巴茜遠(yuǎn) 郝 悅 肖禮祖 蔣昌宇 △

（1 深圳市華中科技大學(xué)協(xié)和深圳醫(yī)院疼痛科重點實驗室，深圳518060；2 深圳大學(xué)醫(yī)學(xué)部基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院藥學(xué)系，深圳518060）

化療誘導(dǎo)的外周神經(jīng)病理性疼痛 (chemotherapy-induced neuropathic pain, CINP) 是抗腫瘤藥物常見的、嚴(yán)重且持久的不良反應(yīng)。CINP 的癥狀包括麻木、疼痛、灼熱、刺痛、熱/冷過敏、機械性超敏，以及自主活動功能減弱。30%～70%的病人在接受化療后會出現(xiàn)嚴(yán)重的外周神經(jīng)痛癥狀，這一不良反應(yīng)限制了化療藥物的應(yīng)用和劑量調(diào)整，甚至導(dǎo)致化療的終止[1,2]。治療結(jié)束后，一些癥狀還會作為長期后遺癥，伴隨病人數(shù)年，給病人造成極大的身心痛苦和精神負(fù)擔(dān)。廣泛用于治療實體瘤和血液惡性腫瘤的許多一線化療藥物都可誘發(fā)外周神經(jīng)痛[3]。目前臨床上普遍應(yīng)用普瑞巴林、加巴噴丁等藥物來緩解CINP，但效果并不是很理想。近年來，國內(nèi)外開展了很多關(guān)于CINP 機制的研究，本文針對CINP相關(guān)研究進(jìn)行了廣泛檢索，概述了CINP 的相關(guān)機制，以期為研發(fā)有效的靶點藥物提供理論依據(jù)。

1.化療藥對軸突傳導(dǎo)的影響

紫杉烷類藥物可以通過破壞軸突微管結(jié)構(gòu)，阻斷初級神經(jīng)元內(nèi)線粒體軸突的供能，破壞細(xì)胞有絲分裂過程。長春堿類會影響細(xì)胞的骨架結(jié)構(gòu)，破壞有絲分裂的紡錘體，導(dǎo)致細(xì)胞分裂周期的停滯。鉑類藥物會通過影響線粒體功能，介導(dǎo)神經(jīng)元細(xì)胞凋亡，通過影響DNA 交聯(lián)及氧化應(yīng)激過程來破壞DRG 神經(jīng)元。新的靶向藥物，如硼替佐米、厄立布林和依沙貝松等也會影響微管蛋白聚合導(dǎo)致神經(jīng)病理性疼痛[4]。Ca2+穩(wěn)態(tài)對神經(jīng)元和軸突的健康至關(guān)重要。線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic reticulum, ER)是細(xì)胞內(nèi)Ca2+的重要儲存機構(gòu)，紫杉醇通過影響ER 中肌醇1, 4, 5-三磷酸受體 (IP3R) 的功能調(diào)節(jié)了Ca2+穩(wěn)態(tài)，在神經(jīng)母細(xì)胞瘤和背根神經(jīng)節(jié) (dorsal root ganglion, DRG) 細(xì)胞培養(yǎng)實驗中，紫杉醇干預(yù)會破壞磷酸肌醇介導(dǎo)的Ca2+信號通路。細(xì)胞內(nèi)Ca2+的增多會激活相關(guān)蛋白酶，誘導(dǎo)軸突變性[5]。

軸突降解過程包括半胱天冬酶和鈣蛋白酶對軸突蛋白的分解，鈣蛋白酶介導(dǎo)的蛋白水解參與了CINP 過程中軸突的降解。在紫杉醇所致的CINP 模型中給予小鼠鈣蛋白酶抑制劑會減弱神經(jīng)元軸突降解以及改善神經(jīng)痛癥狀。有研究證明鈣蛋白酶的作用靶點是神經(jīng)元鈣傳感器1 (neuronal calcium sensor-1, NCS-1)[6]。NCS-1 與IP3R 結(jié)合可增強細(xì)胞內(nèi)鈣信號傳導(dǎo)。紫杉醇通過降解NCS-1 可破壞IP3介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)鈣信號。一項軸突切除術(shù)的研究發(fā)現(xiàn)一種支架分子SARM1，是軸突退化的關(guān)鍵調(diào)節(jié)器，缺失SARM1 的小鼠可部分抵抗長春新堿的神經(jīng)毒性[7]。近期一項研究[8]表明紫杉醇可以減少B-細(xì)胞淋巴瘤因子2 樣蛋白2 (Bcl2L2) 的合成，通過Bclw-IP3R1 依賴性的級聯(lián)反應(yīng)導(dǎo)致軸突變性。

2.化療藥對線粒體功能的影響

化療藥對線粒體的影響主要包括，干預(yù)線粒體DNA 轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致神經(jīng)軸突線粒體出現(xiàn)空泡和腫脹，激活線粒體轉(zhuǎn)運孔的和對線粒體內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)的調(diào)控。研究表明，硼替佐米和長春新堿等化療藥會改變外周血和骨髓血細(xì)胞中調(diào)控線粒體活性基因的表達(dá)；DRG 細(xì)胞培養(yǎng)實驗中，紫杉醇和順鉑會導(dǎo)致線粒體受損。在DRG 神經(jīng)元中，鉑類藥物會阻礙線粒體DNA (mtDNA) 的復(fù)制和轉(zhuǎn)運，從而影響線粒體的完整性。在奧沙利鉑，硼替佐米和紫杉醇導(dǎo)致的神經(jīng)痛大鼠模型中，相比對照組大鼠，可以明顯觀測到感覺神經(jīng)元軸突內(nèi)線粒體的腫脹和空泡，表明線粒體產(chǎn)生的ATP 和自身呼吸功能出現(xiàn)不協(xié)調(diào)，給予乙酰-L-肉毒堿可減弱此現(xiàn)象[9]。在CINP 模型中，外周神經(jīng)元施萬細(xì)胞中的線粒體數(shù)量明顯減少，初級神經(jīng)元和運動神經(jīng)元軸突內(nèi)的線粒體都會出現(xiàn)功能損傷[10]。顯微鏡上觀測化療病人的腓腸神經(jīng)，可見軸突中的線粒體發(fā)生了明顯的腫脹和空泡變性[11]。

連續(xù)的線粒體變性或損傷會導(dǎo)致線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔 (mitochondrial permeability transition pore,mPTP) 的形成，它是一種多分子復(fù)合物膜通道。開放狀態(tài)下，該通道可允許分子量高達(dá)1.5 kDa 的物質(zhì)通過，這將導(dǎo)致線粒體膜電位解體，引起氧化磷酸化和ATP 消耗的改變。研究已證明紫杉醇能夠打開mPTP，并可激活線粒體內(nèi)Ca2+釋放[12]。動力相關(guān)蛋白(dynamin-related protein 1, Drp1) 能夠催化線粒體分裂，研究表明Drp1 抑制劑能夠抑制線粒體的分裂，從而顯著減輕奧沙利鉑引起的機械痛敏[13]。一項研究[14]表明紫杉醇可導(dǎo)致小鼠背根神經(jīng)節(jié) (DRG)中細(xì)胞色素P450 環(huán)氧合酶CYP2J6 的表達(dá)增加，通過對靶向CYP2J2（小鼠CYP2J6 的人類同源基因）的藥物篩選，發(fā)現(xiàn)血管緊張素II 受體拮抗劑替米沙坦可以改善紫杉醇誘導(dǎo)的CINP。

3.化療藥參與炎性反應(yīng)與氧化應(yīng)激

研究表明[15]，紫杉醇會導(dǎo)致星形膠質(zhì)細(xì)胞的激活，觸發(fā)促炎細(xì)胞因子的釋放，如腫瘤壞死因子(TNF)、白細(xì)胞介素-1β (IL-1β) 和白細(xì)胞介素-6 (IL-6)等，這些因子會引起傷害性神經(jīng)元的敏化和神經(jīng)炎癥[16]。這個過程中也有B1 和B2 緩激肽受體以及鞘氨醇-1-磷酸受體的參與[17]。紫杉醇誘導(dǎo)的神經(jīng)元損傷也能引發(fā)巨噬細(xì)胞進(jìn)入DRG 和周圍神經(jīng)元，增加皮膚中Langerhans 細(xì)胞的數(shù)量。紫杉醇會上調(diào)DRG 中基質(zhì)金屬蛋白酶3，進(jìn)而導(dǎo)致周圍神經(jīng)纖維脫髓鞘。紫杉醇可促使DRG 神經(jīng)元中受損神經(jīng)標(biāo)志物顯著上調(diào)，同時紫杉醇會上調(diào)C-C 基序趨化因子2 及其受體CCR2，這些均表明紫杉醇導(dǎo)致CINP 的過程中有炎性反應(yīng)的參與[18]。近期有報道稱，紫衫醇可上調(diào)DRG 內(nèi)Toll 樣受體4 (Toll like receptor 4, TLR4) 及其下游信號分子骨髓分化基因88 (MyD88)[19]。在一項SH-SY5Y 人神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞培養(yǎng)實驗中，觀察到奧沙利鉑引起P2X 嘌呤受體7 的上調(diào)，進(jìn)而誘導(dǎo)TNF 和IL-1β 的釋放[20]。脊髓內(nèi)NMDARs 和NOS 的激活也參與了奧沙利鉑所致的CINP 過程。然而，相比紫杉醇或長春新堿，奧沙利鉑處理對星形細(xì)胞的激活較弱[21]。

化療藥物能引起線粒體DNA 的加合和破壞電子傳遞蛋白質(zhì)，導(dǎo)致線粒體功能障礙。這個過程往往伴隨著細(xì)胞內(nèi)氧化還原電位的失衡及活性氧(ROS)和超氧化物的產(chǎn)生[22]。這些活性產(chǎn)物會導(dǎo)致外周神經(jīng)元的多種改變，包括脫髓鞘、蛋白質(zhì)氧化磷酸化、羰基副產(chǎn)物的釋放，這些副產(chǎn)物可以敏化辣椒素受體 (transient receptor potential vanilloid,TRPV) 通道，滅活抗氧化劑酶和破壞微管。細(xì)胞內(nèi)的氧化應(yīng)激會通過提高前致炎因子（IL-1β、TNF-α、緩激肽和神經(jīng)生長因子）的水平導(dǎo)致外周感受器興奮性提高[23]。研究發(fā)現(xiàn)，自由基清除劑苯-N-叔丁基硝痛，能夠明顯抑制紫杉醇誘導(dǎo)機械痛和冷痛敏，高劑量的超氧化物歧化酶模擬物，能夠降低紫杉醇誘導(dǎo)的機械痛敏。線粒體靶向抗氧化劑 SS-31 能夠降低奧沙利鉑誘導(dǎo)的機械性和冷痛敏[24]。

4.化療藥對免疫反應(yīng)的影響

腫瘤本身可以激活免疫系統(tǒng)導(dǎo)致化療藥引起的免疫變化常常被忽視，但大量的研究表明化療藥本身也可以激活免疫系統(tǒng)，紫杉醇可增強DRG 內(nèi)巨噬細(xì)胞活性，使其呈現(xiàn)肥大并伴有多發(fā)性穿孔的活化表型[25]。在動物實驗中，奧沙利鉑、長春新堿和硼替佐米對巨噬細(xì)胞的活化作用也被證實[26]。在CINP 動物模型中，中性粒細(xì)胞被活化，并向DRG浸潤。服用紫杉醇和長春新堿會使小鼠足爪表皮細(xì)胞內(nèi)Langerhans 細(xì)胞蛋白質(zhì)基因產(chǎn)物9.5 (protein gene product 9.5, PGP9.5) 免疫染色增強。活化的Langerhans 細(xì)胞會通過釋放NO、神經(jīng)營養(yǎng)因子導(dǎo)致CINP 的形成[27]。此外奧沙利鉑會使肥大細(xì)胞脫粒率增加，肥大細(xì)胞缺失的小鼠服用化療藥后機械痛敏減弱，提示肥大細(xì)胞釋放的蛋白酶可能參與了CINP 的過程。研究[28]表明長春新堿可激活小鼠脊髓中樞神經(jīng)系統(tǒng)中內(nèi)皮細(xì)胞，導(dǎo)致炎癥單核細(xì)胞通過內(nèi)皮細(xì)胞運輸，促進(jìn)CINP。

免疫系統(tǒng)的B 細(xì)胞和T 細(xì)胞對特定抗原具有高度特異性，因而可提供持久的免疫。神經(jīng)損傷通常會激活T 輔助 (Th) 1 和Th17 促炎細(xì)胞，破壞促炎/抗炎平衡，引起疼痛過敏[29]。在紫杉醇誘導(dǎo)的CINP 中，DRG 內(nèi)滲透性T 淋巴細(xì)胞 (CD4+)、B 細(xì)胞和細(xì)胞毒性T 細(xì)胞 (CD8+) 明顯增加，同時抗炎反應(yīng)被抑制[30]。鞘內(nèi)注射CD8+抗體可以逆轉(zhuǎn)紫杉醇導(dǎo)致的機械痛敏。有趣的是，最近的一項研究表明紫杉醇使T 細(xì)胞缺失 (Rag-/-) 小鼠機械性超敏反應(yīng)延長，給與T 細(xì)胞 (CD8+) 可通過增加DRG 內(nèi)IL-10 受體的數(shù)量，并改善機械性超敏[31]。紫杉醇和奧沙利鉑均能引起T 細(xì)胞向脊髓的浸潤，紫杉醇還可以選擇性損傷調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞[32]。有研究[33]表明巨噬細(xì)胞Toll-樣受體9 拮抗劑僅能抑制紫杉醇誘導(dǎo)的雄性小鼠的CINP，對雌性小鼠無效，提示TLR9 介導(dǎo)的CINP 具有性別差異。神經(jīng)損傷后脊髓背角產(chǎn)生的鞘氨醇-1-磷酸 (S1P) 通過選擇性激活星形膠質(zhì)細(xì)胞中的S1P 受體亞型 (S1PR1)，進(jìn)一步調(diào)控白細(xì)胞介素10 (IL-10) 可誘導(dǎo)CINP[34]。 研究表明[35]通過抑制Wnt 信號通路、炎癥、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激可顯著改善動物的痛閾值和神經(jīng)功能參數(shù)，提示W(wǎng)nt 信號通路參與CINP 形成。

5.化療藥對離子通道的調(diào)控

研究表明順鉑、紫杉醇或硼替佐米治療會導(dǎo)致培養(yǎng)的DRG 中非選擇性陽離子通道TRPV1 和TRPA1的表達(dá)增加[36]。此外，長春新堿可以增加DRG 內(nèi)感覺神經(jīng)元內(nèi)T 型鈣通道和TRPV4 的活性。紫杉醇對TRP 通道TRPV1、TRPV4 及TRPA1 均有激活作用，相應(yīng)的給與對應(yīng)的抑制劑可以緩解CINP。

鉑類藥物常常對離子通道有很強的損害作用，實驗研究表明，奧沙利鉑可誘導(dǎo)神經(jīng)元過度興奮，使DRG 神經(jīng)元中TREK1 和TRAAK 鉀通道減少，同時增加HCN 通道[37]。奧沙利鉑可激活DRG 內(nèi)受體電位錨蛋白1 和p38 絲裂原激活蛋白激酶而誘導(dǎo)大鼠冷痛敏的產(chǎn)生。電壓門控鈉通道Nav 1.9和Nav 1.6 參與介導(dǎo)奧沙利鉑所致的冷痛敏和痛覺異常[38]。DRG 內(nèi)的Nav 1.7 在紫杉醇誘導(dǎo)的CINP中有明顯的上調(diào)[39]。奧沙利鉑還會導(dǎo)致冷感受器TRPM8 表達(dá)增多。順鉑通過降低DRG 內(nèi)電壓調(diào)節(jié)的鉀和鈣通道電流也能夠干擾離子通道[40]。長春新堿處理會導(dǎo)致DRG 神經(jīng)元內(nèi)神經(jīng)應(yīng)激標(biāo)志物ATF3的表達(dá)增多[41]，此外長春新堿會上調(diào)大鼠脊髓背角處5-羥色胺 (5-HT2A) 受體表達(dá)水平，在長春新堿導(dǎo)致的CINP 模型中，缺失5-HT 轉(zhuǎn)運蛋白的小鼠相比野生型小鼠熱痛敏和機械痛敏會相對減弱[42]。近期有研究表明，阻斷α9α10 煙堿乙酰膽堿受體(nAChRs) 可緩解CINP。

研究表明突觸后末端N-甲基-D-天冬氨酸受體(N-methyl-D-aspartic acid receptor, NMDAR) 的磷酸化以及數(shù)量增加參與了紫杉醇誘導(dǎo)的CINP，給予NMDAR 拮抗劑可以改善大鼠的神經(jīng)痛行為[43]。紫杉醇可激活配體門控和電壓門控離子通道，電壓門控陽離子通道抑制劑河豚毒素以及瞬時開放（T型）CaV 通道阻滯劑乙氧西林可緩解紫杉醇誘導(dǎo)的CINP。鉀離子通道是維持神經(jīng)興奮性的關(guān)鍵通道，順鉑可導(dǎo)致大鼠DRG 中鉀通道的表達(dá)下調(diào)，鉀通激活劑retigabine 可以增加鉀離子電流，增加神經(jīng)元興奮性，從而逆轉(zhuǎn)順鉑引起的小鼠痛覺過敏[44]，化療藥引起小鼠 DRG 中電壓門控鈣通道 mRNA 水平顯著升高，鈣通道阻斷劑加巴噴丁和乙琥胺可減輕化療藥引起的痛覺過敏[45]。

6.其它機制

近年來一些研究表明，腸道菌群通過參與調(diào)控炎性因子IL-6 和TNF-α 水平以及TLR4 通路參與到了CINP 的形成過程[46]。服用抗生素或益生菌可部分干預(yù)CINP 的發(fā)生發(fā)展[47]。目前有技術(shù)可將人或鼠的成纖維細(xì)胞編程為傷害性感覺神經(jīng)元，這些神經(jīng)元被化療藥奧沙利鉑處理后會有TRPV1 敏化的現(xiàn)象，這為更好的研究CINP 機制提供了新的技術(shù)手段[48]。核因子E2 相關(guān)因子2 (Nrf2)，外源性血紅素加氧酶1(HO-1)及CO 可以抑制脊髓連接蛋白43 (Cx43) 而緩解神經(jīng)損傷并減輕長春新堿誘導(dǎo)的神經(jīng)炎癥[49]。痛覺感受器神經(jīng)元的損傷引起翻譯調(diào)節(jié)信號的激活，包括雷帕霉素復(fù)合物1 (mTORC1)和有絲分裂原激活蛋白激酶相互作用激酶(MNK)真核起始因子4E 途徑的機制靶點，有研究表明MNK1-eIF4E信號傳導(dǎo)驅(qū)動了CINP 的形成[50]。

7.總結(jié)與展望

不同種類的化療藥物導(dǎo)致神經(jīng)病理性疼痛的機制略有不同，主要涉及對微管的損傷、破壞線粒體的功能、調(diào)控離子通道活性、干預(yù)炎性反應(yīng)與免疫調(diào)控過程等?；熕幫ㄟ^調(diào)控神經(jīng)元的能量代謝、結(jié)構(gòu)功能等促進(jìn)了CINP 的產(chǎn)生與發(fā)展。綜上所述，CINP 的機制復(fù)雜，且各種機制間相互影響，但有一些共同的通路是多種化療藥均會影響的，是可作為研發(fā)靶點藥物的主要方向。此外，尚需要加強對CINP 的研究，以期為臨床治療提供更為科學(xué)的理論依據(jù)。