姜. 爽. 顏麗暉. 夏. 蓉. 白靜慧

（遼寧省腫瘤醫(yī)院綜合內(nèi)科特需病房，沈陽 110042）

阿片類藥物在疼痛領(lǐng)域的臨床應(yīng)用非常廣泛，除常見不良反應(yīng)外，阿片類藥物誘導(dǎo)的痛覺敏化(opioid-induced hyperalgesia, OIH) 逐漸成為臨床關(guān)注的重要問題。根據(jù)國際疼痛學(xué)會 (International Association For the Study of Pain, IASP) 對痛覺敏化的定義引申，OIH 可描述為由于阿片類藥物暴露所致的痛覺感知增加。其特殊性在于用阿片類藥物鎮(zhèn)痛的初衷轉(zhuǎn)化為相反的疼痛敏感度增加、阿片類藥物對疼痛脫抑制的矛盾狀態(tài)。由于目前對OIH 進(jìn)行臨床診斷和評估的方式非常有限[1]，在阿片用藥過程中的疼痛加重，往往被視為疾病進(jìn)展或產(chǎn)生了阿片類藥物耐受 (opioids tolerance, OT)。在缺少對OIH 鑒別和排除的情況下，因痛感惡化貿(mào)然增加阿片類藥物滴定反而可能導(dǎo)致疼痛更難控制。因此，對OIH 的認(rèn)識和理解對臨床阿片類藥物的合理使用非常重要。目前臨床上已發(fā)現(xiàn)OT 病人疼痛閾值明顯降低，更易發(fā)生痛覺敏化[2]，但阿片類使用劑量與OIH 的相關(guān)關(guān)系并不明確[3]。

對OIH 發(fā)生機(jī)制的全面認(rèn)識是合理干預(yù)的前提條件。既往對OIH 機(jī)制的研究主要集中于神經(jīng)元的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及功能調(diào)節(jié)方面，主要包括脊髓下行易化、突觸可塑性變化、谷氨酸能系統(tǒng)活動增強(qiáng)、離子通道相關(guān)神經(jīng)元興奮性改變及受體電位改變、μ 阿片受體 (mu-opioid receptor, MOR) 功能變化等[4]。除參與痛覺調(diào)節(jié)常見的P 物質(zhì)、膽囊收縮素、κ 受體激動劑強(qiáng)啡肽等，還有許多其他內(nèi)源性神經(jīng)肽被認(rèn)為與OIH 相關(guān)[5]。

自“四聯(lián)突觸” (tetrapartite synapse) 模型[6]在神經(jīng)病理性疼痛機(jī)制中提出以來，星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞作為神經(jīng)炎癥免疫系統(tǒng)中的重要載體，也被認(rèn)為參與了OIH。二者與傳入神經(jīng)元末梢突觸前膜、投射神經(jīng)元突觸后膜一起，共同組成了神經(jīng)免疫信號的交互核心。阿片類藥物可能通過誘發(fā)中樞膠質(zhì)細(xì)胞活化，引起促炎性細(xì)胞因子和趨化因子的釋放，導(dǎo)致中樞敏化[7]，而通過抑制膠質(zhì)細(xì)胞活動，痛覺敏化可以得到改善。諸多炎癥細(xì)胞因子介導(dǎo)了免疫信號在膠質(zhì)細(xì)胞與神經(jīng)元之間的傳遞[8,9]，其他廣義的神經(jīng)免疫炎癥細(xì)胞如少突膠質(zhì)細(xì)胞、血管旁巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞及浸潤性免疫細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞等均有報(bào)道與OIH 相關(guān)，以前兩者討論為多。探討OIH 背后神經(jīng)炎癥及免疫機(jī)制對長期以阿片鎮(zhèn)痛為主的慢性難治性癌痛病人意義非凡。由于目前該方向研究國內(nèi)尚無系統(tǒng)綜述，本文僅對已獲得報(bào)道進(jìn)行初步匯總，以O(shè)IH 的非神經(jīng)元機(jī)制為主要方向，針對神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞功能障礙及炎癥反應(yīng)分子改變進(jìn)行討論。

一、膠質(zhì)細(xì)胞參與OIH 的相關(guān)證據(jù)

在阿片類藥物慢性作用下，通過免疫組化和蛋白印跡分析星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞形態(tài)和數(shù)量上的變化，發(fā)現(xiàn)兩種膠質(zhì)細(xì)胞的活化可在脊髓及腹外側(cè)中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)等處發(fā)生[10]，這種活化往往與OT 或OIH 相關(guān)，且在給予相應(yīng)的炎癥抑制劑后，不僅兩種膠質(zhì)細(xì)胞的活化減弱，同時OIH 及OT 減少。進(jìn)一步探討信號通路發(fā)現(xiàn)，膠質(zhì)細(xì)胞的炎癥反應(yīng)是通過核轉(zhuǎn)錄因子 (nuclear factor,NF-κB)、絲裂原活化蛋白激酶 (mitogen activated protein kinase, MAPK p38) 和細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal regulated kinase, Erk) 等通路實(shí)現(xiàn)的，大部分免疫產(chǎn)物由上述通路激活或磷酸化后產(chǎn)生。MAPK 是典型的四級聯(lián)信號通路，核心信號分子通路分Erk1/2 (p44/42)、JNK1-3（c-Jun 氨基酸末端激酶）/SAPK（應(yīng)激激活蛋白激酶），p38 三大類型，在兩種膠質(zhì)細(xì)胞活動中均分別發(fā)揮了一定功能。Lin 等[11]曾在嗎啡耐受的模型中通過基于神經(jīng)炎癥特征集的計(jì)算機(jī)輔助免疫染色圖像診斷系統(tǒng)檢測小膠質(zhì)細(xì)胞及星形膠質(zhì)細(xì)胞的活化，發(fā)現(xiàn)與神經(jīng)元相比，神經(jīng)炎性表達(dá)在兩種膠質(zhì)細(xì)胞中更多見。通過分析膠質(zhì)細(xì)胞活化標(biāo)志物，發(fā)現(xiàn)星形膠質(zhì)細(xì)胞增生的常見標(biāo)志是膠質(zhì)纖維酸性蛋白 (glial fibrillary acidic protein, GFAP)表達(dá)增加，小膠質(zhì)細(xì)胞增生常與CD11b（補(bǔ)體受體CR3）和Iba1 的表達(dá)增加有關(guān)[12]。后續(xù)研究曾廣泛應(yīng)用上述標(biāo)志物檢測觀察膠質(zhì)細(xì)胞活動，但應(yīng)該注意的是，兩種膠質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)志物變化與其激活程度的關(guān)系不是一定的[12]。二者活動也并不是始終同步，星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞可能同時被激活，在一些情況下也可以看到獨(dú)立的膠質(zhì)細(xì)胞活動。

最初觀察認(rèn)為嗎啡暴露僅誘導(dǎo)星形膠質(zhì)細(xì)胞的活化。急性期嗎啡暴露引起背根神經(jīng)節(jié)衛(wèi)星膠質(zhì)細(xì)胞中GFAP、IL-1β、基質(zhì)金屬蛋白酶9 (matrix metalloproteinase, MMP-9) 上調(diào)，認(rèn)為星形膠質(zhì)細(xì)胞活動增加[13]。慢性暴露于嗎啡5～7 天后，逐漸發(fā)現(xiàn)脊髓神經(jīng)元及星形膠質(zhì)細(xì)胞中NF-κB p-65 磷酸化水平上調(diào)[14]，而在小膠質(zhì)細(xì)胞中并無這樣的反應(yīng)。嗎啡還可使星形膠質(zhì)細(xì)胞的p-JNK 水平升高且JNK拮抗劑可以控制OIH 進(jìn)展，JNK 通路的活化與極低劑量嗎啡誘導(dǎo)的熱痛覺敏化相關(guān)[15]。在極低劑量阿片誘導(dǎo)的痛覺敏化模型中，也可發(fā)現(xiàn)星形膠質(zhì)細(xì)胞的選擇性激活，而小膠質(zhì)細(xì)胞活性并不增強(qiáng)[16]。通過減少星形膠質(zhì)細(xì)胞活化可逆轉(zhuǎn)丁丙諾啡誘導(dǎo)的痛覺增敏。

慢性嗎啡暴露下小膠質(zhì)細(xì)胞的單一活化也被觀察到。小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞固有免疫細(xì)胞，對局部炎癥監(jiān)測、誘導(dǎo)并維持慢性疼痛的過程中起關(guān)鍵作用，并通過與突觸的物理接觸具有重要的神經(jīng)通路重塑作用。神經(jīng)調(diào)節(jié)蛋白-1、MMP-2、MMP-9、趨化因子配體2 (CCL2) 等介體的釋放參與了小膠質(zhì)細(xì)胞的活化[17]。在慢性可待因所致痛覺敏化模型中，發(fā)現(xiàn)小膠質(zhì)細(xì)胞活化標(biāo)志物CD11b 分化簇?cái)U(kuò)增，而星形膠質(zhì)細(xì)胞活化標(biāo)記物GFAP 表達(dá)不受影響[18]。通過對Oprm1/OPRM1 基因轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)μ 阿片受體[19]，嗎啡可能通過該受體激活PKCε-Akt-ERK1/2 信號通路，刺激活化的小膠質(zhì)細(xì)胞釋放促炎癥細(xì)胞因子及一氧化氮[20]，同時小膠質(zhì)細(xì)胞P2X4 嘌呤受體 (P2X4R) 上調(diào)，釋放腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子，激活神經(jīng)元上的TrkB 受體，并下調(diào)了K-Cl協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)體KCC2，增加神經(jīng)元內(nèi)Cl-濃度，引起γ 氨基丁酸能神經(jīng)元的脫抑制及痛覺敏化[12]。此外小膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)磷酸化p38 絲裂原活化蛋白激酶(p-p38 MAPK) 通路可能是痛覺敏化的另一機(jī)制[21]。通過評估p-p38 MAPK 抑制劑SB 203580 在腹外側(cè)中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)內(nèi)的作用，發(fā)現(xiàn)該治療消除了小膠質(zhì)細(xì)胞的激活，減少痛覺敏化，但此作用不存在于星形膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元中[22]。

概括認(rèn)為兩種膠質(zhì)細(xì)胞在阿片物質(zhì)暴露下均出現(xiàn)活動性變化，并誘發(fā)了神經(jīng)元敏化（見圖1），慢性暴露時小膠質(zhì)細(xì)胞活動更加活躍，二者在OIH的發(fā)展過程中很可能發(fā)生交互作用。由于OIH 與OT 是慢性阿片使用后可能出現(xiàn)的兩種相反的神經(jīng)元對阿片物質(zhì)的敏感性變化，諸多研究往往將二者同時討論，但也有研究強(qiáng)調(diào)了其結(jié)果與OIH 相關(guān)卻與OT 不相關(guān)，暗示了二者在機(jī)制上仍有待細(xì)致區(qū)分。

圖1 OIH 中可能存在的神經(jīng)元與膠質(zhì)細(xì)胞間分子交互及相關(guān)通路示意圖

二、免疫受體及炎癥因子參與OIH 的相關(guān)證據(jù)

膠質(zhì)細(xì)胞與其他神經(jīng)、免疫細(xì)胞的信息交互和功能實(shí)現(xiàn)離不開細(xì)胞表面負(fù)載的多種受體位點(diǎn)及內(nèi)部分子通路。在OIH 的機(jī)制討論中，論述較多的包括Toll 樣受體 (Toll like receptor, TLR)，尤其是TLR4、細(xì)胞因子、趨化因子等幾大類。TLRs 是一組啟動內(nèi)源性和適應(yīng)性免疫通路的識別受體家族，在識別病原分子模式和易化促炎癥細(xì)胞因子產(chǎn)生方面發(fā)揮著重要作用。細(xì)胞因子與趨化因子作為神經(jīng)元與膠質(zhì)細(xì)胞互動中傳遞信息的重要物質(zhì)，是強(qiáng)大的神經(jīng)功能調(diào)節(jié)劑。隨著研究細(xì)化及反復(fù)驗(yàn)證，各因子亞型的作用權(quán)重也在不斷變化。

1. Toll 樣受體 (TLRs)

TLR 主要分布在小膠質(zhì)細(xì)胞、三叉神經(jīng)節(jié)和背根神經(jīng)節(jié)的感覺神經(jīng)元上，最早認(rèn)為長時間暴露于嗎啡會通過激活中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的先天性免疫受體TLR4 來加劇疼痛。TLR4 是13 個單跨膜受體家族之一，是對阿片刺激做出應(yīng)答的重要位點(diǎn)[23]。TLR4 是嗎啡誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞活化和IL-1β 釋放的主要機(jī)制[24]，一旦識別出某種刺激模式，TLR4就會與共受體CD14 和髓樣分化蛋白 (myeloid differentiation protein, MD2) 發(fā)生二聚化，并通過包括MyD88 和TRIF 在內(nèi)的銜接蛋白進(jìn)行信號傳導(dǎo)，從而使MAPK 和NFκB 磷酸化[25]，促發(fā)炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生。目前幾乎每個被臨床篩選的阿片類藥物都可以與TLR4/MD2 異二聚體結(jié)合[12]，包括嗎啡的非阿片類代謝物嗎啡-3-葡糖醛酸 (M3G)。阻斷TLR4的活化、TLR4 基因敲除、鞘內(nèi)注射TLR4 拮抗劑等相應(yīng)方式均可改善觸摸痛等痛覺敏化[26]。

但有研究對TLR4 激活在OIH 發(fā)生發(fā)展中的必要性提出了挑戰(zhàn)，認(rèn)為嗎啡通過TLR4 的活化導(dǎo)致了鎮(zhèn)痛劑耐受和痛覺增敏有待進(jìn)一步研究。TLR4途徑并非產(chǎn)生OIH 的決定性途徑。系統(tǒng)性低劑量嗎啡誘導(dǎo)的OIH 和敏化啟動與TLR4 及蛋白激酶Cε(PKCε) 相關(guān)，而大劑量嗎啡誘導(dǎo)的鎮(zhèn)痛和敏化啟動既不是TLR4 也不是PKCε 依賴性的[23]。長期暴露于阿片類藥物必然導(dǎo)致傷害性感受器上的MORs長時間激活，并誘發(fā)自適應(yīng)，觸發(fā)疼痛通路的下游事件發(fā)生，導(dǎo)致OT 和OIH，以及小膠質(zhì)細(xì)胞的激活和長時程增強(qiáng)[27]。因此認(rèn)為TLR4 對于小膠質(zhì)細(xì)胞對嗎啡的應(yīng)答不是必須的，其他的調(diào)控因子如TLR2、TLR5、TLR8 也參與了過程，且TLR2、ATP 受體P2X4、CSF1R 可能在小膠質(zhì)細(xì)胞激活中起到更重要作用[27]。當(dāng)然這種沖突性結(jié)果可能是由于實(shí)驗(yàn)設(shè)置不一致，在不同程度上影響TLR4 活性所致，包括實(shí)驗(yàn)動物種系不同、飼養(yǎng)衛(wèi)生條件不同、阿片給藥策略不同、OIH 界定方法不同等。因此，TLRs 到底以何種形式參與到OT 及OIH 的過程中仍需要進(jìn)一步深入的分析。

2. 抗炎癥性細(xì)胞因子

多種細(xì)胞因子可能影響前炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生，在慢性嗎啡作用下，通過TLR4 途徑可誘導(dǎo)IL-1β 的合成，P2X4R 途徑則負(fù)責(zé)誘導(dǎo)的IL-1β 釋放[24]。小膠質(zhì)細(xì)胞通過促炎和感受性介質(zhì)的分泌來增強(qiáng)疼痛狀態(tài)，常見的包括IL-6、TNF-α[28]及IL-1β，這些介質(zhì)顯示出可增強(qiáng)疼痛回路中的興奮性突觸傳遞并抑制抑制性突觸傳遞的作用[29]。它們在脊髓內(nèi)通過激活各自在膠質(zhì)細(xì)胞上的受體，導(dǎo)致進(jìn)一步抗炎產(chǎn)物釋放（如IL-4、IL-6、IL-10，IL-11、IL-13、IL-18和TGF-β），影響突觸的長時程增強(qiáng)，促進(jìn)神經(jīng)元N-甲基-D-天冬氨酸受體的激活，而神經(jīng)元興奮性改變是OIH 的主要病理機(jī)制之一[17]。相應(yīng)地，IL-1受體拮抗劑IL-1ra（一種針對IL-1、TNF-α 及IL-6的綜合阻斷劑）及抗炎性細(xì)胞因子可對OIH 產(chǎn)生預(yù)防作用。IL-1ra 可逆轉(zhuǎn)可待因誘導(dǎo)的痛覺敏化[18]。通過鞘內(nèi)轉(zhuǎn)染IL4/IL10 融合蛋白可引起有效而持續(xù)的抗痛覺敏化的作用[30]。鞘內(nèi)注射重組IL-4 可抑制機(jī)械性痛覺敏化，并增加脊髓小膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)pSTAT6 的表達(dá)[31]。

3. 趨化因子 (CxCL) 及趨化因子受體 (CxCRs)

CX3CL1 作為脊髓及初級傳入神經(jīng)元上表達(dá)的趨化因子，可通過其小膠質(zhì)細(xì)胞上的CX3CR1 受體引起小膠質(zhì)細(xì)胞的活化，實(shí)現(xiàn)神經(jīng)元到小膠質(zhì)細(xì)胞的信號傳導(dǎo)，而通過鞘內(nèi)注射單核細(xì)胞化學(xué)引物蛋白1 (monocyte chemical primer protein, MCP-1) 或CX3CR1 的中和抗體可減少OT 或OIH[32]。此外，表達(dá)在脊髓星形膠質(zhì)細(xì)胞上的CCL2 和CXCL1 可與脊髓神經(jīng)元上相應(yīng)的受體CCR2 及CXCR2 結(jié)合，從而增加興奮性突觸信號的傳遞，實(shí)現(xiàn)從星形膠質(zhì)細(xì)胞到神經(jīng)元的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)增強(qiáng)[33]。CCL3、CCL2、CCL5 及CXCL8 可能通過激活它們各自的G 蛋白偶聯(lián)受體降低了MOR 的敏感性，從而改變了MOR的功能。既往有研究認(rèn)為SDF1/CXCL12-CXCR4 系統(tǒng)可以看作是慢性疼痛的總調(diào)控[34]，慢性嗎啡上調(diào)了基質(zhì)衍生因子1 (stroma-derived factor, SDF1)/CXCL12 及CXCR4，通過激活Src 家族激酶趨化因子受體CXCR4 可誘導(dǎo)神經(jīng)元中的μ 阿片受體異源脫敏，而對CXCR4 的阻斷可逆轉(zhuǎn)OIH。最近一項(xiàng)研究通過神經(jīng)損傷模型誘導(dǎo)上述細(xì)胞因子在脊髓的高表達(dá)并激活兩種膠質(zhì)細(xì)胞，對比發(fā)現(xiàn)，并非CCL12，而是趨化因子CCL2 和CCL7 在阿片誘導(dǎo)的麻醉中起到了相對重要的作用，并通過鞘內(nèi)注射相應(yīng)的中和抗體增強(qiáng)了嗎啡的鎮(zhèn)痛效果[35]。趨化因子各亞型的作用權(quán)重仍需探討。

4. 其他相關(guān)的炎癥免疫分子

小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)的ATP 受體也可能參與了OIH，其中嘌呤能P2X4 受體（由胞外ATP 激活的非選擇性陽離子通道）的過表達(dá)對痛覺喚起非常重要。嗎啡通過MOR 依賴的P2X4 受體信號系統(tǒng)，在趨化因子受體CCR2 作用下，促使小膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生位移，脊髓內(nèi)P2X4 受體上調(diào)，而通過抑制小膠質(zhì)細(xì)胞上P2X4 受體的活性可預(yù)防嗎啡耐受。小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)的與疼痛相關(guān)的其他ATP 受體亞型還包括P2X7、P2Y6 和P2Y12 等[9]。

脊髓速激肽NK1 受體與OIH 過程中的膠質(zhì)細(xì)胞激活相關(guān)。持續(xù)性嗎啡使用導(dǎo)致P 物質(zhì)釋放增加，小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞也表達(dá)有功能活性的速激肽NK 1（P 物質(zhì)）受體。嗎啡誘導(dǎo)的痛覺敏化可以通過速激肽NK1 受體拮抗劑L-732,138 弱化，說明速激肽NK1 受體系統(tǒng)的激活在OIH 過程中起到一定作用[10]。

在慢性嗎啡灌注下，OIH 還可能與鞘脂類神經(jīng)酰胺在小鼠脊髓星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞中的上調(diào)相關(guān)。神經(jīng)鞘氨醇-1-磷酸鹽及其G 蛋白偶聯(lián)受體表達(dá)于脊髓和背根神經(jīng)節(jié)等已知與痛覺加工相關(guān)的腦結(jié)構(gòu)中，該鞘磷脂通路目前也被認(rèn)為是慢性疼痛控制靶點(diǎn)之一[36]。

三、結(jié)論

OIH 機(jī)制復(fù)雜，膠質(zhì)細(xì)胞及相關(guān)炎癥免疫機(jī)制的研究是目前現(xiàn)有神經(jīng)元機(jī)制的重要補(bǔ)充。大多數(shù)現(xiàn)有研究以動物模型為主要研究對象，僅少數(shù)試驗(yàn)探討了人類在體的OIH 現(xiàn)象。概括起來在阿片類物質(zhì)刺激下，中樞膠質(zhì)細(xì)胞被激活，以星形膠質(zhì)細(xì)胞及小膠質(zhì)細(xì)胞為主要載體，通過結(jié)合于表面受體并激活細(xì)胞內(nèi)分子的信號級聯(lián)反應(yīng)，繼而釋放各種促炎癥因子（如細(xì)胞因子）及趨化因子，并與神經(jīng)元突觸前后膜上的相關(guān)受體關(guān)聯(lián)導(dǎo)致神經(jīng)元-神經(jīng)膠質(zhì)回路的敏化。性別因素、阿片類藥物不同種類、情感特征或應(yīng)對方式等混雜因素也可能影響疼痛傳導(dǎo)的神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)在未來的研究中嚴(yán)格控制潛在干擾因素，并對OIH 的機(jī)制進(jìn)行細(xì)化探討。