趙士杰 任占秀 何 秋△

1)大連醫(yī)科大學(xué)研究生院，遼寧 大連 116044 2)遼寧省人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，遼寧 沈陽 110016

2010年世界衛(wèi)生組織全球疾病負(fù)擔(dān)研究顯示偏頭痛發(fā)病率約為12%，最近研究表明每年2%～3%的偶發(fā)性偏頭痛患者出現(xiàn)新發(fā)慢性偏頭痛[1]。慢性偏頭痛最常見的共病和危險(xiǎn)要素是情感障礙和藥物濫用[2-4]。慢性偏頭痛的治療主要包含以下三方面：(1)共病及危險(xiǎn)因素的辨別與處理；(2)慢性偏頭痛急性發(fā)作期的對(duì)癥藥物干預(yù)；(3)預(yù)防性治療。迄今為止，多項(xiàng)循證醫(yī)學(xué)證據(jù)表明A型肉毒素可以作為緩解慢性偏頭痛的干預(yù)性藥物[5-8]。

1998年BINDER等初次報(bào)道BoNT-A可以緩解慢性偏頭痛癥狀，隨后ELKIND及HAMDY等通過隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，采取固定位點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化注射BoNT-A，結(jié)果顯示，注射BoNT-A與安慰劑相比顯著減少了發(fā)作性偏頭痛的發(fā)生率。2010年，美國食品和藥物管理局(FDA)批準(zhǔn)用A型肉毒桿菌毒素注射液治療偏頭痛。臨床研究表明，與其他預(yù)防策略相比，BoNT-A在長期療效和對(duì)偏頭痛的耐受性方面可有效減少不良反應(yīng)[9-12]。BoNT-A已被臨床批準(zhǔn)用于治療慢性偏頭痛，其發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用的機(jī)制有如下幾方面。

1 抑制突觸前膜神經(jīng)遞質(zhì)的釋放

1．1抑制乙酰膽堿釋放目前，已有實(shí)驗(yàn)顯示，BoNT-A選擇性的作用于神經(jīng)肌接頭突觸前膜，在不影響神經(jīng)電興奮性及傳導(dǎo)的條件下，抑制與疼痛及炎癥有關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì)釋放，進(jìn)一步松弛肌肉[13-16]，起到緩解疼痛的目的。最著名的作用機(jī)制是BoNT-A可阻斷乙酰膽堿(acetylcholine，Ach)與突觸囊泡的融合及釋放。正常情況下，神經(jīng)遞質(zhì)的釋放首先需要從囊泡膜融合到突觸前神經(jīng)末梢的細(xì)胞膜上，此過程必須由可溶性N-乙基順丁烯二酰亞胺敏感性因子附著蛋白受體(soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor，SNARE)復(fù)合物所介導(dǎo)，當(dāng)囊泡釋放ACh擴(kuò)散并穿過突觸間隙，達(dá)到突觸后膜并與后膜上相應(yīng)受體結(jié)合，導(dǎo)致肌肉的持續(xù)收縮。KIM等[17]通過對(duì)大鼠疼痛實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ途植孔⑸銪oNT-A發(fā)現(xiàn)，在注射BoNT-A后，可阻止遞質(zhì)與突觸小泡融合，抑制SNARE復(fù)合物的形成，抑制疼痛相關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì)、神經(jīng)肽類、疼痛感應(yīng)跨膜受體等，最終減少炎性痛覺過敏和水腫而緩解疼痛。

1．2降低降鈣素基因相關(guān)肽含量到傷害性刺激的背根神經(jīng)節(jié)的神經(jīng)元細(xì)胞可產(chǎn)生降鈣素基因相關(guān)肽(calcitonin gene-related peptide，CGRP)，CGRP作為一種具有擴(kuò)張血管作用的神經(jīng)遞質(zhì)，可廣泛表達(dá)于中樞及外周。主要參與二級(jí)和三級(jí)神經(jīng)元疼痛信號(hào)的傳遞，并參與腦干的疼痛調(diào)節(jié)[8]。研究表明偏頭痛發(fā)病期間CGRP濃度顯著升高[18-19]，CERNUDA等[20]通過檢測注射BoNT-A前后慢性偏頭痛患者的血清發(fā)現(xiàn)，注射BoNT-A后血清中CGRP的含量顯著下降。BoNT-A之所以能降低CGRP的含量，主要原因是其可以夠減少瞬時(shí)受體電位香草素1(transient receptor potential vanilloid receptor type-1，TRPV1)與神經(jīng)末梢細(xì)胞膜的融合[21]。在三叉神經(jīng)系統(tǒng)的中樞和外周均可表達(dá)的TRPV1在組織損傷、炎癥和神經(jīng)損傷相關(guān)的疼痛中起著關(guān)鍵作用。

BoNT-A可調(diào)控SNARE復(fù)合物介導(dǎo)的TRPV1向質(zhì)膜轉(zhuǎn)運(yùn)，下調(diào)TRPV1的表達(dá)和通道活性[22]，抑制神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，降低外周炎癥反應(yīng)，減緩疼痛[23]。目前為止，WHITCUP等[24]的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及ROSHNI等[25]的臨床對(duì)照研究證實(shí)，SNARE復(fù)合物由囊泡相關(guān)膜蛋白(vesicle-associated membrane protein，VAMP)、膜結(jié)合突觸融合蛋白和突觸相關(guān)蛋白-25(aptosomal-associated protein-25，SNAP-25)這三種蛋白質(zhì)組成。SNARE復(fù)合物的作用在于協(xié)助囊泡運(yùn)輸和囊泡與膜融合。由于SNARE復(fù)合物存在于含有乙酰膽堿，P物質(zhì)(substance-P，SP)和CGRP的囊泡上，顱外注射BoNT-A時(shí)通過裂解局部SNAP-25蛋白的C-末端[11-12]，破壞突觸囊泡的融合、阻止與疼痛敏感性相關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì)釋放，阻止血管舒張、血漿滲出和局部炎性細(xì)胞的激活，起到止痛作用[26-27]。

1．3抑制興奮性神經(jīng)遞質(zhì)BoNT-A也有效抑制興奮性神經(jīng)遞質(zhì)的釋放[28-29]。在一項(xiàng)利用TRPV1激動(dòng)劑誘導(dǎo)的人體疼痛模型研究中[28]，與注射生理鹽水對(duì)照組相比，注射BoNT-A后人體間質(zhì)液中的谷氨酸分泌受到抑制，肌肉傷害性感受器的機(jī)械敏感性降低，疼痛發(fā)作得到改善。

2 減弱外周和中樞神經(jīng)系統(tǒng)敏化

2．1外周敏感化外周敏感化主要體現(xiàn)為疼痛過敏和反常性疼痛兩種臨床類型。外周神經(jīng)的C纖維對(duì)局部組織損傷或炎癥過程的反應(yīng)增加導(dǎo)致其末梢神經(jīng)痛覺敏感。受傷的局部組織通過釋放促炎物質(zhì)，降低外周傷害感受器的觸發(fā)閾值以及激活受損神經(jīng)元的痛覺信號(hào)。因此，由于越來越來的受損神經(jīng)元致敏，使外周傳入神經(jīng)元對(duì)痛覺的下一步輸入變得異常敏感，從而放大疼痛感應(yīng)[30-31]。隨著時(shí)間的推移，外周神經(jīng)末梢釋放促炎物質(zhì)和離子通道受體的增加，加劇了軀體痛覺感應(yīng)。BoNT-A可阻斷囊泡運(yùn)輸，抑制蛋白激酶C的活化，減少感覺神經(jīng)元中炎癥介質(zhì)的釋放，控制外周致敏，減輕疼痛信號(hào)，從而緩解疼痛。

PATERSON等[32]發(fā)現(xiàn)，顱外注射BoNT-A可有效的降低局部組織的疼痛敏感性，而對(duì)低閾值機(jī)械和熱刺激的敏感性未發(fā)生變化。認(rèn)為背根神經(jīng)節(jié)的神經(jīng)元細(xì)胞中緩慢適應(yīng)的機(jī)械門控電流與有害機(jī)械感應(yīng)有關(guān)；BoNT-A可通過刺激機(jī)械感受器-1選擇性地抑制慢適應(yīng)性的機(jī)械門控電流，這種作用提高了機(jī)械痛閾值，而不改變光觸覺和熱敏。目前還不知道電流的主要渠道，更可能的解釋是BoNT-A對(duì)機(jī)械敏感通道轉(zhuǎn)運(yùn)的影響，降低了外周及中樞敏感化，削減了痛覺的敏感性，起到鎮(zhèn)痛作用。

2．2中樞敏感化中樞敏感化是指在長期慢性炎癥和重復(fù)性疼痛下外周神經(jīng)元的損傷或炎癥變化。間接引起與中樞神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的痛覺傳導(dǎo)通路如脊髓背角感覺神經(jīng)元、三叉神經(jīng)尾核等發(fā)生一種可逆的長期的興奮性增高，興奮閾降低，突觸效能增多的征象。中樞敏感化的過程涉及到包括谷氨酸等在內(nèi)的多種神經(jīng)興奮性遞質(zhì)快速運(yùn)輸至神經(jīng)元細(xì)胞膜上，在重復(fù)性傳入刺激階段，由SNAREs介導(dǎo)的鈣通透性α-氨基羥甲基惡唑丙酸(α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionate，AMPA)受體及N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartic acid，NMDA)受體亞基的囊泡運(yùn)載增多，導(dǎo)致觸后膜興奮性很快增加，進(jìn)一步達(dá)到一種維持中樞敏感化的狀態(tài)。

ATTAl等[33]發(fā)現(xiàn)，BoNT-A可以改變上述轉(zhuǎn)運(yùn)過程，減弱細(xì)胞去極化能力，降低細(xì)胞內(nèi)痛覺信號(hào)傳輸，影響三叉神經(jīng)突觸效能來下調(diào)神經(jīng)元興奮性，減少局部釋放促炎性物質(zhì)，抑制中樞敏感化。BoNT-A對(duì)神經(jīng)興奮性遞質(zhì)運(yùn)輸?shù)母深A(yù)毫無疑問會(huì)影響其在中樞敏感化中的作用，從而對(duì)減輕慢性偏頭痛產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

另有學(xué)說[34]表明，當(dāng)偏頭痛發(fā)生時(shí)，敏感化的三叉神經(jīng)血管體系進(jìn)一步誘導(dǎo)神經(jīng)節(jié)、脊束核尾側(cè)亞核和上泌涎核的傳入沖動(dòng)和副交感神經(jīng)傳出沖動(dòng)加強(qiáng)，并促使下游硬腦膜血管的連續(xù)擴(kuò)張，頻繁刺激各層神經(jīng)系統(tǒng)和三叉神經(jīng)核，甚至通過釋放炎性因子引起炎癥反應(yīng)，使頭痛程度加劇。BoNT-A可減弱由上游和下行途徑的激活引起的腦膜周圍血管舒張及神經(jīng)源性炎癥，并減少與偏頭痛相關(guān)的中樞敏感化。

3 跨突觸轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制

雖有人認(rèn)為BoNT-A不會(huì)發(fā)生跨突觸運(yùn)動(dòng)，然而近年來的數(shù)據(jù)對(duì)該觀點(diǎn)產(chǎn)生質(zhì)疑。AURORA等[31]證實(shí)，顱外注射BoNT-A后，通過軸突運(yùn)輸?shù)竭_(dá)中樞神經(jīng)系統(tǒng)區(qū)域可以實(shí)現(xiàn)痛覺回路的跨突觸傳遞。但這種跨軸突運(yùn)輸?shù)臋C(jī)制尚不明確。目前已經(jīng)確定了兩種攝取途徑[35]，包括由局部囊泡循環(huán)介導(dǎo)的BoNT-A攝取途徑和以遠(yuǎn)端逆行性內(nèi)小體為基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑，不同部位注射BoNT-A后可通過其中任何一條路徑轉(zhuǎn)運(yùn)達(dá)到中樞。盡管沒有直接的數(shù)據(jù)支持這種跨突觸運(yùn)動(dòng)在介導(dǎo)顱外注射BoNT-A對(duì)偏頭痛癥狀改善方面的作用，但是BoNT-A沿著初級(jí)神經(jīng)元傳入途徑最終到達(dá)中樞神經(jīng)系統(tǒng)并且能夠向二級(jí)神經(jīng)元細(xì)胞膜移動(dòng)以減少SNARE復(fù)合物介導(dǎo)的功能已經(jīng)被證實(shí)[36]。

MATAK等[37]和JACOB等[38]利用大鼠三叉神經(jīng)系統(tǒng)模型發(fā)現(xiàn)，BoNT-A可以在三叉神經(jīng)節(jié)(trigeminalganglia，TG)中的相鄰細(xì)胞體之間傳遞，并在相應(yīng)的靶區(qū)域中切割SNAP-25蛋白，證實(shí)了三叉神經(jīng)系統(tǒng)參與BoNT-A的軸突運(yùn)輸。當(dāng)痛覺通路的二級(jí)神經(jīng)元興奮時(shí)，被的SNAP-25蛋白靶區(qū)會(huì)受到突觸前效應(yīng)的改變，阻止了神經(jīng)遞質(zhì)釋放及痛覺信號(hào)傳導(dǎo)[39-40]，減緩慢性偏頭痛。

4 減少神經(jīng)源性炎癥

近年來神經(jīng)源性炎癥在外周敏感化中的作用被人們所了解。前文提到的SP和CGRP作為一種神經(jīng)遞質(zhì)，在炎癥形成過程中亦起到重要作用。GUPTA等[41]發(fā)現(xiàn)在局部刺激組織后，無髓鞘的感覺傳入末梢可釋放鈣依賴性囊泡介導(dǎo)的神經(jīng)遞質(zhì)如SP和CGRP等。在腦血管和神經(jīng)組織中可見到含有CGRP感覺神經(jīng)纖維的廣泛分布，CGRP發(fā)揮作用的途徑往往是通過結(jié)合三種跨膜G蛋白偶聯(lián)受體亞型，即CGRP-1、CGRP-2、CGRP-3。該受體效應(yīng)物偶聯(lián)導(dǎo)致腺苷酸環(huán)化酶的刺激和環(huán)磷酸腺苷的增加，通過血管平滑肌的內(nèi)皮非依賴性舒張產(chǎn)生有效的血管擴(kuò)張。

SP在背根神經(jīng)節(jié)的細(xì)胞體中產(chǎn)生，可轉(zhuǎn)運(yùn)到脊髓的背角和感覺神經(jīng)元的神經(jīng)末梢。已有研究[42]顯示，CGRP通過其血管擴(kuò)張作用間接的增強(qiáng)SP誘導(dǎo)的血漿蛋白外滲，促進(jìn)SP在背角神經(jīng)元誘導(dǎo)的興奮性，證實(shí)了兩種肽之間的協(xié)同作用。

以上神經(jīng)遞質(zhì)的釋放和釋放的結(jié)果通常是由TRPV1通道的激活介導(dǎo)，周圍神經(jīng)纖維細(xì)胞膜上TRPV1表達(dá)的增加對(duì)炎性痛覺敏化發(fā)生十分重要。BURSTEIN等[21]研究證明胞漿中攜帶TRPV1的囊泡通過胞吐的形式快速轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜，這一過程被稱為轉(zhuǎn)位。在細(xì)胞致炎的過程當(dāng)中，TRPV1通道的大量活化，促使鈣離子向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)持續(xù)增加，誘導(dǎo)鈣依賴性核心囊泡(large dense core vesicles，LDCVs)的胞吐作用，促進(jìn)神經(jīng)遞質(zhì)如CGRP的釋放，此時(shí)神經(jīng)遞質(zhì)釋放的增加正反饋的促進(jìn)LDCVs胞吐，此過程導(dǎo)致細(xì)胞炎癥的持續(xù)發(fā)生[43]。

在偏頭痛發(fā)作期間，三叉神經(jīng)血管系統(tǒng)中被激活的初級(jí)感覺神經(jīng)元(腦膜傷害感受器)神經(jīng)節(jié)釋放與炎癥有關(guān)的活性產(chǎn)物釋放可導(dǎo)致包括血漿外滲，肥大細(xì)胞脫粒和炎性細(xì)胞趨化性在內(nèi)的一系列局部事件，共同改變局部的化學(xué)環(huán)境，激活周圍神經(jīng)末梢炎癥反應(yīng)發(fā)生，促使血管舒張和毛細(xì)血管通透性增加，導(dǎo)致易敏性感覺神經(jīng)元的形成，參與頭痛的發(fā)生[21，44-47]。

毫無疑問，偏頭痛預(yù)防制劑BoNT-A可抑制由TRPV1通道的激活引起的神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，抑制神經(jīng)源性炎癥，減緩疼痛[21，48-49]。這些效應(yīng)與BoNT-A阻止與疼痛相關(guān)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放能力是一致的，如BoNT-A可減少背根神經(jīng)節(jié)細(xì)胞受刺激引發(fā)的炎性神經(jīng)遞質(zhì)釋放。盡管目前研究顯示局部注射BoNT-A可以減少外周神經(jīng)末梢釋放神經(jīng)遞質(zhì)和炎癥介質(zhì)來改善疼痛，但在皮膚和表面肌肉組織中這種局部效應(yīng)對(duì)偏頭痛活動(dòng)變化的作用尚不清楚[50]。BoNT-A的抗炎和鎮(zhèn)痛作用之間的關(guān)系仍然存在爭議。

現(xiàn)有研究表明，BoNT-A對(duì)預(yù)防慢性偏頭痛發(fā)作有一定作用[51，52]，但其鎮(zhèn)痛的確切機(jī)制尚不明確，各實(shí)驗(yàn)研究之間尚存在分歧。目前臨床上應(yīng)用BoNT-A對(duì)慢性偏頭痛發(fā)作的預(yù)防及維持時(shí)間相對(duì)局限，長時(shí)間重復(fù)注射會(huì)帶來不良影響。通過對(duì)其鎮(zhèn)痛機(jī)制的深入研究來采取有效干預(yù)措施延長慢性偏頭痛發(fā)作及規(guī)避不良事件仍是一個(gè)值得醫(yī)學(xué)研究人員關(guān)注的領(lǐng)域。同時(shí)，通過探討偏頭痛發(fā)病機(jī)制，研究出更有效的緩解頭痛的藥物也是備受矚目的話題。