李 源 夏中元

（武漢大學人民醫(yī)院麻醉科，武漢430060）

細胞鎮(zhèn)痛在癌痛治療中的研究進展

李 源 夏中元Δ

（武漢大學人民醫(yī)院麻醉科，武漢430060）

目的：很多晚期癌癥病人經(jīng)受著癌痛的困擾，細胞鎮(zhèn)痛作為一個新的鎮(zhèn)痛方法，經(jīng)過國內(nèi)外研究已證明其有效性和安全性。近年來，細胞鎮(zhèn)痛有了新的研究進展，并逐步解決了一些前期所遇到的有關(guān)問題，如來源不足，免疫排斥、致瘤性，使其臨床使用價值進一步提高。然而關(guān)于深度調(diào)控等相關(guān)問題還需要更多的研究和探索。本文就近年來細胞鎮(zhèn)痛在癌痛治療方面研究進展做一綜述。

癌痛；細胞鎮(zhèn)痛；PC12細胞

疼痛是癌癥病人的普遍癥狀，少部分為間斷性疼痛，大部分為持續(xù)性疼痛，并且每日持續(xù)時間長達12小時或者更多[1]。癌痛病人中有2/3為內(nèi)臟痛，超過一半數(shù)量的病人是混合型疼痛[2]。目前，世界衛(wèi)生組織(WHO)在20世紀80年代所提出的三階梯鎮(zhèn)痛原則仍被用于癌痛的鎮(zhèn)痛指南，然而很多病人并沒有得到有效的疼痛緩解治療，鎮(zhèn)痛藥物對比中，阿片類藥物鎮(zhèn)痛效果往往比其他效果更好，但是其不良反應(yīng)也相對比其他鎮(zhèn)痛藥物要多[3]。在臨床應(yīng)用中，阿片類藥物常會有惡心嘔吐、呼吸抑制、依賴性和戒斷效應(yīng)等不良反應(yīng)，因而使其應(yīng)用性降低。癌痛一方面使癌癥病人經(jīng)受軀體疼痛，另一方面疼痛帶來的心理障礙，如焦慮、抑郁甚至自殺傾向等。因此，對癌痛的治療旨在改善病人的治療質(zhì)量和預(yù)后效果，使鎮(zhèn)痛效果更好，持續(xù)時間更長，不良反應(yīng)更少。細胞鎮(zhèn)痛是近年來提出的一個比較新的鎮(zhèn)痛方式，它可以很好地避免藥物毒性[4]從而達到鎮(zhèn)痛和低不良反應(yīng)的效果，目前在國內(nèi)外都取得了不小的進展。

一、癌痛鎮(zhèn)痛的現(xiàn)狀

目前，疼痛的治療已經(jīng)發(fā)展到了一定成熟的階段，各種各樣的鎮(zhèn)痛方式以其各自不同的性質(zhì)也都以其特性在不同的領(lǐng)域中發(fā)揮著作用，有報告表示疼痛是癌癥病人主要問題之一，而大多數(shù)晚期或者轉(zhuǎn)移性癌癥病人都會經(jīng)受疼痛的困擾。接近90%的病人在經(jīng)過合理治療后可以明顯減輕疼痛，然而卻依然有不少癌癥病人經(jīng)過鎮(zhèn)痛治療后疼痛無法緩解[5]。有資料研究了1994到2007年世界癌痛治療的情況，表明美國等經(jīng)濟經(jīng)濟條件較好的國家和城市癌痛的治療相對較好，而亞洲等地區(qū)的癌痛治療欠佳，說明了經(jīng)濟情況影響了癌痛的治療情況，并且腫瘤早期病人或者年輕病人容易忽略癌痛的治療，但是癌痛的治療并不受年齡和性別的影響和限制，有50%左右的癌痛病人仍存在治療不足的情況[6]。

目前，癌痛鎮(zhèn)痛主要采取阿片類藥物鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)痛泵鎮(zhèn)痛和神經(jīng)阻滯鎮(zhèn)痛治療等方法。有研究發(fā)現(xiàn)，在阿片類藥物的臨床使用中，80%的病人經(jīng)歷了至少一次不良反應(yīng)，且便秘(41%)，惡心(32%)、嗜睡(29%)是最常見的不良反應(yīng)。只有44%的病人手術(shù)后仍使用阿片類藥物治療7個月到24個月。在神經(jīng)和肌肉骨骼疼痛中，阿片類藥物短期療效的效果是好的，然而只有很少部分的人需要長期使用阿片類藥物鎮(zhèn)痛[7]。阿片類藥物通常與非阿片類鎮(zhèn)痛藥物聯(lián)合應(yīng)用于中、重度癌痛，以減輕阿片類藥物的不良反應(yīng)和增加鎮(zhèn)痛作用[8]。鎮(zhèn)痛泵因其費用高，植入和后期維護中又具有一定的感染幾率等原因，使其應(yīng)用受局限。神經(jīng)阻滯注射一處就可以得到較大范圍的阻滯鎮(zhèn)痛區(qū)域，但對操作者的解剖知識掌握情況要求較高。細胞鎮(zhèn)痛藥物毒性低，不良反應(yīng)較少，作為一個新的鎮(zhèn)痛方式，在臨床應(yīng)用上有很大的潛力。

二、嗜鉻細胞鎮(zhèn)痛

目前，許多國內(nèi)外學者開展了大量對嗜鉻細胞、部分具有鎮(zhèn)痛效應(yīng)的腫瘤細胞和交感神經(jīng)節(jié)細胞進行細胞移植鎮(zhèn)痛方面的研究，其中，研究最多的就是嗜鉻細胞。

20世紀80年代后期興起的細胞鎮(zhèn)痛方法是慢性疼痛治療領(lǐng)域的突破性進展[9]。它把一些體外培養(yǎng)的自體細胞或者異體細胞植入到受者的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，通過這些類似于“生物微泵”(Bio-minipump)的細胞持續(xù)分泌鎮(zhèn)痛物質(zhì)而緩解疼痛或提高痛閾。1993年，AP Winnie等首次在臨床上對5名癌痛病人應(yīng)用了人腎上腺髓質(zhì)蛛網(wǎng)膜下腔移植鎮(zhèn)痛，結(jié)果發(fā)現(xiàn)病人移植后，脊髓樣品顯示在5名病人中的三名的腦啡肽濃度增加，并且其中四名病人中兒茶酚胺濃度增加，提示人腎上腺髓質(zhì)蛛網(wǎng)膜下腔移植取得了良好的治療效果[10]，并且病人沒有出現(xiàn)耐受性，初步展示了細胞鎮(zhèn)痛的療效，提示并證明了細胞移植在疼痛治療方面的實際應(yīng)用價值。

嗜鉻細胞包括一些神經(jīng)營養(yǎng)因子、神經(jīng)肽、細胞因子和一些與炎癥和疼痛相關(guān)的因子，如去甲腎上腺素、腎上腺素、甲啡肽、亮啡肽等。國外有研究表明，將嗜鉻細胞移植到蛛網(wǎng)膜下腔等處，即可產(chǎn)生明顯的抗炎、抗神經(jīng)痛等療效[11]，因此，嗜鉻細胞是細胞移植鎮(zhèn)痛的首選。Jacqueline Sagen 和James E. Kemmler等也發(fā)現(xiàn)嗜鉻細胞的另一個優(yōu)點，就是嗜鉻細胞可以通過刺激細胞表面的尼古丁受體增加蛋氨酸-腦啡肽和兒茶酚胺的釋放水平，并通過實驗證明了腎上腺髓質(zhì)組織或者嗜鉻細胞懸浮液移植到大鼠脊髓蛛網(wǎng)膜下腔可以產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用，特別是在尼古丁的刺激條件下。這種鎮(zhèn)痛可以被阿片拮抗劑阻斷或逆轉(zhuǎn)。上述結(jié)果表明，通過將嗜鉻細胞移植到脊髓，可以提供用于減輕疼痛的阿片肽的局部來源[12]。

國內(nèi)也有學者對細胞移植鎮(zhèn)痛進行研究。游言文等于2003年8月至2004年9月以動物研究為對象，進行隨機對照實驗。采用牛的嗜鉻細胞，用海藻酸鈉-多聚賴氨酸-海藻酸鈉微囊包裹的方法達到免疫隔離效果。通過測量移植術(shù)后大鼠腦脊液中兒茶酚胺的變化，了解海藻酸鈉-多聚賴氨酸-海藻酸鈉-微囊化牛嗜鉻細胞在異種動物體內(nèi)分泌鎮(zhèn)痛物質(zhì)的情況和微囊的隔離效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)接受牛嗜鉻細胞和海藻酸鈉-多聚賴氨酸-海藻酸鈉微囊化牛嗜鉻細胞移植的兩組大鼠腦脊液灌流液中兒茶酚胺的水平升高。兒茶酚胺中的腎上腺素等可以作用于α受體從而產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用[13]。

三、PC12嗜鉻細胞瘤細胞鎮(zhèn)痛

國內(nèi)外研究學者提出并用實驗論證了PC12嗜鉻細胞瘤細胞移植在癌痛中的鎮(zhèn)痛作用。Mizrachi等從大鼠腎上腺皮質(zhì)瘤里發(fā)現(xiàn)了PC12細胞株，PC12細胞可以分泌兒茶酚胺，表達神經(jīng)肽，擁有煙堿受體[14,15]。

PC12細胞是可以向其他細胞形態(tài)分化的一種細胞，其擁有細胞前腦啡肽基因(PENK)，一般情況下只能釋放少量腦啡肽，當PC12細胞在特定藥物的影響下，可以增強細胞前腦啡肽基因(PENK)的表達，分化為嗜鉻細胞，因而使腦啡肽的分泌量得到提升[16-17]。有研究表示，大鼠腦室應(yīng)用少量腦啡肽（約0.2 mg/kg）就能產(chǎn)生明顯的鎮(zhèn)痛效果，在椎管內(nèi)使用大量的腦啡肽（約10 mg）也不會引起明顯的呼吸障礙，并且對心率、平均動脈壓、平均肺動脈壓等血流動力學系統(tǒng)也無明顯的影響，因此，腦啡肽在實際應(yīng)用上安全性比較高[18]。腦啡肽屬于內(nèi)啡肽，由五個氨基酸殘基組成，其中由于第五位氨基酸殘基結(jié)構(gòu)的不同分為兩種，分別是甲硫氨酸腦啡肽(Methionine-enkpehalin,MEK, 結(jié)構(gòu)式Tyr-Gly-Gly-Phe-Met)和亮氨酸腦啡肽(Leucineenkephalin, LEK,結(jié)構(gòu)式Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu) ，二者的前體（前腦啡肽）相同。腦啡肽通過與過μ受體、δ受體受體結(jié)合降低神經(jīng)細胞內(nèi)cAMP水平和鈣傳導，抑制神經(jīng)傳遞，從而構(gòu)成內(nèi)源性痛覺調(diào)制系統(tǒng)而起到鎮(zhèn)痛作用[19]。

四、微囊化在嗜鉻細胞鎮(zhèn)痛中的應(yīng)用

細胞移植會面對一個巨大的問題，即免疫排斥。Kaplan等發(fā)現(xiàn)，在羊蛛網(wǎng)膜下腔進行牛嗜鉻細胞移植會使CD4+淋巴細胞比例上升，導致宿主全身性免疫細胞反應(yīng)，雖然全身病理變化不明顯，但腦脊液淋巴細胞數(shù)量和移植部位免疫反應(yīng)都有明顯的增加[20]。

目前，克服免疫排斥反應(yīng)主要采用三類方法：

1.減少供體組織細胞的免疫源性，如紫外線照射、低溫保存及用抗體處理，但是效果不盡如人意。

2.使宿主體暫時免疫抑制，如X線照射及使用免疫抑制劑，此法因宿主體免疫力大大下降而產(chǎn)生許多副作用。

3.將移植體與宿主體免疫系統(tǒng)隔離。細胞微囊化技術(shù)作為一種重要的免疫隔離方法，對降低免疫排斥有很好的效果。微囊(microencapsule)是用親水性高分子材料與細胞混勻，從噴嘴射出時在組織細胞表面成型，形成直徑50～800 μm的包裹組織的球囊，可以包裹組織細胞、酶和其他活性物質(zhì)，可將移植的組織細胞與宿主體免疫系統(tǒng)隔離，因而降低免疫排斥反應(yīng)。一般制作微囊的材料有海藻酸鈉(alginate)、多聚賴氨酸(Polylysine)、脫乙酰己丁質(zhì)、瓊脂糖、聚丙烯胺和羧甲基纖維素鈉等等。而目前，在多種材料制作微囊技術(shù)中，發(fā)展最成熟的是海藻酸鈉-聚賴氨酸-海藻酸鈉(APA)制作的微囊[21]。大量的動物實驗和近年來的臨床試驗均證實，微囊化嗜鉻細胞移植到疼痛模型大鼠及癌痛病人蛛網(wǎng)膜下腔后能發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用，但由于腎上腺嗜鉻細胞來源匱乏及異種移植存在的倫理學問題，從而限制了該方法的臨床應(yīng)用。

五、去永生化

鎮(zhèn)痛細胞仍然是具備傳代增殖潛能的細胞，因此，植入人體后，在一定程度上有致瘤性，因此，解決針對鎮(zhèn)痛細胞移植的致瘤性也是細胞鎮(zhèn)痛有關(guān)問題的重點。目前，關(guān)于鎮(zhèn)痛細胞移植的致瘤性，現(xiàn)在也有良好的應(yīng)對措施，即去永生化。細胞經(jīng)過自發(fā)或者其他外界因素的影響而脫離增殖衰老，從而擁有無限增殖能力，稱為細胞永生化的過程。而去永生化是指用生物學技術(shù)將細胞內(nèi)的永生化基因定向剔除(Knockdown)，使其失去永生化(dismmortalization)，也可以稱之為可逆性永生化(reversible immortalization), 從而消除了致瘤性[22]。去永生化主要使用Cre-loxP重組酶系統(tǒng)，其中，Cre重組酶(cause recombinase)可特異性結(jié)合LoxP位點，LoxP是34bp長且?guī)в胁糠只匚男蛄械腄NA序列，通過內(nèi)分子重組，Cre可介導兩個34bp之間的LoxP位點間的特異性重組，從而特異性敲除該段序列或基因，控制基因的表達，如猿病毒40大T抗原（SV40Tag）等細胞永生化最常用的目的基因。

六、細胞鎮(zhèn)痛尚未解決的問題：

1.細胞來源

（1）腎上腺髓質(zhì)嗜鉻細胞：

此前，用于移植的細胞來源受到倫理等各方面限制而來源稀少，因此限制了細胞鎮(zhèn)痛的研究和發(fā)展，因而，人們開始轉(zhuǎn)向動物等方向研究。牛腎上腺髓質(zhì)細胞來源豐富，容易分離獲取并且和人腎上腺髓質(zhì)細胞功能相仿，為細胞移植提供了大量的來源。

（2）嗜鉻細胞瘤細胞（PC12細胞）：

如前所述，PC12細胞可分泌兒茶酚胺、腦啡肽等鎮(zhèn)痛物質(zhì)，且微囊化PC12細胞也解決了以前一直限制其發(fā)展的免疫排斥問題。

（3）轉(zhuǎn)腦啡肽基因細胞：

楊茂元等實驗證明蛛網(wǎng)膜下腔移植hppe基因修飾細胞可有效改善神經(jīng)性疼痛，其鎮(zhèn)痛效應(yīng)是通過阿片受體介導的。由于細胞移植入新的環(huán)境需要時間適應(yīng)和功能恢復，因而鎮(zhèn)痛作用起效時間較長（3～5天），因此不適用于急性疼痛治療；但因其效應(yīng)持久，所以對慢性疼痛提供了一個新的細胞來源[23]。

2.動物模型和人體之間可能存在的差異

目前的研究大多建立在動物模型上，以人體為實驗對象的相關(guān)研究還不多，因此，不排除動物模型上產(chǎn)生的效應(yīng)和對人體所產(chǎn)生的效應(yīng)有一定的差異。

七、發(fā)展與展望

盡管目前細胞移植鎮(zhèn)痛仍處于發(fā)展階段，類似于鎮(zhèn)痛深度的調(diào)控等問題還有待更多的科研實驗來探索，但是總體來說，隨著現(xiàn)代科技的進步和癌痛病人對更高效、更安全、不良反應(yīng)更小的鎮(zhèn)痛方式的需求，細胞移植鎮(zhèn)痛開辟了一條嶄新的道路，隨著研究的進展，細胞鎮(zhèn)痛作為一種具有滿足癌痛病人各方面需求的新型鎮(zhèn)痛方式，也將擁有廣闊的前景。

[1]Davies A, Buchanan A, Zeppetella G, et al. Breakthrough cancer pain: an observational study of 1000 European oncology patients. J Pain Symptom Manage,2013, 46(5):619 ～ 628.

[2]Mercadante S, Adile C, Giarratano A, et al. Breakthrough pain in patients with abdominal cancer pain.Clin J Pain, 2014, 30(6):510 ～ 514.

[3]Nunes BC, Garcia JB, Sakata RK. Morphine as the fi rst drug for the treatment of cancer pain. J Palliat Med,2012, 15(9):963.

[4]Tao F, Li Q, Liu S, et al. Role of Neuregulin-1/ErbB Signaling in Stem Cell Therapy for Spinal Cord Injury-Induced Chronic Neuropathic Pain, 2013, 31(1):83 ～91.

[5]Greco MT, Corli O, Montanari M, et al. Epidemiology and pattern of care of breakthrough cancer pain in a longitudinal sample of cancer patients: results from the Cancer Pain Outcome Research Study Group. Clin J Pain, 2011, 27(1):9 ～ 18.

[6]Gil ABDLC, Vergara IP, Gallego AP. Intrathecal Ziconotide and Morphine for Pain Relief: A Case Series of Eight Patients with Refractory Cancer Pain,Including Five Cases of Neuropathic Pain. Neurolo Ther,2015, 4(2):159 ～ 168.

[7]Noble M, Tregear SJ, Treadwell JR, et al. Long-Term Opioid Therapy for Chronic Noncancer Pain: A Systematic Review and Meta-Analysis of Ef fi cacy and Safety. Landscape Res, 2013, 35(5):214 ～ 228.

[8]劉思同, 翟志超, 左明明, 等. 非阿片類鎮(zhèn)痛藥物在癌痛中的應(yīng)用. 中國疼痛醫(yī)學雜志, 2016, 22(3):223 ～227.

[9]Sagen J, Pappas GD, Perlow MJ. Adrenal medullary tissue transplants in the rat spinal cord reduce pain sensitivity. Brain Res, 1986, 384(1):189 ～ 194.

[10]Winnie AP, Pappas GD, Das Gupta TK, et al.Subarachnoid adrenal medullary transplants forterminal cancer pain. A report of preliminary studies.Anesthesiology, 1993, 79(4):644 ～ 653.

[11]Handy CR, Krudy C, Boulis N. Gene therapy: a potential approach for cancer pain. Pain ResTreat, 2011,2011(2090-1542):987597.

[12]Sagen J, Kemmler JE. Increased levels of Metenkephalin-like immunoreactivity in the spinal cord CSF of rats with adrenal medullary transplants. Brain Res, 1989, 502(1):1.

[13]游言文, 臧衛(wèi)東, 李鳴, 等. 微囊化嗜鉻細胞移植產(chǎn)生的鎮(zhèn)痛效應(yīng)及其機制. 中國組織工程研究, 2005,9(14):112 ～ 113.

[14]Mizrachi Y, Naranjo JR, Levi BZ, et al. PC12 cells differentiate into chromaffin cell-like phenotype in coculture with adrenal medullary endothelial cells. Proc Natl Acad Sci , 1990, 87(16):6161 ～ 6165.

[15]Kim YJ, Hur EM, Park TJ, et al. Nongenomic inhibition of catecholamine secretion by 17beta-estradiol in PC12 cells. J Neurochem, 2000, 74(6):2490 ～ 2496.

[16]Lu WD, Funkelstein L, Toneff T, et al. Cathepsin H functions as an aminopeptidase in secretory vesicles for production of enkephalin and galanin peptide neurotransmitters. J Neurochem, 2012, 122(3):512 ～ 522.

[17]Seow KH, Zhou L, Stephanopoulos G, et al. c-Jun N-terminal kinase in synergistic neurite outgrowth in PC12 cells mediated through P90RSK. BMC Neuroscience, 2013, 14(1):1 ～ 14.

[18]Sultan P, Gutierrez MC. Neuraxial Morphine and Respiratory Depression. Drugs, 2011, 71(14):1807.

[19]龍瑞春, 孫怡, 趙國棟, 等. 轉(zhuǎn)前腦啡肽原基因鎮(zhèn)痛的研究進展. 實用疼痛學雜志, 2010, 6(6):455 ～ 458.

[20]Kaplan FA, Krueger PM, Harvey J, et al. Peripheral xenogeneic immunological response to encapsulated bovine adrenal chromaffin cells implanted within the sheep lumbar intrathecal space. Transplantation, 1996,61(8):1215 ～ 1221.

[21]陳水塘, 蔣建強, 姜迎春. 微囊化胰島細胞異種移植治療糖尿病的研究. 中國藥物與臨床, 2013,13(4):455 ～ 457.

[22]Meng FY, Liu L, Yang FH, et al. Reversible immortalization of human hepatocytes mediated by retroviral transfer and site-specific recombination.World J Gastroenterol, 2014, 20(36):13119 ～ 13126.

[23]楊茂元, 畢好生, 鄭從義, 等. 蛛網(wǎng)膜下腔移植轉(zhuǎn)腦啡肽基因細胞用于治療神經(jīng)性疼痛. 中華麻醉學雜志 , 1999, 19(12):722 ～ 724.

10.3969/j.issn.1006-9852.2017.10.011

△通訊作者xiazhongyuan2005@aliyun.com