激反應、學習記憶以及物質濫用諸多生理病理過程中起到了一定作用。

內源性大麻素系統由CB1R、CB2R、eCB及其合成/降解酶組成。其中，eCB按化學結構可主要分為3類：1)酯類：N-花生四烯酰乙醇胺(N-arachidonylethanolamine / anandamide，AEA)，2-花生酰基甘油(2-arachidonylglycerol，2-AG)等; 2)酰胺類：棕櫚酰乙醇胺(palmitoylethanolamide，PEA)，油酰乙醇胺(oleoylethanolamide，OEA)等；3)醚類：2-花生四烯基甘油醚(2-arachidonylglyceryl ether/noladin ether，2-AGE)。在以上內源性大麻素中，AEA和2-AG在人體內的含量較多、分布較廣，而OEA、2-AGE和N-花生四烯酰甘氨酸等特殊eCB則僅可在特定的腦組織中檢測出。

1.2 內源性大麻素的生物合成與降解內源性大麻素的生物合成與釋放具有下列特點[3]：1)根據生理或病理刺激按需合成和釋放，即時作用于大麻素受體；2)Ca2+依賴性，與胞外Ca2+內流和胞內Ca2+釋放關系密切；3)生物合成途經復雜。2004年，Okamoto團隊從大鼠心臟中純化出了一種磷脂酶D，發現該酶可在細胞水平催化N-花生四烯基磷脂酰乙醇胺(N-arachidonylphosphatidylethanolamine，NAPE或NArPE)生成AEA。這種鈣依賴性的磷脂酶D后被命名為NAPE-PLD，而也正是基于對NAPE-PLD的深入探索，目前研究已發現4條以NAPE為原料的AEA生物合成途徑。另一種內源性大麻素2-AG的生物合成途徑則相對明了，包括磷脂酶C(phospholipase C，PLC)-二酰甘油酯酶(diacylglycerol lipase，DGL)、磷脂酶A1(phospholipase A1，PLA1)-溶血性磷脂酰肌醇特異性磷脂酶C(lyso-phosphatidyl-inositol，Lyso PI-PLC)2條途徑[4]。

與復雜的合成過程相對的是，eCBs的降解與滅活主要包括水解和氧化2種途徑。Tab 1總結了AEA和2-AG的生物降解酶及其代謝產物。其中，脂肪酸酰胺水解酶(fatty acid amide hydrolase，FAAH)是一種主要存在于細胞內質網膜上的絲氨酸水解酶，廣泛分布于中樞神經系統，可水解包括AEA在內的多種脂肪酸酰胺。敲除FAAH相關基因或施加FAAH拮抗劑均可使實驗動物的AEA而非2-AG的組織水平急劇升高，因此，FAAH被認為是AEA的主要代謝酶[4]。負責催化另一種內源性大麻素2-AG水解的則是單酰甘油脂肪酶(monoacylglycerol lipase，MGL或MAGL)，主要分布于中樞神經系統內突觸前神經元的軸突上，可終止由突觸后神經元活動產生的逆行eCB信號傳導。環氧化酶-2(cyclooxygenase-2，COX-2)和脂氧化酶(lipo-oxygenase，LOX)則是參與內源性大麻素氧化降解的關鍵酶[4]。COX-2是一種前列腺素合成酶，在中樞神經系統中與FAAH高度共定位表達，可分別催化AEA和2-AG合成前列腺素乙醇酰胺(prostaglandin ethanolamide，PG-EA)與前列腺素丙甘油(prostaglandin glycerol，PG-G)。抑制COX-2會導致eCB，尤其是AEA在組織中的蓄積。

Tab 1 Biodegradation of AEA and 2-AG

除此之外，內源性大麻素跨膜轉運體(endocannabinoid membrane transporter，EMT)也可介導細胞對eCB的攝取。

1.3 內源性大麻素系統的一般運作模式當存在生理或病理性刺激時，突觸后膜神經細胞的鈣離子通道開放，胞內Ca2+濃度升高，內源性大麻素合成酶如NAPE-PLD被激活，催化AEA與2-AG的合成。由此合成的eCBs可跨過突觸間隙，作用于突觸前膜的CB1R，降低突觸前神經元胞內Ca2+和cAMP的水平，并進一步誘導突觸前神經元的鉀通道開放，K+外流，引起神經元超極化，抑制相關神經遞質釋放。當刺激消失后，eCBs則被突觸后膜神經細胞再攝取，經胞內水解酶和氧化酶滅活[5-6](Fig 1)。

Fig 1 The general operation of endocannabinoid system(Created with BioRender.com)

1.4 靶向內源性大麻素系統的新型抗焦慮藥物針對內源性大麻素的結合位點和該系統的運作模式，一些研究已著力發掘靶向內源性大麻素系統的抗焦慮藥物。

1.4.1靶向內源性大麻素受體 研究已發現了眾多大麻素受體激動劑和拮抗劑[6](Tab 2)。其中，CB1R激動劑雖在動物實驗中展現出了鎮痛、抗焦慮、抗抑郁、抗炎、抗痙攣的藥理學作用，但也同時表現出了致運動障礙、低體溫癥和強制性暈厥等嚴重的副作用。因此，此類受體靶向的化合物被認為成藥性較低。

1.4.2靶向內源性大麻素水解酶 2016年，Morena等[7]發現，FAAH的選擇性抑制劑URB597可提高大鼠腦組織中AEA的水平，明顯減少動物在高架十字迷宮中的恐懼和焦慮樣行為表現。基因工程研究也在FAAH基因敲除小鼠(FAAH-KO)的小腦、海馬和大腦皮層中觀察到了AEA等內源性大麻素水平10-15倍的提升。與野生型相比，FAAH-KO小鼠的焦慮樣反應明顯減少，且無體重增加、體溫調節能力和運動能力降低的表現[8]，而CB1R的直接激動劑則通常可導致這些改變。

同時，臨床研究資料表明，與應激相關的精神疾病，包括心境障礙、抑郁和PTSD患者血液中AEA的水平明顯降低，且血清AEA濃度通常與漢密爾頓量表和軀體焦慮評分所評估的焦慮癥狀的嚴重程度之間存在負相關性[9-10]。針對人類FAAH基因多態性研究發現，385A等位基因(rs324420)與FAAH酶活性低下、AEA水平高，及焦慮癥減輕關系密切[11]。

Tab 2 Agonist and antagonist of cannabinoid receptors

多家制藥公司已經瞄準FAAH抑制劑，以期開發新型抗焦慮藥物。迄今為止，數種FAAH抑制劑已因其對多種疾病的作用進入臨床(前)試驗，但大多以失敗告終(Tab 3)。然而，近年基于結構-活性關系(SAR)設計，研究新合成了許多對FAAH具有的體外抑制活性的化合物，FAAH抑制劑仍是焦慮相關領域中最具潛力的研發項目之一[10]。

與FAAH一樣，MGL也是參與內源性大麻素生物降解的關鍵分子。相關研究資料顯示，使用MGL抑制劑JZL184與使用FAAH抑制劑所產生的抗焦慮樣作用并無顯著性差異[4]。然而，也有報道稱JZL184不但不能減少動物的焦慮樣行為[12]，還會延長恐懼記憶的停留時間、增強恐懼行為的表達。此外，長期高劑量施用MGL抑制劑增強2-AG水平可使CB1R脫敏，產生更加類似于CB1R拮抗劑而不是激動劑的作用[13-14],盡管這一現象在給予較低劑量的MGL抑制劑時并未出現，但這仍是MGL抑制劑作為靶向內源性大麻素降解酶的抗焦慮藥物開發所需解決的一個重要問題[4]。

1.4.3靶向內源性大麻素氧化酶 COX-2抑制劑一直是本方向的研究熱點。在內源性大麻素系統的框架下，COX-2抑制劑的抗焦慮作用可能部分源于抑制COX-2所致的eCB，尤其是AEA的組織水平增加。驗證這一觀點需要使用針對性抑制eCB氧化的底物選擇性COX-2抑制劑(substrate-selective COX-2 inhibitors，SSCIs)，因為傳統的COX-2選擇性抑制劑如塞來昔布、羅美昔布不僅能夠阻止eCB的氧化，還對許多其他的花生四烯酸類物質的氧化過程起到抑制作用。因此，施用傳統COX-2抑制劑所產生的抗焦慮作用是由于前列腺素的減少，還是由于eCB的增多，抑或是都有影響，實驗無法進行區分。

Tab 3 FAAH inhibitors entering (pre)clinical trials

基于以上理論，Hermanson等[15]發現，在曠場、明暗箱探索、高架十字迷宮等一系列焦慮動物模型中，全身性施用SSCIs LM-4131可以顯著減少小鼠的焦慮樣行為。而在新奇環境誘導的吞咽測試中，LM-4131也對預先接受足部電擊刺激的小鼠產生了類似的抗焦慮樣作用。進一步的藥理學實驗顯示，使用CB1R拮抗劑可完全逆轉LM-4131在明暗箱測試中的抗焦慮樣作用，但卻無法干預吞咽測試中LM-4131對應激所致焦慮的緩解效果。另一方面，LM-4131在吞咽測試中的抗焦慮作用可用小電導鈣激活(small-conductance calcium activated，SK)鉀通道阻滯劑蜂毒明肽(apamin)進行拮抗，且施用SK鉀通道活化劑1-EBIO可模仿LM-4131在該模型中的抗焦慮效果[16]。這些發現說明，在無預先應激的情況下COX-2抑制劑可通過CB1R介導的eCB信號傳導系統發揮抗焦慮樣作用，但在存在預先應激的條件下，COX-2抑制劑的抗焦慮作用則更為復雜。

雖然迄今為止的實驗結果均支持COX-2抑制劑作為新型抗焦慮藥物進行開發，但鑒于傳統COX-2抑制劑的研發已有一定的基礎，塞來昔布、羅美昔布等也已被批準上市[4]，這類抗焦慮藥物的臨床研究與進一步研發將更可能在傳統COX-2抑制劑中進行。

1.4.4靶向瞬時受體電位香草酸亞型1(transient receptor potential vanilloid 1,TRPV1) TRPV1屬于瞬時受體電位超家族，是一種對鈣離子有高滲透性的非選擇性陽離子通道，可促進神經元去極化、提高神經元的放電速度和突觸活性,也是eCB在機體內的可結合位點之一。

TRPV1已在多個腦區被觀察到與CB1R共表達，這意味著此兩者可能存在生理功能上的聯系。而事實上，研究也已證實中樞神經系統內的內源性大麻素系統和類香草素系統可通過相互作用調控焦慮行為的發生：低濃度內源性配體激活突觸前膜CB1R，使谷氨酸能神經末梢遞質釋放減少，產生抗焦慮作用；而高濃度內源性配體則激活突觸前膜的TRPV1，增加神經遞質的釋放，抵消CB1R對谷氨酸神經遞質釋放的抑制作用，產生焦慮情緒。從這一角度來看，TRPV1的拮抗劑或有潛力成為新型抗焦慮藥物。

2017年，Faraji等[17]發現拮抗TRPV1或激動大麻素受體均可增加雄性Wistar大鼠在高架十字迷宮開放臂的停留時間，且在同時使用TRPV1拮抗劑Capsazepine (CPZ)和非選擇性大麻素受體激動劑WIN55212-2(WIN)時，CPZ的使用增加了WIN的抗焦慮效果，即出現了協同作用。

將TRPV1與FAAH相關聯也是研究靶向內源性大麻素系統抗焦慮藥物的一種新思路。花生四烯酸血清素(AA-5-HT)是一種FAAH和TRPV 1的雙重阻斷劑，研究發現該化合物可以以劑量依賴的方式增加大鼠在高架十字迷宮開放臂上的停留時間。但Freels等[18]表示，AA-5-HT在焦慮治療方面的效用是有限的，因AA-5-HT所展現的這種抗焦慮作用與應激情境和實驗動物的基礎焦慮水平相關，僅可在具有高焦慮/恐懼水平的動物品系中出現。然而，對某一化合物成藥性的評估不能僅看其在某一研究和/或實驗中展現出來的特性，還需要充分檢查該化合物施用的影響，如在慢性/亞慢性治療方案中的表現。我們期待抗焦慮藥物在該領域的突破。

綜上，內源性大麻素系統與焦慮、創傷以及應激相關精神障礙關系密切，相關治療藥物的研究和開發已受到關注。以內源性大麻素系統作為靶標，研究新型抗焦慮藥物的策略包括：1)CB1R激動劑；2)內源性大麻素水解酶的抑制劑，如FAAH抑制劑和MGL抑制劑；3)內源性大麻素氧化酶的抑制劑，如COX-2抑制劑；4)TRPV1離子通道阻斷劑(Fig 2)。

Fig 2 Research strategies of novel anxiolytic acting on eCB system(Adapted from Reference 10，Created with BioRender.com)

2 基于腸-腦軸的新型抗焦慮藥物的設計與開發

腸道微生物組由生物腸道內所有微生物及其遺傳物質組成。據估計，人的腸道菌群最多可容納3.8×1013個微生物單位，包括百余種已知微生物。這一復雜的群組不僅調節著宿主腸道穩態，參與機體免疫、代謝、內分泌等病理生理過程，還通過多種途徑對中樞神經系統的功能和狀態產生影響，形成腸-微生物組-腦軸(gut-microbiota- brain axis),簡稱腸-腦軸。如今，越來越多的證據表明,腸道微生物組與中樞神經系統間存在雙向作用，在神經精神疾病的發生發展中起關鍵作用。

2.1 腸道微生物組與中樞神經系統間的相互作用盡管相關研究已經大量開展，但腸-微生物組-腦軸的確切作用機制至今仍未被闡明。現已發現腸道微生物可通過以下幾種途徑將信號傳遞到大腦[19]：1)刺激下丘腦-垂體-腎上腺(hypothalamus-pituitary-adrenal gland，HPA)軸產生促腎上腺皮質激素(adrenocorticotropic hormone,ACTH)、促腎上腺皮質激素釋放激素(corticotropin releasing hormone,CRH)和糖皮質激素來調節機體的免疫活性和情緒狀態; 2)刺激促炎細胞因子分泌，并通過微生物相關分子模式調節宿主的免疫系統；3)誘導腸分泌細胞(enteroendocrine cells，EECs)產生具有神經活性的腸肽，如神經肽Y(neuropeptide Y，NPY); 4)產生可穿過血腦屏障的神經遞質，如γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)、5-羥色胺(serotonin，5-HT)、多巴胺(dopamine, DA)、去甲腎上腺素(norepinephrine，NA)等; 5)通過細菌代謝產物，如短鏈脂肪酸(short-chain-fatty-acid，SCFA)作用于腸上皮細胞(intestinal epithelial cells，ECs)，改善腸道屏障功能和腸道免疫狀態; 6)調節色氨酸/犬尿氨酸(tryptophan/kynurenine)途徑代謝物; 7)迷走傳入神經和脊髓感覺神經元組成的腸-腦雙向通路(Fig 3)。

Fig 3 Mechanism of interaction between gut microbiome and central nervous system(Adapted from Reference 19, Created with BioRender.com)

在以上途徑中，HPA軸的異常激活在焦慮的疾病進程中扮演了十分重要的角色：焦慮是應激相關疾病，而HPA軸是哺乳動物的重要應激反應途徑。在焦慮狀態下，HPA軸激活所釋放的CRH可直接作用于腸道本身，也可通過中樞神經系統導致腸功能障礙；ACTH則作用于腎上腺，釋放皮質醇/皮質酮等糖皮質激素，激活免疫細胞、削弱腸道的屏障功能，誘發“腸漏”，進一步影響腸道微生物組的組成和穩定性。而這些腸道微生物組的改變又會反過來通過上述機制作用于中樞神經系統，形成惡性循環，促進焦慮的發生發展。這與臨床上焦慮癥患者腸道微生物組發生明顯改變，而腸道微生物組失調的個體也常表現出焦慮情緒的現象相符。

近年來，隨著腸-腦軸研究的進一步深入，Stilling等[20]在腸道微生物群完全缺失的成年無菌(germ-free，GF)小鼠的杏仁核中發現了社交刺激依賴性的轉錄調控受損。從個體角度觀察，GF小鼠還表現出焦慮和恐懼相關行為的改變，但若將GF小鼠從無菌環境中短暫移至普通環境飼育時，其在行為上則與常規飼養的小鼠并無明顯差異。研究還發現，GF小鼠的小腦、海馬、大腦皮層中存在著大量未成熟和功能不全的小膠質細胞，而腸道微生物組移植可部分改善這種小膠質細胞缺陷，直接給予腸道菌群的代謝產物SCFAs也可在無菌狀態下恢復受損的小膠質細胞。此外，使用抗生素誘導腸道菌群耗竭可產生與GF小鼠腸道環境相似的小鼠個體，Wang等[21]發現此類小鼠在慢性社交失敗應激中展現出了更為明顯的快感缺失樣癥狀。Lach等[22]也提出由于某些抗抑郁藥(如丙咪嗪、地昔帕明)同時具有一定的抗菌作用，因此它們或許不僅通過神經遞質從生化角度改善腦功能，還通過影響腸道微生物群的組成重塑中樞神經系統。以上研究均進一步肯定并揭示了腸道微生物組與中樞神經系統的聯系。

2.2 靶向腸-微生物組-腦軸的抗焦慮藥物研發如上述，焦慮可引起腸道微生物組紊亂，腸道微生物組紊亂也會推進焦慮的病程。因此，平衡腸道微生物組的紊亂狀態是靶向腸-微生物組-腦軸新型抗焦慮藥物研發的主要切入點。就當前的研究來看，益生菌、益生元、類益生菌、腸道菌群移植均可調節焦慮對腸道菌群的影響。

2.2.1益生菌與益生元 益生菌是一類對宿主健康產生正面效應的、具有繁殖活力的微生物，當以足夠的量施用時可給宿主的健康帶來益處[23]。代表性益生菌有雙歧桿菌、乳桿菌、丁酸梭菌、放線菌和酵母菌等。精神益生菌是指對中樞神經系統具有生物活性的益生菌，其中樞生物活性包括但不限于：1)調節焦慮和抑郁情緒，提高或改善認知功能；2)調節HPA軸對應激的反應性；3)促進神經遞質如DA、5-HT、NA的合成；4)通過迷走途徑調節腸-腦軸，降低大腦中GABA受體和c-fos的表達；5)減輕炎癥反應，參與神經-免疫雙向調節；6)調節BDNF的表達，促進神經發育；7)改變腸道菌群組成，恢復腸道屏障。

大量研究發現，預防性施用益生菌可緩解應激源暴露對腸道微生物組的負面影響，而某些乳酸桿菌屬(Lactobacillusspp.)、雙歧桿菌屬(Bifidobacteriumspp.)的益生菌還可進一步調節應激環境下的大腦功能。下表列出了近年部分有關益生菌對人類腸道微生物組和腦功能影響的研究(Tab 4)：

有兩種方式可增加腸道益生菌的數量和活性：1)直接給予益生菌，如乳酸桿菌和雙歧桿菌；2)通過補充益生元，如低聚半乳糖(galacto-oligosaccharidos，GOS)來刺激和促進某些特定益生菌的生長與繁殖[24]。益生元在攝入后通常不被吸收，而是在結腸中被腸道微生物發酵為SCFA和乳酸。其中，SCFA可通過刺激脂肪細胞產生瘦素、腸道分泌細胞分泌膽囊收縮素、酪酪肽、胰高血糖素樣肽等腸肽，調節腸道內環境的穩態并進一步作用于中樞神經系統[22]。在慢性社會心理應激條件下，喂飼益生元低聚果糖(fructo-oligosaccharidos，FOS)和GOS均可顯著減少小鼠的焦慮和抑郁樣行為表現，并減少應激誘導的皮質酮表達，增加海馬中BDNF的水平。此外，FOS 與 GOS的聯合使用還可以防止由慢性應激引起的腸道雙歧桿菌和乳酸桿菌的減少。

Tab 4 Effects of probiotics on human gut microbiome and brain function

合生元是由益生菌和益生元通過一定配比組合形成的膳食補充劑，可選擇性激活或刺激一種或多種益生菌的生長，以增加特定種類益生菌的數量，改善宿主的腸道健康[19]。如今越來越多的證據表明，長期攝入合生元可正向影響健康個體的情緒，調節HPA軸功能、改善焦慮相關表型和認知功能。

目前，研究正在嘗試將精神益生菌作為治療神經和精神疾病的佐劑和單一制劑，以提供中樞神經系統疾病相關的不同治療選擇。

2.2.2類益生菌 除了具有繁殖活力的益生菌外，某些經高溫或輻射滅活的益生菌同樣具有神經生物活性，被稱為類益生菌或 “幽靈益生菌”[25]。類益生菌雖無法制造SCFA等細菌代謝產物，但其細胞結構，尤其是細胞壁和細胞膜上的某些蛋白質卻可誘發機體的免疫反應，通過調節炎癥介質的產生實現其對中樞神經系統的作用。常見的這類結構主要有革蘭陰性菌的脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)，革蘭陽性菌的肽聚糖(peptidoglycan，PGN)、磷壁酸(teichoic acid，TAs)和脂磷壁酸(lipoteichoic acid，LTA)，以及乳酸菌S層蛋白、雙歧桿菌細胞表面相關脂蛋白BoPA。

研究發現，喂飼含有熱滅活乳酸桿菌和德氏乳桿菌的菌飼料3周可顯著增加小鼠的社交能力、減輕焦慮樣行為，并降低血液中皮質酮的基礎水平[26]。類似的，滅活的瑞士乳桿菌MCC1848在小鼠亞慢性社交失敗應激模型中也展現了抗焦慮、抗抑郁的作用[27]。此外，熱滅活母牛分支桿菌也可明顯緩解小鼠的應激反應，對于應激相關性精神障礙如焦慮癥、抑郁癥、PTSD具有一定的預防和治療作用。3項在日本進行的類益生菌臨床研究發現，滅活的加氏乳桿菌CP2305可影響人類受試者在長期慢性應激狀態下的行為表現：連續5周每日食用含熱滅活的加氏乳桿菌CP2305的發酵乳飲料可改善應激狀態下醫學生的睡眠質量，并使腸道微生物組正常化；而連續12周每天食用則可改善大學生運動員的心理和生理狀態，使焦慮、疲勞和抑郁樣表現減少。

與具有繁殖活力的益生菌相比，類益生菌具有以下優點：1)無需冷藏,保存期限更長；2)便于存儲和運輸；3)對免疫功能異常、有炎性疾病和/或腸道屏障功能受損的個體更加安全，無感染風險；4)無需擔心抗生素的耐藥問題；5)與抗生素/抗真菌藥合用時無需考慮失活問題。因此，類益生菌在靶向腸道微生物組相關制劑的研究和開發中具有比益生菌更大的優勢。

2.2.3糞便微生物移植 糞便菌群移植(faecal microbiota transfer，FMT)是將健康供體的糞便微生物轉移到腸道菌群改變的個體中以調節其腸道菌群組成的過程。研究發現，對暴露于慢性不可預知性輕度應激(chronic unpredictable mild stress，CUMS)的小鼠，其糞便微生物可顯著增加受體小鼠的抑郁和焦慮樣表現，并增加受體小鼠海馬中炎癥因子TNF-α、IFN-γ的水平，表明應激誘導的異常行為表現和生理改變可通過腸道菌群在個體間傳遞[28]。類似的，抑郁癥患者的糞便微生物也可在GF小鼠中誘發明顯的抑郁和焦慮樣行為，而來自健康志愿者的FMT則可幫助改善胃腸道疾病患者的腸道菌群組成，調節情緒，減少焦慮和抑郁相關表現。

盡管目前少有研究表明來自健康個體的FMT可以有效治療神經精神疾病，但或許隨著科學技術的發展，FMT技術最終可催生出糞便微生物類制劑，成為治療焦慮、抑郁等神經精神疾病的新型藥物。

3 基于GABAA受體亞基的新型抗焦慮藥物的設計與開發

中樞神經網絡功能失調是焦慮癥發病的神經生物學基礎，而內側前額葉皮層-杏仁核GABA能神經通路在焦慮癥的病理生理過程中發揮了重要作用。

3.1 GABAA受體的結構及各亞基的功能GABAA受體屬于配體門控的氯離子通道，為由5個亞基構成的異源性寡聚體膜蛋白。現已在哺乳動物中明確鑒定出了19種GABAA受體亞基，分別為α1-6、β1-3、γ1-3、δ、ρ1-3、θ、ε和π[29]。不同的亞基組合形式為GABAA受體提供了一定的異質性，使其能夠實現多種神經生理功能。當GABAA受體被其內源性配體GABA激活時，其蛋白亞基構型發生變化，中央的氯離子通道瞬時開放，Cl-內流，細胞膜超極化、神經元興奮性降低。

Fig 4 Comparison of binding sites of GABA and BZDs on GABAA receptor (Adapted from Reference 1, Created with Biorender.com)

需要說明的是，BZDs對于不同α亞基的親和力不同：對胞外N端含有組氨酸殘基的α1、α2、α3和α5親和力較高，而對N端含有精氨酸殘基的α4和α6親和力較低。且BZDs在含有α1、α2、α3和α5亞基的GABAA受體間的選擇性較低，這直接導致了經典抗焦慮藥物BZDs的成癮性，及使用該類藥物后出現的大量副作用和停藥反應。條件性基因突變研究表明：含有α1亞基的GABAA受體主要介導鎮靜、記憶缺失以及抗抽搐作用，而脊髓中含有α2/α3的GABAA受體則與鎮痛效應關系密切。含有α5亞基的GABAA受體主要存在于海馬，與認知功能相關。進一步研究發現，α2才是在額葉皮層-杏仁核環路中高表達、介導BZDs發揮抗焦慮藥理學作用的主要亞基，而α5雖然在杏仁核高豐度表達，也參與影響了實驗動物的焦慮樣行為，但含有該亞基的GABAA受體在被選擇性激活時可對實驗對象的認知功能造成損傷，導致副作用的出現[30]。Tab 5總結了α亞基的功能效應及其可能介導的藥理學作用。雖然目前臨床并未應用任何一種GABAA受體亞基的選擇性正向調節劑作為焦慮障礙的治療藥物，但提高化合物針對GABAA受體亞基，尤其是α2亞基的選擇性無疑將有助于提高靶向GABAA受體抗焦慮藥物的療效、降低副作用。

Tab 5 α subunit of GABAA receptor

3.2 靶向GABAA受體亞基的抗焦慮藥物

3.2.1艾替伏辛 艾替伏辛(etifoxine，EFX)是一種非BZDs抗焦慮藥物(Fig 5)，在嚙齒類動物中表現出了明顯的抗焦慮和抗驚厥作用，并已被用于測試治療人類的焦慮相關疾病。相關結果顯示，艾替伏辛在治療焦慮障礙、改善臨床癥狀方面具有不遜于BZDs藥物氯硝西泮的效果[31]。

Fig 5 Chemical structure of EFX (created with ChemDraw 19.1)

離體實驗表明，EFX可以抑制GABAA受體與其特異性配體TBPS(t-butylbiclo-phosphorothionate)的結合，即EFX在GABAA受體上存在特異性結合位點。然而，放射性配體結合實驗卻顯示：EFX并不影響GABAA受體激動劑[3H]-蠅蕈醇和BZDs [3H]-氟硝西泮與GABAA受體的結合。此外，BZD受體拮抗劑氟馬西尼對EFX的抗焦慮藥理活性并無明顯的翻轉作用。綜上，EFX與BZDs的靶受體雖然同是GABAA受體，但其結合位點明顯不同于GABA和BZD[32]。隨后的重組研究結果也證實了這一推論，即在缺乏α或γ亞基的情況下，EFX對GABA能神經系統仍然存在藥理作用。

2003年，Hamon等確認了GABAA受體的β亞基為介導EFX發揮藥理學作用的關鍵亞基，且在由β亞基組成的五聚體膜蛋白中，含有β2或β3的α1/α2GABAA受體比含有β1的α1/α2GABAA受體對EFX的親和力更高。然而，若將五聚體中的所有亞基全部替換為β2或全部替換為β1，則該β2GABAA受體對EFX的親和力將比β1GABAA受體更低，這表明α亞基雖非EFX的結合位點，但也在EFX-GABAA受體相互作用中發揮了一定的功能。

2019年，Mattei等[33]針對EFX與含有不同α亞基的β3GABAA受體之間的相互作用進行了研究，發現與其他GABAA受體相比，EFX更傾向于與α3β3GABAA受體結合，對α2β3和α6β3GABAA受體的結合強度也稍高。這解釋了EFX在抗焦慮劑量下無鎮靜作用，對受試人或動物的運動功能也無明顯損傷的實驗現象，即 EFX對具有鎮靜效應的α1GABAA受體親和力較低。此外，該小組還進一步對EFX與α3β3γ2SGABAA受體的對接進行了模擬，首次發現了EFX與GABAA受體的結合位點：位于α/β的交界面，靠近GABA的結合口袋。

除直接作用于GABAA受體外，EFX還可以作用于線粒體18 ku轉位因子蛋白(translocator protein，TSPO)，增加中樞神經類固醇的合成，而這些神經類固醇物質對于GABAA受體可產生明顯的正向變構調節。然而，由于EFX對GABAA受體親和力約為TSPO的2倍(Ki=6.1 μmol·L-1，Ki =12.7 μmol·L-1)，TSPO途徑是否真正介導了EFX的抗焦慮作用猶未可知。但無論如何，由于具有明確的療效和更少的副作用，艾替伏辛仍是一種具有研發和上市潛力的新型抗焦慮藥物。

3.2.2AZD6280和AZD7325 由上節介紹可知，與非選擇性GABAA受體激動劑相比，選擇性增強候選化合物與GABAA受體α2和α3亞基親和力有助于將該化合物的療效和副作用分離。基于這些理念，阿斯利康公司(AstraZeneca Plc)于2011年研發了一系列以AZD7325和AZD6280為代表的，具有α5亞基低親和力、α2和α3亞基高選擇性的GABAA受體激動劑[34]。

藥效學分析結果顯示，AZD7325能將一定劑量下地西泮的最大效應提高15%，而AZD6280可提高32%-34%。在臨床前實驗中，AZD7325和AZD6280均展現了較為單純且明顯的抗焦慮作用，不伴隨鎮靜效果。而在步入I期臨床試驗后，研究還發現AZD7325和AZD6280能夠一定程度上改變受試對象的腦電特征。

4 結語

2019年，柳葉刀精神病學雜志發表了2013-2015年中國精神衛生調查資料：在18歲以上人群中，焦慮障礙的患病率最高，心境障礙其次。然而，與抗抑郁藥物相比，我國抗焦慮藥物的研究明顯滯后，且學科布局、研究方向的選擇和資金支持未與疾病的患病率、社會家庭負擔和醫療資源做到較優匹配[35]。從論文發表的角度來看，近十年我國抗焦慮藥物相關研究雖在國際學術期刊上的發表取得了長足的進步，但在有關新型抗焦慮藥物研發的方面卻鮮有獨到的見解和重要的學術發現。

本文旨在表明，焦慮障礙不僅與中樞神經環路或網絡的病理生理變化有關，還涉及免疫與炎癥反應、氧化應激、內分泌及腸-微生物-腦軸的功能紊亂。因此，新型抗焦慮藥物的研究策略不應將眼光局限于中樞神經系統，還應注意到非中樞系統在焦慮障礙發生發展中所扮演的重要角色，我們期待此領域更多的精彩發現。