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文檔簡介

1、神經病理性疼痛分子生物學研究進展中國醫(yī)學科學院中國協(xié)和醫(yī)科大學北京協(xié)和醫(yī)院麻醉科 100730本文由【中文word文檔庫】 搜集整理。中文word文檔庫免費提供海量教學資料、行業(yè)資料、范文模板、應用文書、考試學習和社會經濟等word文檔 劉國凱 羅愛倫 黃宇光神經病理性疼痛(Neuropathic Pain)是與多種周圍神經障礙相關聯(lián)的一組共同表現的癥狀,包括與糖尿病、甲狀腺功能低下、尿毒癥、營養(yǎng)缺乏和化療藥物(長春新堿、順鉑等)相關的神經障礙;也包括:格-巴二氏綜合征、帶狀皰疹后神經痛、進行性神經病性肌萎縮病、復合性局部疼痛綜合征型和缺血性神經病變等(Gregory T,2001)。國際疼痛

2、研究會(IASP,1994)將這種由于外周或中樞神經系統(tǒng)的直接損傷功能紊亂引起的疼痛稱為神經病理性疼痛。神經病理性疼痛是醫(yī)學領域的挑戰(zhàn)性研究課題,目前發(fā)病機制不清,尚缺乏有效的治療措施。近年來,對外周神經損傷所致的神經病理性疼痛的分子、細胞機制,特別是在初級感覺神經原和脊髓水平的研究積累了比較豐富的資料,為進一步探索此類痛癥提供了基礎。而從分子生物學的角度探討神經病理性疼痛機制是最近幾年發(fā)展起來的,為神經病理性疼痛的機制和治療帶來了新思路。下面就神經病理性疼痛的動物模型、分子機制、治療等方面進行論述。1.神經病理性疼痛動物模型 對神經病理性疼痛發(fā)病機制的研究大多來源于動物模型;盡管模型還存在不

3、少缺陷,但是它為理解和探索人類神經病理性疼痛的發(fā)病機制提供了有用的工具。動物模型的缺點是動物無法語言交流,對動物的疼痛測量多基于主觀行為反應,比如測量痛敏和異常痛敏的閾值。 最常見的動物模型包括坐骨神經慢性壓迫模型(CCI)(Bennet G J,1988)、坐骨神經部分損傷模型(PNL)(Seltzer Z,1990; Malmber,A.B., 1998)、脊神經選擇結扎模型(SNL)(Kim SH, 1992)、坐骨神經軸索切斷模型(Wall,P.D.,1979)、背跟節(jié)慢性壓迫模型(CCD)(Hu SH, 1998;Song XJ, 1999)和坐骨神經分支選擇損傷模型(Decoste

4、rd and Woolf CJ, 2000)等。通過測量神經損傷側肢體腳爪皮膚的感覺閾值,即通過測量對熱照射、機械刺激引起的痛敏(hyperalgesia)和冷、觸異常痛敏(allodynia)來確定模型是否成功建立。另外還有通過注射細胞毒藥物比如四氧嘧啶和鏈脲霉素(STZ)建立的糖尿病神經病理性疼痛模型,常用的方法是采用靜脈或腹膜注射STZ。在糖尿病大鼠模型上觀察到疼痛癥狀比如異常痛敏和機械、溫度痛敏(Rashid M, 2002)。還有其他幾種動物模型,比如化療藥物引起的細胞毒性神經病變 ,通過靜脈注射長春新堿模擬出了這種疼痛模型(Aley K O,1996);小鼠感染單純帶狀皰疹病毒,開

5、發(fā)出了急性皰疹和帶狀皰疹后神經痛模型(Takasaki I.,2000)。 上述多種神經損傷模型在許多方面不相同,提示其發(fā)病機制也不相同。這些模型的多樣性發(fā)生機制可能反映了臨床不同神經病理性痛的表現多樣性,通過對各自模型機制的深入探討,可能會有助于提出針對臨床各種神經病理性痛的有效治療方案和策略。 2.神經病理性疼痛的分子機制外周神經損傷引起的神經病理性疼痛,表現為痛覺過敏、異常痛敏、感覺缺失和自發(fā)性疼痛。其中中樞和外周敏化在神經病理性疼痛的產生和維持中發(fā)揮重要作用(Millan MJ,1999);中樞機制包括脊髓背角神經原的興奮性升高、抑制性中間神經原的去抑制作用和神經損傷后A纖維長入背角淺

6、層等;外周機制包括異位放電、脊髓背跟神經節(jié)(DRG)交感神經的分布增加和損傷后的傳入纖維表現型的改變,外周敏化與DRG神經元的轉錄水平改變密切相關。 神經病理性疼痛表現出復雜各異的感覺異常,主要與神經系統(tǒng)損傷的類型以及個體差異有關。對所有類型的神經病理性疼痛試圖采用一種機制來解釋顯然是行不通的?;贾車窠浵到y(tǒng)疾病時,多種病理生理過程可產生和維持疼痛癥狀。從概念上講沒有一種機制是疾病特異性的,每種疾病可能存在與之相關的幾種典型機制;多種機制可能共同表現于神經病理性疼痛的一種類型中,或者一種機制可能在不同類型的神經病理性疼痛中發(fā)揮作用。這樣對每一位病人疼痛的解釋可能需要假設一種或者多種機制同時起作

7、用。另外由于疼痛系統(tǒng)處于動態(tài)變化中,因此神經病理性疼痛的癥狀和臨床表現也是隨時間變化的。外周神經損傷不僅引起損傷部位的功能和生化的改變,而且損傷神經的其他部位比如脊髓和大腦神經元也會發(fā)生病理改變。因此在神經病理性疼痛的產生和維持中,多種外周和中樞機制發(fā)揮著作用(Bridges D,2001)。2.1外周機制外周神經損傷引起神經功能、生化和形態(tài)學特性的變化;外周神經損傷后常見的病理生理變化包括自發(fā)放電(Liu X,1999;Sun Q,2004)、離子通道表達的改變(Dickenson A H,2002)、初級傳入末梢的間接出芽(Devor M,1979)、交感神經長入背跟神經節(jié)(McLachl

8、an E M.,1993; Zhang JM,2004)以及前炎癥介質對傷害性感受器的敏化(Michaelis M.,1998)。離子通道表達的改變可能是受損傷神經纖維興奮性增高和放電的重要原因(Matzner O,1994;Chung JM,2004);神經損傷后DRG神經原肽類表達的改變對神經病理性疼痛的產生和維持也發(fā)揮重要的作用(Hokfelt T,2000);外周機制的闡明為未來新藥的開發(fā)提供了靶點,這樣可以避免目前治療藥物引起的中樞副作用。2.1.1異位放電多數學者支持這樣的假說:疼痛產生于受損傷的神經軸突和臨近的背根神經節(jié)傳播來的異位沖動(Fields HL,1999);這種異位沖

9、動的產生與初級傳入神經纖維神經元興奮性升高,以及他們在脊髓形成的突觸接觸增加有關;新的電壓敏感鈉通道亞單位在這些部位表達,這些鈉通道在產生異位沖動方面起重要作用;電壓敏感鈉通道亞單位可能和細胞外基質分子相互作用,從而影響軸突生長和髓鞘形成;通過mRNA對通道亞單位進行差異調節(jié)來影響鈉通道功能,有助于改變損傷神經原的興奮性(MichaelC,2002);有研究表明外周神經損傷后神經元細胞膜鈉通道的密度增加是產生疼痛異位放電的重要原因(Matzner O,1994; Hokfelt T,2000);另有研究顯示SNL模型大鼠的DRG神經原Na1.3和Nax表達上調,并且Na1.3和Nax在異位放電

10、和疼痛的產生中起重要作用(Chung JM,2004)。有研究表明起源于異位的異常傳入放電是感覺異常、感覺遲鈍和慢性神經病理性疼痛的重要原因(.Ichikawa K,2001)。有研究顯示神經元維持重復放電能力依賴于細胞膜的內在共振特性,并發(fā)現神經損傷后這種共振特性增加。對切除的大鼠DRG神經原進行電信號記錄,結果顯示一些神經細胞在膜電位附近有域下振蕩,振蕩的振幅、頻率和相干性呈現電壓敏感性;當這種振蕩達到域值即可引起動作電位。研究表明這種振蕩對維持靜息膜電位和去極化的峰電位是必要的。不存在這種振蕩現象,即使重度去極化神經元也不能維持放電。神經的損傷增加了域下振蕩神經元數目的比例,因此產生異位

11、峰值放電的神經元比例增加;這些發(fā)現提供了更多的證據:鈉電導有助于維持這種振蕩性電活動(.Ichikawa K,2001)。有趣的是也有遺傳因素的影響存在,顯示不同種系大鼠對相同類型的神經損傷表現出不同的反應。2.1.2 離子通道表達的改變大量電壓門控鈉離子通道在初級傳入神經原上表達,這些通道對神經元細胞膜動作電位的產生和維持非常重要。電壓門控Na+離子通道(Voltage-gated or-dependent sodium channels,VGSC/VDSC)由亞單位和一個或幾個輔助亞單位構成(Goldin,2000)。目前已經克隆出9個VGSC的亞單位(統(tǒng)一命名為NaV1.1-1.9)和3

12、個亞單位(1-3),此外還有一個膠質細胞源性VGSC亞單位,命名為Nax(Novakovic,2001)。亞單位調節(jié)通道的開放和膜上通道的表達水平(Vijayaragavan,2001)。DRG神經元上至少存在6種鈉通道亞單位:Nav1.1、Nav1.6、Nav1.7、Nav1.8、Nav1.9和Nax;根據 鈉通道對TTX的敏感性分為兩類:TTX-S(TTX敏感)和TTX-R(TTX不敏感)鈉通道(Waxman S G,1999)。TTX-S的鈉通道有Nav1.1、Nav1.6、Nav1.7,主要表達在有髓鞘A纖維上;而Nav1.8、Nav1.9主要存在于無髓鞘C纖維上(Waxman S G

13、,1999)。有研究顯示外周神經損傷后TTX-R鈉通道下調(Dib-Hajj S,1996),但是最近的研究發(fā)現受損傷神經纖維鈉通道的重新分布對神經病理性疼痛的產生發(fā)揮重要作用( Gold M S ,2003.);通過反義技術剔除掉Nav1.8基因可以阻止外周神經損傷后的痛敏和異常痛敏(Porreca F.A ,1996;.),預示VGSC有助于DRG神經元高度興奮性的產生(Lai J,2004)。另外有研究顯示外周神經損傷后TTX-S鈉通道3亞單位或Nav1.3重新表達(Waxman S G.,1994; Abe M ,2002),這種鈉通道失活后恢復更快,有利于受損傷DRG神經原在相對較低

14、閾值下重復興奮,產生異位和自發(fā)放電。因此鈉通道是未來神經病理性疼痛新藥開發(fā)的重要靶點之一。中樞和外周神經系統(tǒng)神經元上分布有高閾值電壓依賴性(Voltage-gated or-dependent calcium channels,CGCC/VDCC)Ca2+離子通道,分為L-、N-、P/N和R-型;VDCC Ca2+通道由1亞單位和至少兩個輔助亞單位和2/構成(Cataldi,1999)。VDCC的1亞單位的異同決定了各種VDCC亞型功能、通道特性和分布;鈣通道也是神經元上的重要調控分子。臨床上加巴噴丁用于治療神經病理性疼痛的機制可能是作用于電壓敏感的鈣通道發(fā)揮作用的(Bayer K,2004)

15、。外周神經損傷后鈣通道表達的改變在神經病理性疼痛形成中起重要作用;缺乏N型電壓敏感性鈣通道的小鼠,神經病理性疼痛的癥狀受到抑制(Saegusa H ,2001)。在神經病理性疼痛大鼠模型中,向神經損傷部位注射N型鈣通道阻滯劑,可以緩解熱痛敏的程度(Xiao W H ,1995);有研究顯示外周神經損傷后脊髓背角2/明顯上調,鞘內給予2/反義寡核苷酸可以明顯減輕異常痛敏(Li CY,2004)。在其他通道中,超極化活化的環(huán)核苷調控的pacemaker通道在神經病理性疼痛的產生和維持中也發(fā)揮重要作用(Chaplan S R ,2003)。電壓門控陽離子vanilloid受體(VR1也叫TRPV1)

16、是外周神經末梢的傷害性受體;VR1受體選擇性表達于無髓鞘傷害性C纖維上,可以被辣椒素、熱刺激和酸性環(huán)境活化(Caterina M J,2001)。有報道顯示神經病理性疼痛動物的未損傷初級傳入神經原上有VR1表達,并且與神經病理性疼痛的形成密切相關(Hudson L J ,2001);也有報道PSN小鼠的有髓鞘A纖維初級傳入神經原上有VR1表達(Rashid M H ,2003)。VR1可被熱、酸化條件和內源性辣椒素激動劑anandamide活化,預示此受體在神經病理性疼痛的形成中發(fā)揮重要作用(Di Marzo V ,2002),未來VR1受體可能成為新的藥物作用靶點(Valenzano KJ,

17、2004)2.1.3 P2X的作用多種傷害性刺激均可引起細胞內釋放ATP,ATP激活P2X受體,引起疼痛。大量研究提示P2X受體參與神經病理性痛。外周神經損傷可以調節(jié)P2X受體的表達,其變化程度取決于損傷的類型。被ATP活化的P2X3 通道在傷害性神經元上有表達(Chen C C ,1995),組織損傷ATP的釋放是神經病理性疼痛發(fā)病機制中的重要因素之一。有研究發(fā)現坐骨神經切斷后L45DRG的P2X3受體水平下調(Kage K,2002),而坐骨神經結扎后DRG的P2X3免疫陽性神經元減少,結扎側脊髓背角P2X3免疫陽性神經元增多(Bradbury FJ,1998)。有研究顯示外周神經損傷后脊

18、髓小膠質細胞P2X4表達水平上調,預示外周神經損傷后P2X4活化對異常痛敏的產生是必要的(Inouek,2004);神經病理疼痛時,交感軸突長芽與背根神經節(jié)神經元接觸;交感末梢釋放的ATP可激活背根神經節(jié)P2X3受體,參與神經病理性痛。有研究發(fā)現P2X受體阻滯劑蘇拉明可以減輕坐骨神經結扎大鼠的觸誘發(fā)痛,而腎上腺素能受體阻滯劑酚妥拉明無此作用(Park SK,2000)。也有研究顯示P2X3受體特異性拮抗劑A-317491,對神經病理性疼痛具有一定的鎮(zhèn)痛作用。在大鼠神經病理性疼痛模型中預先給予動物P2X3通道的反義核苷酸治療,可以阻止機械痛敏的發(fā)生(Barclay J ,2002)。2.1.4肽

19、類表達的改變初級感覺神經原表達多種肽類,肽類作為神經遞質或神經調質發(fā)揮作用(Hokfelt T ,2000)。外周神經損傷后感覺神經元中P物質、降鈣素基因相關肽、生長激素抑素下調;而在正常感覺神經原低表達的血管活性腸肽、galanin、NPY(神經肽Y)和CCK(膽囊收縮素)上調(Wiesenfeld-Hailin Z, 2001; Xiao H S.,2002)。盡管外周神經損傷引起感覺神經神經肽表達的改變可能是一種適應性變化,但是有研究顯示這些神經肽在調節(jié)痛敏中起重要作用。在神經病理性疼痛SNL模型中發(fā)現NPY在中、大直徑DRG神經原、脊髓背角的表達上調,給予大鼠NPY抗血清或其受體拮抗劑

20、治療可緩解異常痛敏(Ossipov M H ,2002)。有研究表明在神經病理性疼痛的治療中嗎啡效果不佳與初級感覺神經原CCK的上調密切相關(Wiesenfeld-Hailin Z ,2001)。大鼠坐骨神經切斷后,一種垂體神經肽腺苷環(huán)化酶活化的多肽在DRG和脊髓背角表達上調(Jongsma H ,2000)。越來越多的證據表明多肽在神經病理性疼痛的調控中發(fā)揮重要作用。2.1.5交感神經長芽部分神經病理性疼痛病人特別是復雜性局部疼痛綜合征的病人表現為交感維持性疼痛(CRPS)(Colton A M ,1996); Mclachlan 首先報道了外周神經損傷引起去甲腎上腺素能交感神經軸突長入DR

21、G,并提供了神經病理性疼痛中交感神經作用的證據(McLachlan E M ,1993)。在許多神經病理性疼痛動物模型中,通過切斷交感神經可以緩解疼痛癥狀(Seltzer Z.,1990; Malmber,A.B ,1998)。交感長芽也與損傷神經纖維的異位和自發(fā)放電密切相關(Lee D H,1998; Zhang JM,2004);另有研究表明神經損傷后NGF和BDNF在交感發(fā)芽進入DRG的機制中有重要作用(Jones M G ,1999, Ha SO,2001)。2.1.6初級傳入神經末梢的間接出芽外周神經損傷后,重新形成的軸突末梢可以在被切斷神經的皮膚區(qū)域重新出芽(.Devor M.,1

22、979)。皮膚細胞局部釋放的NGF可以促進出芽,證據為抗NGF治療可以阻止這種出芽的發(fā)生(Ro L S ,1996)。但這種出芽現象在神經病理性疼痛中到底發(fā)揮何種作用,目前仍不清楚。2.1.7炎癥和神經病理性疼痛外周神經損傷與神經干局部炎癥密切相關,并且這些炎癥介質可以敏化軸突損傷的神經纖維(Michaelis M ,1998);因此炎癥介質在神經病理性疼痛的形成和維持中非常重要,速激肽和速激肽受體在其中發(fā)揮重要作用。外周組織損傷引起速激肽釋放,與炎癥性痛敏密切相關。外周神經損傷引起B(yǎng)1受體重新表達(Levy D ,2000);組織損傷后前列腺素包括PGE2和PGI2迅速產生,是炎癥性疼痛的重

23、要促使因素。給予神經病理性疼痛動物環(huán)化酶抑制劑治療,可以緩解溫度和機械性痛敏(Syriatowicz J ,1999)。給予PNS小鼠足底注射PGI2激動劑可引起痛敏反應(Rashid M H ,2003);炎癥介質通過活化細胞內蛋白激酶,進而調控細胞膜表面不同離子通道的活性。激動速激肽受體可以活化磷脂酶C,磷脂酶C反過來可以活化PKC;另外激動前列腺素受體也可以活化PKA;而PKC或PKA對離子通道的磷酸化有助于外周敏化的產生;有文獻報道PKC和PKA也可活化VR1通道,外周神經損傷后VR1通道表達增加(Premkumar L S ,2000; De Petrocellis L., 2001

24、);PGE2 也可降低TTX-R鈉通道的閾值(England S, 1996)。2.2中樞機制2.2.1神經病理性疼痛的脊髓機制2.2.1.1 A纖維傳入末梢出芽 脊髓是傳遞從外周到大腦疼痛信息的中繼站;傳遞疼痛的初級傳入神經元軸突末梢終止于脊髓背角的不同層面,在此與不同類型的脊髓次級神經元發(fā)生聯(lián)系。脊髓次級神經元包括疼痛-特異性神經元和廣動力神經元,次級神經元將信息傳遞到脊髓上部位,并調控興奮和抑制性中間神經元的活動。在正常生理狀態(tài)下,低強度刺激引起神經末梢釋放谷氨酸,并活化AMPA受體,傳遞疼痛感覺;而高強度刺激引起P物質釋放,通過活化NK1受體,傳遞疼痛感覺(Doubell T P.,1

25、999)。外周神經損傷引起脊髓背角細胞的重構(Woolf C J ,1992)、上揚、中樞敏化(Woolf C J.,1993)和抑制作用的喪失(Dubner R ,1991)。中等直徑有髓鞘A纖維和小直徑無髓鞘C纖維分別終止于脊髓背角層和層,而大直徑有髓鞘A纖維終止于、層;外周神經損傷引起C纖維軸突末梢從層消失,而A纖維長入C纖維終止的部位來支配此區(qū)域(Woolf C J ,1992; Castro-Lopes J M,1990),這樣正常接收高閾值感覺傳入的層次級神經元,開始接收來自于A纖維低閾值受體傳來的感覺傳入,結果正常的觸覺刺激被誤認為是疼痛刺激,即出現異常痛敏現象。關于外周神經損傷

26、后A纖維長入層的分子機制目前仍不清楚;但是對交感長芽目前有不同意見,有研究認為交感長芽缺乏證據(Hughes DI,2003)。2.2.1.2中樞敏化2.2.1.2.1NMDA受體的作用外周神經損傷引起脊髓背角神經原敏化,和隨之而來的脊髓興奮性增高,這種現象叫中樞敏化(Woolf CJ,2000;Salter MW,2004)。中樞敏化的特點是存在上揚現象(Wind-up)和長時程增強效應(LTP);這樣短暫的疼痛刺激可引起突觸后電位長時間的增加。外周損傷引起脊髓背角神經元產生LTP,是產生痛敏的重要原因(Sandkuhler ,1998)。有研究證明中樞敏化中NMDA受體的作用:正常NMDA

27、受體被鎂離子阻滯,外周神經損傷后,去極化引起鎂離子從通道上移開,引起NMDA活化,進而促使大量鈣離子內流,引起突觸后神經元興奮性增高(Doubell T P.,1999);細胞內鈣離子濃度增加引起轉錄因子c-fos、c-jun活化,最終活化許多下游基因;轉錄的改變最終引起細胞內和細胞表面受體蛋白的表達(Zimmermann M ,2001);另外蛋白激酶包括PKC在維持中樞敏化中發(fā)揮重要作用(Woolf CJ,2000)。外周神經損傷后G蛋白耦聯(lián)受體比如NK1和代謝型谷氨酸受體的共同活化,在神經病理性疼痛的產生和維持中發(fā)揮重要角色。通過抑制脊髓PKC可減輕神經損傷引起的異常痛敏(Hua X Y

28、.,1999);脊髓的糖皮質激素受體可以調控NMDA受體NR1和NR2的表達,進而影響疼痛,最近研究顯示給予CCI大鼠鞘內注射糖皮質激素受體拮抗劑RU38486,可以明顯降低NR1和NR2的表達,同時可明顯減弱疼痛;另外給予PKC基因剔除的CCI大鼠鞘內注射IL-6抗血清,也可降低NR1和NR2的表達,表明CCI后IL-6和PKC作為細胞調質,影響糖皮質激素受體介導的NMDA受體亞基的表達,這些結果預示糖皮質激素受體和NMDA受體的相互作用對神經病理性疼痛的產生和維持起重要作用(Wang S,2005)。對NMDA受體激活后的下游機制、以及其他分子對NMDA受體的影響是目前研究的熱點。2.2.

29、1.2.2抑制性中間神經元的作用脊髓疼痛傳導路中存在兩種主要的抑制通路:脊髓背角抑制性中間神經元和腦干下行抑制系統(tǒng)。外周組織損傷引起脊髓背角WDR神經元胞內PKA、PKC和PKG等蛋白激酶活化,導致這類神經元的GABA和甘氨酸受體發(fā)生磷酸化(滅火作用),因而引起GABA和甘氨酸的抑制作用減弱,結果增強了這些神經元的興奮和反應性。脊髓抑制性中間神經元可分泌GABA或甘氨酸;正常情況下抑制性中間神經元產生自發(fā)活動,對脊髓背角維持適度的抑制作用,而部分中間神經元可被疼痛刺激活化,發(fā)揮對疼痛的抑制作用。支配抑制性中間神經元的C纖維末梢消失,是脊髓抑制性中間神經元對疼痛抑制作用減弱的重要原因(Castr

30、o-Lopes J M,1990; Rashid M H.,2002);另外外周神經損傷引起脊髓背角GABA產量降低(Mackie M,2003.),結果GABA對疼痛傳遞的抑制作用降低。其他的脊髓機制中還包括脊髓阿片系統(tǒng)效能的下降(Zhang X.,1998),脊髓抗阿片作用的物質CCK和強啡肽上調等(Vanderah T W ,2000; ZhangX,2000)。2.2.1.2.3細胞因子的作用細胞因子是中樞神經系統(tǒng)的神經調質或神經遞質,IL-1、IL-6、 TNF- 以及某些趨化因子在神經病理性疼痛中有重要作用。神經元和膠質細胞均可分泌IL-1;IL-1可以通過誘導初級傳入神經產生CO

31、X-2、iNOS以及P物質等疼痛介質,引起中樞敏化,從而產生持續(xù)性疼痛。研究發(fā)現神經病理性疼痛大鼠脊髓背角IL-1mRNA及蛋白均明顯升高(Winkelstein BA ,2001);有研究采用IL-1和TNF抑制劑的混合劑治療神經病理性疼痛大鼠,發(fā)現可明顯緩解異常痛敏(Sweitzer SM,2001)。CCI模型大鼠,術后7天IL-6mRNA及蛋白水平明顯增高;蛛網膜下腔注射IL-6抗體,可以減輕觸誘發(fā)痛(Arruda JL,2000)。TNF在神經病理性疼痛的產生中起重要作用。有研究發(fā)現:分別向正常大鼠背根神經節(jié)(DRG)以及DRG壓迫模型大鼠的背根神經節(jié)注入TNF,正常大鼠出現疼痛,而

32、DRG壓迫模型大鼠出現痛覺過敏 (Homma Y,2002)。另有研究顯示在外周和中樞神經損傷的神經病理性疼痛模型中,發(fā)現TNFmRNA和蛋白水平均明顯升高(Ohtori S,2004)。過表達TNF的轉基因小鼠在接受外周神經切斷術后的機械痛閾比野生型小鼠顯著升高(Schafers M,2003)。同IL-1作用相反,IL-2具有鎮(zhèn)痛作用。向疼痛大鼠蛛網膜下腔注射腺病毒介導的IL-2基因,可以明顯提高熱照射痛閾 (Yao MZ,2003);IL-10也具有抗傷害作用(Tu H,2003); 最近已經有人采用IL-10基因進行神經病理性疼痛治療的研究(Milligan ED,2005)。研究表明

33、趨化因子也參與疼痛的產生;有證據表明,趨化因子可以誘導星形膠質細胞和免疫細胞遷移,促進小膠質細胞增生;趨化因子MCP、MIP、RANTES、及IP-10在神經病理性疼痛模型中表達增高。研究發(fā)現同樣建立神經病理性疼痛模型,趨化因子受體2(CCR2)基因敲除小鼠的痛覺敏感性明顯低于野生型小鼠(Abbadie C,2003)。CCR2是MCP1的受體,研究證實大鼠神經病理性疼痛模型中,脊髓表達MCP1升高;而向疼痛大鼠蛛網膜下腔注射MCP1抗體,可以明顯緩解機械異常痛敏,并呈劑量依賴性(Tanaka T,2004);最近的研究表明大鼠蛛網膜下腔注射趨化因子Fractalkine,可產生機械異常痛敏和

34、熱痛敏,而注射Fractalkine受體抗體后,上述痛敏減輕;在該研究中還發(fā)現,疼痛模型大鼠的小膠質細胞CX3CR1上調??傊准毎樗睾湍[瘤壞死因子促進COX2,iNOS和P物質等大量疼痛介質釋放和表達,增加了神經系統(tǒng)對疼痛的敏感性,同時趨化因子可以誘導星形膠質細胞和免疫細胞遷移,促進小膠質細胞增生。2.2.1.2.4膠質細胞的作用膠質細胞廣泛分布于大腦和脊髓,占中樞神經細胞總數的70以上,主要包括小膠質細胞、星形膠質細胞和少突膠質細胞。膠質細胞被激活時,可釋放大量的細胞因子、炎性介質,激活補體,引起神經炎癥和神經免疫反應,導致各種神經功能紊亂,引起痛覺過敏和異常痛敏。大量研究證實,神經病理

35、性疼痛產生時,脊髓膠質細胞特異性標志物表達水平增加,表明膠質細胞激活。采用免疫組化的方法研究脊神經結扎模型,發(fā)現疼痛形成時大鼠脊髓GFAP(星形膠質細胞標記物)明顯增加,表明星形膠質細胞的激活與疼痛反應有關(Takeda K,2004);有學者研究L5神經根結扎模型發(fā)現OX-42(小膠質細胞標記物)免疫染色增強,表明小膠質細胞激活(Hashizume H,2000);有研究表明脊神經冷凍模型和CCI模型大鼠脊髓背角GFAP和OX42免疫染色均明顯增強(Colburn RW,1997)。另有研究發(fā)現外周神經損傷后,小膠質細胞激活早于星形膠質細胞;但星形膠質細胞表達增高持續(xù)時間更長,表明星形膠質細

36、胞活化與神經病理性疼痛的維持有關(Tanga FY,2004)??梢韵胂笠种颇z質細胞激活可以減輕疼痛的發(fā)生。向脊神經結扎大鼠鞘內注射甲基強的松龍,發(fā)現膠質細胞活性降低,同時痛覺過敏及異常痛敏減弱(Takeda K,2004); 膠質細胞激活的機理尚不清楚。有研究發(fā)現脊神經結扎和在神經干周圍注射秋水仙堿均能阻斷軸突運輸,且均能激活星形膠質和小膠質細胞,而秋水仙堿不引起異常痛敏,提示膠質細胞激活與外周傳入信號阻斷有關(Colburn RW,1999)。有研究發(fā)現小膠質細胞的激活與MAPK家族信號轉導有關;P38是MAPK家族成員之一,其在疼痛大鼠脊髓小膠質細胞中表達及活性明顯增高(Tsuda M,

37、2004)。向神經病理性疼痛模型大鼠鞘內注射P38 抑制劑SB203580,結果疼痛得到緩解(Jin SX,2003)。Ma等人在脊神經部分結扎模型的研究中發(fā)現MAPK家族另兩個成員ERK和CJNK均在星形膠質細胞內活化增強(Ma W,2002)。有研究發(fā)現預防性注射小膠質細胞抑制劑美滿霉素,可以抑制GFAP蛋白的表達,并減輕痛覺過敏。但是在疼痛存在5天后給予美滿霉素,則無此作用。由此可推斷:小膠質細胞是炎癥效應細胞的初始傳感器,提前有效抑制,則可抑制疼痛;但炎癥反應一旦開始,抑制小膠質細胞的作用不大。對神經損傷疼痛模型的研究發(fā)現,膠質細胞激活的同時,細胞因子表達也增加。有研究發(fā)現L5神經根切

38、斷后,產生異常痛敏與熱痛敏,同時膠質細胞激活,而且脊髓IL-1、IL-6、IL-10、TNF mRNA和IL-6的表達均增強(Winkelstein BA,2001)。大量研究顯示膠質細胞激活后能產生和釋放大量與疼痛相關的炎性介質和活性物質,如氧自由基、 NO、ATP、花生四烯酸、白三烯、前列腺素、興奮性氨基酸(包括谷氨酸、天冬氨酸、半胱氨酸和奎寧酸)、神經生長因子、TNF、白細胞介素和腦啡肽等。由此推斷,膠質細胞激活后可能通過釋放細胞因子、疼痛相關的活性物質,引發(fā)一系列復雜反應,參與脊髓疼痛調制過程,從而導致痛覺過敏或異常痛敏。疼痛因素促進細胞因子產生,激活膠質細胞;一方面大量的細胞因子可進

39、一步促進膠質細胞增生,另一方面活化的膠質細胞又可產生更多的細胞因子,兩者相互作用,引起疼痛相關的活性物質和疼痛介質的釋放,引起持續(xù)性疼痛、痛覺過敏和異常痛敏,造成中樞敏化,引起神經病理性疼痛(Watkins LR,2003)。因此細胞因子和膠質細胞成為治療神經病理性疼痛藥物新的靶點。 2.2.2神經病理性疼痛的脊髓上機制研究顯示脊髓上腦結構的調控機制在痛敏的產生和維持中發(fā)揮重要作用(Urban M O ,1999);疼痛下行抑制系統(tǒng)的削弱和下行易化系統(tǒng)的增強可能在中樞敏化發(fā)生中具有一定作用,直接或間接地削弱疼痛下行抑制系統(tǒng),可易化背角神經元的敏感化狀態(tài)。在動物模型中橫斷脊髓或抑制脊髓上部位,可

40、以明顯阻止痛敏的發(fā)生(Pertovaare A ,1996; Bian D.,1998)。脊髓上的疼痛抑制系統(tǒng)和興奮系統(tǒng)共同控制著脊髓疼痛的傳遞過程;神經病理性疼痛中下行抑制系統(tǒng)的作用明顯減弱(Pertovaara A ,1997)。延髓吻腹內側區(qū)(RVM)是下行易化系統(tǒng)的上位中樞,該部位的神經緊張素可能在激活下行易化系統(tǒng)過程中發(fā)揮重要作用;外周神經損傷后,從RVM的下行易化系統(tǒng)對脊髓背角神經元的作用增強(Vanderah T W ,2001;Vanegas H,2004);對神經病理性疼痛的脊髓上確切作用機制,仍需要進一步研究,為尋求藥物作用靶點提供依據。3神經病理性疼痛的治療3.1藥物治療 多數研究證據表明快鈉通道引起的異位放電和神經炎癥是產生神經病理性疼痛的主要原因,因此藥物治療也集中于盡力糾正這些異常情況。利多卡因貼劑是治療PHN病人的一種新型治療方法,效果明確無全身性副作用,并且使用方便簡單,目前已有商業(yè)產品透皮利多卡因(Lidoderm)可用于臨床。局部利多卡因貼劑是FDA批準用于治療PHN的第一個藥物,無全身副作用,開創(chuàng)了治療神經病理性疼痛的新局面(Galer BS ,1998,

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