戚孟琪 呂玉芹 徐 雯 張敬軍

山東第一醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院，山東泰安 271000

癲癇是神經系統(tǒng)常見病，發(fā)病機制尚未闡明。腺苷全稱為腺嘌呤核苷，是一種在中樞神經系統(tǒng)中廣泛存在的內源性神經元興奮調節(jié)劑、抗癇劑及神經保護劑，主要通過突觸前抑制和穩(wěn)定突觸后膜電位起作用。目前腺苷的抗癇機制及療效是國內外研究重點之一。本文將對腺苷抗癇機制及其療效進行綜述。

1 腺苷生物合成及其功能

腺苷生物合成包括以下途徑：①腺嘌呤核糖核苷酸（adenosine monophosphate，AMP）在5-核苷酸酶作用下脫去磷酸轉化成腺苷；②腺嘌呤與1-磷酸核糖作用轉變成腺苷和磷酸；③S-腺苷同型半胱氨酸水解后產生腺苷和同型半胱氨酸；④神經元和星形膠質細胞釋放三磷酸腺苷（adenosine triphophate，ATP），經胞外核苷酸酶（ecto-nucleotidase，E-NTPDases）作用快速降解為腺苷。腺苷在腦組織中表達豐富，其在腦中的主要生理作用：神經突觸調節(jié)劑，有助于增強神經元回路信息；星形膠質細胞調節(jié)劑，調控新陳代謝和星形膠質細胞攝取神經遞質能力；星形膠質細胞向神經元傳遞信號，將星形膠質細胞激活與異源性突觸抑制關聯(lián)；少突膠質細胞分化和功能調控器；小膠質細胞調節(jié)劑，調節(jié)小膠質細胞增殖、能動性及反應性；小膠質細胞向神經元傳遞信號，調控小膠質細胞激活后短期突觸可塑性；內皮調節(jié)劑，通過舒張腦內毛細血管調控神經血管耦合，從而影響神經元網絡功能的可持續(xù)性［1］。

2 腺苷的抗癇機制

腺苷的抗癇作用復雜，其機制尚未完全闡明，可能通過下列機制發(fā)揮抗癇作用。

2.1 腺苷受體分類、分布及抗癇機制

腺苷與4 個7-跨膜G 蛋白偶聯(lián)受體相互作用介導其生理作用，根據(jù)序列同源性和藥理學將其受體分為A1、A2a、A2b、A3。每個腺苷受體亞型都有明確的組織分布和第二信使耦合，其在調節(jié)神經元興奮性及調控炎癥等方面發(fā)揮重要作用。腺苷作為一種非經典的神經遞質，主要通過突觸前及突觸后的腺苷A1 和A2 受體亞型影響神經元活動。通過這種調節(jié)作用，腺苷在不直接干擾突觸后γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）或谷氨酸受體的情況下影響神經元興奮及抑制的平衡［2］。（1）在中樞神經系統(tǒng)中，A1 受體主要在大腦皮層、小腦、海馬和脊髓背角中高度表達。①在突觸前膜，腺苷激活A1 受體抑制腺苷酸環(huán)化酶，從而 減 少 環(huán) 磷 酸 腺 苷 （cyclicadenosine-3′，5′monophosphate，cAMP）含量，調節(jié) cAMP 依賴性蛋白激酶活性，降低膜對離子的通透性及神經細胞興奮性，從而起到抗癇作用；②在突觸前膜，腺苷激活A1 受體從而激活磷脂酶C，增加三磷酸肌醇含量，刺激細胞內Ca2+釋放并抑制N 型、Q 型和P型鈣通道，導致Ca2+內流減少，進而抑制谷氨酸釋放，降低神經興奮性，產生抗癇作用；③在突觸后膜，腺苷激活A1 受體從而激活鉀離子通道，增加K+外流，導致膜超極化，從而降低神經興奮性并保護神經元［3-4］。（2）A2a 受體在紋狀體、伏隔核及嗅覺結節(jié)中高度表達，但在皮層和海馬中低表達。①腺苷激活A2a 受體，從而激活電壓敏感性鈣通道，導致Ca2+內流增加，促進谷氨酸釋放及增強離子型谷氨酸受體活性，從而誘發(fā)癲癇發(fā)作；②腺苷激活A2a 受體，降低突觸前抑制系統(tǒng)的效率，從而減弱腺苷與A1 受體結合所產生的抗癇作用［1］。（3）A2b 受體主要存在于星形膠質細胞。（4）A3 受體在人小腦和海馬中中等表達，而在大腦大部分區(qū)域低水平表達。雖然A2b 及A3 受體在大腦中低表達且對腺苷親和力低，但腺苷與A2b 及A3 受體結合導致GABA 釋放減少，誘發(fā)癲癇發(fā)作。研究報道，A3 受體激活導致A1 受體異源脫敏，使A1受體對激動劑不敏感，進而降低激活A1 受體所起到的抗癇作用［5］。

2.2 腺苷其他抗癇機制

2.2.1 腺苷與ADK 及ADA 中樞及外周神經系統(tǒng)中，腺苷激酶（adenosine kinase，ADK）是調節(jié)細胞間質和細胞內腺苷水平的關鍵酶。腺苷代謝的病理性改變，特別是星形膠質細胞內ADK 的表達增加，在癲癇發(fā)生中起著重要作用。大多數(shù)腺苷通過 ADK 產生 AMP 進一步生成 ATP，ATP 在E-NTPDases 作用下生成腺苷，完成腺苷的循環(huán)，這是腺苷代謝的主要途徑之一。因此，抑制ADK活性將使突觸內腺苷含量增加，從而控制癲癇發(fā)作［6］。

腺苷在腺苷脫氨酶（adenosine deaminase，ADA）的作用下生成肌苷，再經核苷酶催化產生次黃嘌呤和次黃嘌呤核苷酸，最后生成為尿酸。因此，抑制ADA 活性將使細胞外腺苷含量增加，起到抗癇作用［7］。

2.2.2 腺苷與DNA 甲基化 DNA 甲基化是表觀遺傳修飾方式之一，能誘發(fā)癲癇發(fā)作。DNA 甲基化需要在DNA 甲基轉移酶作用下由S-腺苷甲硫氨酸提供一個甲基群，生成產物DNA-CH3及S-腺苷同型半胱氨酸（S-adenosylhomocysteine，SAH），SAH 在S-腺苷同型半胱氨酸水解酶作用下進一步轉化為腺苷與同型半胱氨酸［8-9］。只有在不斷去除腺苷和同型半胱氨酸情況下，才能繼續(xù)進行DNA 甲基化［10］。因此，腺苷作為 DNA 甲基化最終產物，其增多能夠抑制DNA 甲基化，從而達到抗癇作用。

2.2.3 腺苷與LncRNA CASC2 LncRNA 與癲癇的發(fā)展密切相關，是一類重要的非編碼RNA，具有200 多個核苷酸，在調節(jié)基因表達、表觀遺傳修飾及神經發(fā)育等方面發(fā)揮多重作用［11］，尤其是在星形膠質細胞分化中起關鍵作用［12］。長鏈非編碼RNA 癌癥易感性候選2（long noncoding RNAs cancer susceptibility candidate 2，LncRNA CASC2）在抗癇中的作用機制研究較少。通過大鼠腹腔內注射戊四氮（pentylenetetrazol，PTZ）建立癲癇模型來研究LncRNA CASC2 的生物學作用。根據(jù)行為測試和蛋白表達分析，LncRNA CASC2 通過調節(jié)磷酸和張力蛋白同源物的表達來抑制PTZ 誘導的癲癇發(fā)作，進一步抑制癲癇發(fā)展過程中腺苷代謝和星形膠質細胞活化［13-14］。一方面，LncRNA CASC2 過表達能夠降低平衡核苷轉運蛋白（equilibrative nucleoside transporter，ENT）活性，使細胞外腺苷向細胞內轉移減少，進而增加細胞外腺苷濃度，產生抗癇作用；另一方面，LncRNA CASC2 過表達能夠降低ADK 的活性，抑制腺苷代謝，使細胞外腺苷增多，進而抑制癲癇發(fā)作［14］。因此，LncRNA CASC2過表達導致腺苷增多可能成為腺苷抗癇的機制之一。

3 腺苷抗癇治療

3.1 腺苷與CBD

大麻二酚（cannabidiol，CBD）是一種從大麻植物中提取的非精神活性衍生物，具有抗癇作用，其受體主要分為Ⅰ型受體（CB1 受體）和Ⅱ型受體（CB2 受體）［15］。美國食品和藥物管理局批準藥用級別的CBD 用于兩種兒童期發(fā)作癲癇：Dravet 綜合征和 Lennox-Gastaut 綜合征［16］。CBD 作用機制尚未明確，可能通過以下機制發(fā)揮作用：腺苷信號調控和細胞內鈣離子調控（通過G 蛋白偶聯(lián)受體-55 動員和瞬時受體電位V1 型內流影響神經元Ca2+）［17］；CBD 通過增強腺苷介導的信號傳導抑制癲癇發(fā)作，CB1 受體和A1 受體在谷氨酸能突觸上共享一個共同的突觸前信號機制，CB1 受體與A1受體之間相互作用，當細胞外腺苷水平增多時，A1受體對CB1 連接的G 蛋白的控制增加，間接調節(jié)CB1 抑制谷氨酸釋放，進而起到抗癇作用［18］；CB1受體與A2a 受體在神經元興奮性調節(jié)中起著協(xié)同作用，CBD 通過間接激活A2a 受體下調半胱天冬酶及逆轉谷氨酸誘導的毒性作用，發(fā)揮神經保護作用［19］；其次，CBD 通過阻斷 ENT 影響腺苷再攝取，增加細胞外腺苷濃度，從而降低神經元興奮性，抑制癲癇發(fā)作［20］。

3.2 腺苷與KD

生酮飲食（ketogenic diet，KD）是部分難治性癲癇的一種替代療法，尤其是兒童耐藥性癲癇。KD 抗癇機制尚未完全闡明，目前主要集中在腺苷A1 受體、AMPA 型谷氨酸受體、電壓依賴性Ca2+通道、ATP 敏感性K+通道、囊泡谷氨酸轉運體、細胞死亡及乳酸脫氫酶的BCL-2 相關激動劑［21］。KD 通過肝臟代謝產生酮體輸送至大腦，用作葡萄糖的替代能源，加速細胞內ATP 的產生［10］；KD通過提高ATP 濃度增加細胞內腺苷并通過ENT將細胞內腺苷迅速轉移至細胞外，因此，ATP 增多能夠升高細胞外腺苷濃度進而激活腺苷A1 受體產生抗癇作用。KD 通過兩種途徑抑制ADK 活性：細胞質中，阻斷ADK-S 從而降低細胞內腺苷代謝，進一步增加細胞內外腺苷濃度；細胞核中，阻斷ADK-L 從而阻斷甲基在轉甲基化途徑中的流動，進一步減少 DNA 甲基化［22］，KD 對 DNA 甲基化的下調在停止飲食后仍然存在［23］。KD 通過增加腦內腺苷水平及抑制DNA 甲基化調節(jié)發(fā)揮其抗癲癇作用［24-25］。

3.3 腺苷與基因治療

基因治療是治療難治性癲癇的一種新嘗試，使用這種方式治療癲癇會導致腦組織發(fā)生不可逆變化，因此相關病毒載體設計需要優(yōu)化以保證其安全性及療效［26］。目前，轉基因包括ADK 基因、谷氨酸門控氯離子通道基因、電壓門控鉀離子通道基因、神經肽Y 基因等［27-28］。在癲癇患者腦中，通過降低過表達ADK 活性來增加腺苷水平，最終發(fā)揮抗癇作用。實驗中病毒載體設計在星形膠質細胞啟動子下以反義方向表達ADK 基因，從而減弱內源性ADK 基因過度表達，減少腺苷轉化成AMP，提高內源性腺苷的水平，起到抗癇作用［5，7］。研究報道，釋放腺苷的細胞或裝置植入癲癇病灶內或附近為抗癇治療帶來了新的希望，該方法抗癇有效的可能機制如下：①腺苷持續(xù)局部釋放能夠避免全身使用腺苷所產生的較大外周副作用；②腺苷局部給藥產生鎮(zhèn)靜或共濟失調等中樞副作用較??；③細胞外腺苷增多可被ENT 轉運至細胞內，不會引起細胞外腺苷積累［27］。

4 展 望

癲癇是中樞神經系統(tǒng)常見病，雖然目前已經發(fā)展了超過20 多種抗癇藥物，但仍有1/3 患者為難治性癲癇。外科手術治療方式對中樞神經系統(tǒng)結構及功能產生不可逆損害，因此尋求新治療方法成為當前研究熱點。研究發(fā)現(xiàn)，增強中樞神經系統(tǒng)內腺苷濃度具有抗癇作用，但其作用機制需進一步闡明。因此，進一步研究增強腺苷療效，減少其不良反應，對提高癲癇的治療具有重要意義。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突