朱元穎 綜述 劉魯明 審校
復旦大學附屬腫瘤醫(yī)院中西醫(yī)結合科,復旦大學上海醫(yī)學院腫瘤學系,上海 200032
胰腺癌是一種起病隱匿且死亡率極高的侵襲性腫瘤[1]。約30%~73%的胰腺癌患者在首診時即有腹部或腰背部疼痛;晚期胰腺癌患者中,重度疼痛的發(fā)生率可上升至90%左右,鎮(zhèn)痛效果還會影響患者的預后[2-3]。導致胰腺癌重度疼痛的機制尚不十分明確,有研究認為神經(jīng)病理性疼痛(neuropathic pain)可能是主要原因。神經(jīng)病理性疼痛是指由中樞、外周神經(jīng)系統(tǒng)損傷或疾病引起的疼痛綜合征。胰腺癌組織對神經(jīng)的浸潤以及病灶局部的微環(huán)境改變會引起胰腺周圍神經(jīng)的增生和壞死,本文將從這幾個方面作一綜述。
胰腺組織有豐富的神經(jīng)分布,胰神經(jīng)來源于胰十二指腸前上和前下動脈的神經(jīng)叢(胰叢Ⅰ)和胰十二指腸后下和后上動脈(胰叢Ⅱ)的神經(jīng)叢,這些神經(jīng)分別與腹腔或腸系膜上神經(jīng)節(jié)聯(lián)系。大量的免疫組化研究表明周圍神經(jīng)的浸潤(包括胰外和胰內(nèi)神經(jīng))是胰腺癌最顯著的特點之一,雖然其他腫瘤也有周圍神經(jīng)浸潤,但這種現(xiàn)象在胰腺癌中最為常見,有研究顯示達100%[4]。許多學者認為,腫瘤早期入侵到腹膜后和神經(jīng)周圍間隙是胰腺癌特有的轉移特征,胰腺癌的疼痛和局部的復發(fā)與癌細胞對神經(jīng)的浸潤直接相關[5]?,F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)多種與胰腺癌神經(jīng)浸潤引起疼痛密切相關的細胞因子和蛋白。
據(jù)報道胰腺癌細胞生長受神經(jīng)生長因子(nerve growth fator,NGF)及高親和力受體酪氨酸激酶受體A(tyroisine kinase receptor A,trk A)表達水平的影響,而NGF/trkA的表達水平與疼痛的嚴重程度和癌組織神經(jīng)遭侵犯的概率呈正相關[6]。突觸核蛋白γ(synuclein-γ,SYN-γ)表達于多種腫瘤,可被基質(zhì)金屬蛋白酶誘導,在周圍神經(jīng)浸潤和淋巴轉移時呈高表達,早期陽性率可達33%,通過加速神經(jīng)生長因子與trk A的信號傳導,促進胰腺癌周圍神經(jīng)的浸潤。蛋白印跡實驗可在部分胰腺癌患者血清中直接檢測,并可能同預后直接相關。動物實驗中使用SYN-γ抑制劑可顯著降低神經(jīng)浸潤[7-8]。
髓鞘相關糖蛋白(myelin associated glycoprotein,MAG)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)少突觸神經(jīng)膠質(zhì)細胞(oligodendrocyte)和周圍神經(jīng)系統(tǒng)許旺細胞(schwann cells)表達的膜結合蛋白,在唾液酸酶的作用下表達多態(tài)性上皮粘液素(polymorphic epithelial mucin,MUC1)黏合胰腺癌細胞[9]。
1993年發(fā)現(xiàn)的膠質(zhì)細胞源性營養(yǎng)因子(glial cellderived neurotrophic factor,GDNF)屬于轉化生長因子β超家族成員,單體含有134個氨基酸,2個單體通過二硫鍵連接成同源二聚體。GNDF能夠促進多巴胺神經(jīng)元和運動神經(jīng)元的分化和存活。腫瘤發(fā)生時,它通過旁分泌調(diào)節(jié)的方式,經(jīng)RET-Ras胞外信號調(diào)節(jié)激酶磷酸化通路,誘使腫瘤細胞偏離原來的極性而沿著神經(jīng)纖維生長;使用酪氨酸激酶拮抗劑阻斷RET通路,能夠抑制腫瘤細胞的神經(jīng)浸潤[10]。
腫瘤細胞在以上因素作用下浸潤神經(jīng)纖維后,分泌蛋白溶解酶,對感覺和交感神經(jīng)纖維發(fā)生蛋白溶解作用,可引起神經(jīng)病理性疼痛。
胰腺受表達降鈣素基因相關蛋白(calcitonin gene related protein,CGRP)的感覺神經(jīng)元支配,該神經(jīng)元表達的trk A和P75是NGF的受體。NGF是神經(jīng)營養(yǎng)蛋白,正常情況下,會影響各種周圍及中樞神經(jīng)細胞的生長和存活。當NGF過度表達時,動物對傷害性刺激的閾值降低,出現(xiàn)痛覺過敏或超敏。人類胰腺癌發(fā)生時伴隨著大量的巨噬細胞浸潤,其分布同腫瘤的周圍神經(jīng)浸潤和疼痛程度相關。動物實驗的免疫組化也發(fā)現(xiàn),在由猿猴空泡病毒40誘導的轉基因胰腺癌小鼠癌變的胰腺組織中,CD68陽性巨噬細胞多于野生型小鼠,并且其密度隨著疾病進展大量增加。巨噬細胞能夠上調(diào)神經(jīng)生長因子mRNA及其蛋白的表達。從而推斷巨噬細胞等炎性細胞可通過活化NGF方式激活和敏化傳入神經(jīng)元產(chǎn)生疼痛[2]。
在癌前病變期和癌癥的早期,隨著腫瘤病程的進展,表達CGRP的支配胰腺的感覺神經(jīng)纖維和酪氨酸羥化酶(tyrosine hydroxylase,TH)交感神經(jīng)纖維有明顯的芽生現(xiàn)象,導致疼痛的敏化和逐漸加重,這種現(xiàn)象可能是由巨噬細胞通過活化神經(jīng)生長因子引起的[11-12];體外實驗也表明,胰腺癌組織微環(huán)境的改變能導致神經(jīng)纖維增生[13]。隨著疾病進展到晚期階段,在胰腺的中心部位,原先大量增生的神經(jīng)纖維逐漸發(fā)生毀損,外周神經(jīng)損傷后會導致?lián)p傷部位和背根神經(jīng)節(jié)(dorsal root ganglion,DRG)神經(jīng)元產(chǎn)生大量的異位電活動,不斷傳入興奮信號刺激脊髓背角,激活背角的神經(jīng)膠質(zhì)細胞,造成中樞敏化產(chǎn)生劇烈的神經(jīng)病理性疼痛[14]。
當腫瘤生長時常伴隨著大量的新生毛細血管的形成,這種與感覺神經(jīng)纖維之間的相互作用可能是促進胰腺癌疼痛發(fā)生的原因之一。既往在其他疾病的研究中發(fā)現(xiàn),血管和感覺神經(jīng)使用相似的信號進行分化、生長和趨化。這些交叉干擾的信號涉及到的分子有NGF,VEGF,ephrin B2,IL-1,prostaglandin等,可以由腫瘤細胞或者腫瘤相關細胞釋放,觸發(fā)和敏化痛覺感受器[15-16]。
在正常的胰腺組織中,初級傳入感覺神經(jīng)纖維、節(jié)后神經(jīng)纖維和血管之間有密切的聯(lián)系。當胰腺癌進展時,胰腺組織中的微血管密度顯著增加,值得注意的是,這些新生血管床的形態(tài)雜亂無章。在新生血管床中,伴隨著大量的同樣形態(tài)異常的并且增長速度驚人的感覺和交感神經(jīng)纖維。大量的新生血管在局部組織產(chǎn)生的張力和缺氧狀態(tài)也能夠刺激新生的神經(jīng)引起疼痛[17]。
根據(jù)對河豚毒素(tetrodotoxin,TTX)敏感性的不同,鈉通道分為2類:TTX敏感型(TTX-S)和TTX拮抗型(TTX-R),表達于小直徑DRG神經(jīng)元上,在神經(jīng)病理性疼痛和急慢性炎性疼痛發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。神經(jīng)損傷后,鈉通道蛋白數(shù)目表達上調(diào),興奮性升高[18]。TTX-S包括Nav1.1、Nav1.3、Nav1.6和Nav1.7;TTX-R包括Nav1.8和Nav1.9。 用反寡義核苷酸技術抑制Nav1.3和Nav1.8的表達可以抑制神經(jīng)病理性疼痛,因此推斷該通道的上調(diào)與神經(jīng)性疼痛的發(fā)生有關[19]。Nav1.9通道激活閾值較低,失活速率較快,部分對TTX敏感,在激活和穩(wěn)態(tài)失活期間產(chǎn)生的TTX-R電流更加持久,在痛覺等傷害感受中起到重要作用。
1997年被Julius等克隆的辣椒素受體(vanilloid receptor subtype 1,VR1)廣泛分布于傷害性感受器上(無髓鞘C纖維和一部分Aδ纖維),屬于非選擇性陽離子通道。通道開放時,Ca2+等二價陽離子從胞外進入胞內(nèi),探測和整合誘發(fā)痛覺的化學和熱刺激信號[20]。既往認為VR1和炎性疼痛的關系密切,在炎性疼痛-嗎啡耐受大鼠背根神經(jīng)節(jié)中,辣椒素受體的表達增加。近年來實驗結果顯示VR1和神經(jīng)病理性痛的發(fā)生同樣密切相關,可能涉及到神經(jīng)損傷后VR1的表達增加及一些炎癥介質(zhì)(緩激肽、前列腺素E2、細胞外ATP、TNF2α、神經(jīng)生長因子)通過PKA和PKC等信號傳導通路使VR1磷酸化兩方面的機制。VR1拮抗劑capsazepine對炎性疼痛具有良好的治療作用,但對神經(jīng)病理性疼痛的作用卻具有明顯的差異性,因此其在發(fā)生機制中的作用還有待于進一步確認[21]。
綜上所述,胰腺癌神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)生涉及多條信號通路,且由于神經(jīng)性疼痛通常伴有中樞的敏化,這可能是在臨床中即使同時使用2種以上鎮(zhèn)痛藥物或者輔助鎮(zhèn)痛藥物卻無法達到最佳止痛效果的原因。雖然阿片類藥物無“天花板”效應,但是隨著劑量的遞增患者出現(xiàn)難以忍受的不良反應,降低了患者的生存質(zhì)量,影響了抗腫瘤的療效。臨床上需要新的多靶點止痛藥物,還應該重視社會心理治療。
[1] Jemal A, Siegel R, Ward E, et al.Cancer statistics, 2009 [J].CA Cancer J Clin, 2009, 59(4):225-249.
[2] Lindsay TH, Jonas BM, Sevcik MA, et al.Pancreatic cancer pain and its correlation with changes in tumor vasculature,macrophage infiltration, neuronal innervation, body weight and disease progression [J].Pain, 2005, 119(1-3):233-246.
[3] van Geenen RC, Keyzer-Dekker CM, van Tienhoven G, et al.Pain management of patients with unresectable peripancreatic carcinoma [J].World J Surg, 2002, 26(6):715-720.
[4] Pour PM, Bell RH, Batra SK.Neural invasion in the staging of pancreatic cancer [J].Pancreas, 2003, 26(4):322-325.
[5] Koide N, Yamada T, Shibata R, et al.Establishment of perineural invasion models and analysis of gene expression revealed an invariant chain (CD74) as a possible molecule involved in perineural invasion in pancreatic cancer [J].Clin Cancer Res, 2006, 12(8):2419-2426.
[6] Zhu Z, Friess H, Dimola FF, et al.Nerve growth factor expression correlates with perineural invasion and pain in human pancreatic cancer [J].J Clin Oncol, 1999,17(8):2419-2428.
[7] Hibi T, Mori T, Fukuma M, et al.Synuclein-gamma is closely involved in perineural invasion and distant metastasis in mouse models and is a novel prognostic factor in pancreatic cancer [J].Clin Cancer Res, 2009, 15(8):2864-2871.
[8] Li Z, Sclabas GM, Peng B, et al.Overexpression of synucleingamma in pancreatic adenocarcinoma [J].Cancer, 2004,101(1):58-65.
[9] Swanson BJ, Mcdermott KM, Singh PK, et al.MUC1 is a counter-receptor for myelin-associated glycoprotein (Siglec-4a) and their interaction contributes to adhesion in pancreatic cancer perineural invasion [J].Cancer Res, 2007,67(21):10222-10229.
[10] Gil Z, Cavel O, Kelly K, et al.Paracrine regulation of pancreatic cancer cell invasion by peripheral nerves [J].J Natl Cancer Inst, 2010, 102(2):107-118.
[11] Grelik C, Bennett GJ, Ribeiro-Da-Silva A.Autonomic fibre sprouting and changes in nociceptive sensory innervation in the rat lower lip skin following chronic constriction injury[J].Eur J Neurosci, 2005, 21(9):2475-2487.
[12] Omura T, Omura K, Sano M, et al.Spatiotemporal quantification of recruit and resident macrophages after crush nerve injury utilizing immunohistochemistry [J].Brain Res,2005, 1057(1-2):29-36.
[13] Demir IE, Ceyhan GO, Rauch U, et al.The microenvironment in chronic pancreatitis and pancreatic cancer induces neuronal plasticity [J].Neurogastroenterol Motil, 2010, 22(4):480-490, e112-e113.
[14] Gu X, Zhang J, Ma Z, et al.The role of N-methyl-D-aspartate receptor subunit NR2B in spinal cord in cancer pain [J].Eur J Pain, 2010, 14(5):496-502.
[15] Hoang S, Liauw J, Choi M, et al.Netrin-4 enhances angiogenesis and neurologic outcome after cerebral ischemia[J].J Cereb Blood Flow Metab, 2009, 29(2):385-397.
[16] Uchida H, Matsumoto M, Ueda H.Profiling of BoNT/C3-reversible gene expression induced by lysophosphatidic acid: ephrinB1 gene up-regulation underlying neuropathic hyperalgesia and allodynia [J].Neurochem Int, 2009,54(3-4):215-221.
[17] Bonnet CS, Walsh DA.Osteoarthritis, angiogenesis and inflammation [J].Rheumatology (Oxford), 2005, 44(1):7-16.
[18] Cavenagh J, Good P, Ravenscroft P.Neuropathic pain: are we out of the woods yet?[J].Intern Med J, 2006, 36(4):251-255.
[19] Hains BC, Klein JP, Saab CY, et al.Upregulation of sodium channel Nav1.3 and functional involvement in neuronal hyperexcitability associated with central neuropathic pain after spinal cord injury [J].J Neurosci, 2003, 23(26):8881-8892.
[20] Ang SF, Moochhala SM, Bhatia M.Hydrogen sulfide promotes transient receptor potential vanilloid 1-mediated neurogenic inflammation in polymicrobial sepsis [J].Crit Care Med,2010, 38(2):619-628.
[21] White JP, Cibelli M, Rei FA, et al.Role of transient receptor potential and acid-sensing ion channels in peripheral inflammatory pain [J].Anesthesiology, 2010, 112(3):729-741.