慢性胰腺炎抗氧化剂治疗研究进展

孙涛 廖专 李兆申

慢性胰腺炎抗氧化剂治疗研究进展

孙涛 廖专 李兆申

慢性胰腺炎(chronic pancreatitis,CP)是一种以胰腺组织受到进行性破坏、胰腺内外分泌功能不全为特征的炎性疾病。氧化应激的增加可能是CP发生的一种机制。有研究表明CP患者的抗氧化能力受损，这可能是导致此疾病氧化状态升高的一个原因。膳食中含有数种人体所需抗氧化剂，并且可提供多种用以合成细胞内抗氧化酶的辅助因子。许多CP患者因为进餐后腹痛加重而进食量不足，加之胰腺外分泌功能受损造成摄入的食物不能充分地消化和吸收，从而导致各种营养物质缺乏。因此，抗氧化剂补充治疗有希望缓解CP患者的氧化负担和临床症状。

一、CP氧化应激理论

1998年英国曼彻斯特皇家医院的Joan Braganza提出了基于胰腺腺泡细胞氧化应激增高的CP病因模型[1]。根据这一模型得出3个因素的相互作用导致了胰腺腺泡细胞的氧化应激增高：(1)诱导产生的细胞色素P450(CYP)酶超家族。(2)暴露于可进行生物激活的化学物质。(3)缺少维持还原性谷胱甘肽(GSH)储备的微营养物质。

CYP酶由外源化学物质活化，并通过3个阶段将外源化学物质代谢。第一阶段，酶作用于外源化合物，引入极性活性功能基团。最常见的修饰之一即为由CYP酶催化的羟基化。第一阶段的产物具有高度反应性，在第二阶段，它们与GSH、硫酸盐、甘氨酸、葡萄糖醛酸等带电物质结合。结合后的代谢物可以经由跨膜转运的方式分泌。在某些情形下，结合后的代谢物在分泌前还要经过进一步的修饰[2]。

正常情况下，由CYP酶催化的羟基化反应后应紧跟结合反应和分泌阶段。但是第一阶段的代谢产物在结合反应之前可以造成细胞损伤，特别是当第二阶段的结合酶饱和时。当GSH储备量下降时情况将更加危险。尽管胰腺可以活跃地合成GSH，但是如果蛋白质和必需的微营养物质缺乏，GSH的合成就会受影响。CP患者即是如此。

外源物质代谢消耗以及从头合成的减少造成谷胱甘肽和甲基的不足，进而使细胞分泌受阻[3]。细胞分泌受阻后胰腺腺泡细胞的代偿方式为增加自噬与分泌自噬，将酶、氧自由基产物(FROPs)和血小板活性因子(PAF)重新排布于细胞外基质中以及停止酶类的合成[1]。进入细胞外基质的FROPs与PAF促进肥大细胞脱颗粒作用，造成促炎症因子的释放和趋化作用。于是胰腺腺泡细胞就成为了炎症反应场所，如果细胞外分泌受阻未能缓解，情况将进一步恶化[1]。

如果患者不能降低腺泡细胞氧化应激状态，胰腺腺泡细胞中的GSH和甲基将被进行性消耗，使得来自多种途径的活性自由基增加，更易于参加炎症反应。随着GSH和甲基不断被消耗，胰腺炎的发作会越来越频繁[1]。

二、氧化应激参与CP发生的研究

在化学诱导和转基因CP模型中，抑制活性氧(ROS)的产生可以减轻CP相关的结构和功能异常。Tasci等[4]以化学方法诱导2组大鼠CP。一组大鼠在诱导后第4周开始接受黄嘌呤氧化酶(XOD)抑制剂别嘌呤醇治疗。4周后与对照组相比，治疗组大鼠的氧化应激标志物得到显著改善，组织学分析显示治疗组大鼠胰腺胶原沉积和组织萎缩较对照组减轻，α-平滑肌肌动蛋白阳性的胰腺星状细胞(PSC)数量减少。

Jiang等[5]应用口服α-生育酚或生育三烯酚的方法治疗DBTC诱导的CP大鼠。结果显示，经过4周的治疗，治疗组的氧化应激水平、炎症反应和纤维化程度较对照组显著减轻，TGF-β1和α1胶原mRNA的表达下调。生育三烯酚缓解炎症、纤维化和下调TGF-β1 mRNA表达的效果优于α-生育酚。

Yoo等[6]应用植物抗氧化剂DA-9601治疗化学方法诱导的CP小鼠，结果显示治疗组小鼠胰腺的炎症和纤维化程度较对照组明显减轻，NF-κB结合活性、髓过氧化物酶、诱导性一氧化氮合酶(iNOS)水平均显著下降。

硫氧化还原蛋白-1(TRX-1)是一种具有抗氧化活性的氧化还原调节蛋白。Ohashi等[7]采用化学方法分别诱导野生型小鼠和TRX-1过表达的转基因小鼠CP。6周后，与野生型小鼠相比，TRX-1转基因小鼠胰腺萎缩减轻，炎症细胞浸润及假管样复合物形成减少，胰腺纤维化减轻，单核细胞化学吸引蛋白1(MCP-1)表达下调，PSCs活化量少，提示抗氧化剂可能具有保护胰腺组织完整性的潜在功能。

Zeki等[8]分别给予可自发性CP的WBN/Kob大鼠普通饮食和含钨饮食。钨可以耗竭黄嘌呤氧化酶(XOD)的活性，防止XOD产生ROS。常规饮食的大鼠在12周龄开始表现出胰腺实质纤维化，并进行性加重，细胞抗氧化剂GSH与超氧化物歧化酶(SOD)在16周龄开始减少，而DNA氧化应激的标志物8-羟基脱氧鸟苷(8-OH-dG)水平升高。含钨饮食的大鼠胰腺实质纤维化较轻微，8-OH-dG水平降低，而GSH和SOD的活性没有显著减退。

Park等[9]应用p38MAPK抑制剂SB203580处理WBN/Kob大鼠，结果实验组大鼠胰腺组织具有抗氧化作用的热休克蛋白27(HSP27)的表达下调，ROS增加，腺泡细胞的死亡和炎症反应均显著增加。

临床试验也支持氧化应激参与CP。CP患者氧化应激标志物水平较健康人群升高，而抗氧化剂含量降低。Verlaan等[10]报道，CP患者血清半胱氨酸、半胱氨酰甘氨酸、GSH等抗氧化硫醇水平低于对照组，代表总抗氧化能力的血清三价铁清除能力(FRAP)也显著低于对照组，而血清硫代巴比妥酸反应物(TBARS)和蛋白羰基合物浓度高于对照组，提示CP患者脂质过氧化和总体氧化应激的增加。

Morris-Stiff等[11]与Quilliot等[12]报道，CP患者血清抗氧化剂(包括维生素E、维生素A、类胡萝卜素、硒)水平及过氧化氢酶活性低于对照组。Grish等[13]报道，CP患者红细胞中GSH、谷胱甘肽过氧化酶和SOD水平较低，但TBARS水平较高，提示脂质过氧化增强。

Singh等[14]比较了伴有糖尿病的CP患者与不伴有糖尿病的CP患者的氧化应激状态及抗氧化能力，结果显示伴有糖尿病的CP患者CP病史更长，而总抗氧化能力较低，logistic回归分析表明代表总抗氧化能力的FRAP仅与患者是否患有糖尿病相关，而与患者患CP的时间、年龄及TBARS水平无关。伴有糖尿病的CP患者与不伴有糖尿病的CP患者的氧化应激水平也未见显著差异。

血清或红细胞中抗氧化剂水平减低和脂质过氧化产物水平升高提示CP患者体内氧化应激增加，但是并不能特异性地证明CP患者胰腺的氧化应激增加。为了解决这一问题，一些研究检测了胰腺组织内部和胰液中的抗氧化剂和脂质过氧化产物含量。

Schoenberg等[15]报道，与对照供体相比，CP患者的胰腺组织中脂质过氧化的副产物丙二醛和共轭二烯的含量显著升高，GSH含量下降，而氧化型谷胱甘肽含量相应升高，提示CP患者胰腺组织中氧自由基的产生处于长期上升状态，并导致脂质过氧化增加。

Santini等[16]报道，CP患者血清共轭二烯和脂质氢过氧化物水平与对照组无显著差异。然而，CP患者胰液中的这两种脂质过氧化产物水平均显著高于对照组，而且不仅共轭二烯总水平升高，反-反同分异构体的水平也有升高，相应地顺-反同分异构体降低。顺-反同分异构体的存在表明抗氧化剂含量还有剩余，而反-反同分异构体的升高提示不可逆的氧化损伤状态，因此，Santini等证实CP患者的氧化应激增加是具有器官特异性的。

Sliwińska-Mossoń等[17]比较了吸烟的CP患者与不吸烟的CP患者的氧化应激水平。结果显示吸烟组胰腺假性囊肿液和胰腺组织中金属硫蛋白和IL-6水平显著高于不吸烟CP患者组，铜-锌超氧化物歧化酶、SOD和谷胱甘肽过氧化物酶水平亦均较不吸烟组显著升高，提示吸烟导致的CP可能与氧化应激相关。

三、CP抗氧化剂治疗研究

1．单种抗氧化剂试验：伊拉克的一项研究分析了有腹痛发作的酒精性CP患者接受别嘌呤醇和二甲基亚砜(DMSO)治疗后腹痛缓解的情况。患者被随机分至3个组中，分别接受别嘌呤醇联合止痛剂、DMSO联合止痛剂或单纯止痛剂治疗。别嘌呤醇或DMSO联合止痛剂组12、24 h内达到无痛的患者均显著多于对照组。别嘌呤醇和(或)DMSO治疗还使患者更早耐受自由摄入液体和更早出院[18]。

但Banks等[19]的一项关于别嘌呤醇的随机双盲两周期交叉对照研究，患者每日应用疼痛视觉模拟量表(Visual analogue scale, VAS)、每周填写McGill疼痛问卷报告他们的疼痛情况及填写日常生活能力(ADL)问卷报告其生活质量，结果别嘌呤醇对减轻患者疼痛和改善患者生活质量均无效。

Braganza等[20]报道，单独给予谷胱甘肽前体物质S-腺苷蛋氨酸(SAMe)时，无论从临床还是生物化学角度看对CP患者均无效。Uden等[21-22]报道，当蛋氨酸与硒、β-胡萝卜素、维生素C和维生素E同时补充时既可以减少CP患者的氧化应激又可以缓解其临床症状。其后续的交叉对照研究结果显示，SAMe组与安慰剂组相比并没有改变原本基线水平较低的硒、β-胡萝卜素、维生素C和维生素E浓度。并且，由于药物治疗的原因，患者血浆中SAMe浓度异常增高。接受SAMe的患者与接受安慰剂的患者疼痛水平没有差异。

姜黄素是一种黄姜中发现的多酚化合物，具有抗氧化和抗炎的性质[23]。Durgaprasad等[24]报道，姜黄素治疗并未缓解CP患者疼痛，但是接受姜黄素治疗的CP患者氧化应激得以减轻，表现为红细胞内丙二醛水平显著下降和GSH水平显著上升。

2．复方抗氧化剂试验：Uden等[21]在一项20周的双盲双模拟交叉对照试验研究中，让20位患者接受包含硒、β-胡萝卜素、维生素C、维生素E和蛋氨酸的复方抗氧化剂补充治疗。结果显示治疗组CP患者血清抗氧化剂水平恢复正常，自由基标志物9-顺，11-反亚油酸水平低于对照组，且患者疼痛也有明显缓解。

Bhardwaj等[25]给予CP患者复方抗氧化剂补充制剂(包括硒、抗坏血酸、β-胡萝卜素、α-生育酚和蛋氨酸)治疗。接受抗氧化剂补充治疗的患者抗氧化剂水平得到显著的改善，包括血清SOD和TBARS(氧化应激标志物)的降低以及维生素A、C、E和总抗氧化物含量(抗氧化状态标志物)的升高，试验组患者疼痛减轻，每月疼痛天数显著减少，每月镇痛药的用量显著减少，约1/3的患者疼痛得以消除。

Uomo等[26]给予3位遗传性慢性胰腺炎(HCP)患者包含SAMe、维生素C、维生素E、维生素A和硒的复方抗氧化剂治疗，在接受抗氧化治疗期间，患者的疼痛天数和镇痛药用量均显著减少。

Antox®是一种包含了硒、β-胡萝卜素、右旋-α-生育酚醋酸盐、抗坏血酸和蛋氨酸的复合抗氧化剂补充制剂。Kirk等[27]报道，接受Antox®的患者血浆硒、维生素C、维生素E和β-胡萝卜素的水平显著高于接受安慰剂的患者。分析SF-36问卷数据显示接受Antox®的患者生理功能、生理职能、社会功能、疼痛、健康意识和总体健康水平都有改善，生活质量得到显著提高。Antox®的不良反应极小，仅2例感到恶心，1例感到胃口不佳。

Shah等[28]应用欧洲癌症研究与治疗组织生活质量问卷核心问题30(EORTC QLQ C-30)和胰腺修正(PAN-28)问卷比较了接受Antox®治疗的和未接受Antox®治疗的CP患者的生活质量。用VAS评估患者疼痛。接受Antox®治疗患者的疼痛水平显著低于未接受者，应用镇痛药的患者减少。EORTC QLQ C-30和PAN-28结果显示接受Antox®的患者生理功能、角色职能和认知情感功能都有显著改善。

但Siriwardena等[29]的一项双盲随机对照试验结果显示，经过6个月的Antox®治疗后，尽管试验组患者的血抗氧化剂水平如维生素C、维生素E、β-胡萝卜素及硒水平较对照组显著增加，但无论疼痛控制或生活质量改善均与安慰剂组无明显差别。

根据曼彻斯特模型，CP发病可以用腺泡细胞氧化应激增强导致大规模的炎症反应最终产生组织学和功能改变加以解释。一系列动物实验和临床试验证明了CP氧化状态增强，抗氧化剂状态受损。理论上，抗氧化剂补充治疗可以缓解CP氧化负担从而改善临床症状。单种抗氧化剂补充治疗CP的临床试验缺乏说服力，而复方抗氧化剂补充治疗CP的临床试验则更具希望。未来还需要进行更大规模的随机对照临床试验来明确抗氧化剂治疗CP的效果及其远期收益。

[1] Braganza JM. A framework for the aetiogenesis of chronic pancreatitis. Digestion, 1998, 59:1-12.

[2] Omiecinski CJ, VandenHeuvel JP, Perdew GH, et al. Xenobiotic metabolism, disposition, and regulation by receptors: from biochemical phenomenon to predictors of major toxicities. Toxicol Sci, 2011, 120:S49-S75.

[3] Stenson WF, Lobos E, Wedner HJ. Glutathione depletion inhibits amylase release in guinea pig pancreatic acini. Am J Physiol, 1983, 244:G273-G277.

[4] Tasci I, Deveci S, Isik AT, et al. Allopurinol in rat chronic pancreatitis: effects on pancreatic stellate cell activation. Pancreas, 2007, 35:366-371.

[5] Jiang F, Liao Z, Hu LH, et al. Comparison of antioxidative and antifibroticeffects of α-tocopherolwith those of tocotrienol-rich fractionin a rat model of chronic pancreatitis. Pancreas, 2011, 40:1091-1096.

[6] Yoo BM, Oh TY, Kim YB, et al. Novel antioxidant ameliorates the fibrosis and inflammation of cerulein-induced chronic pancreatitis in a mouse model. Pancreatology, 2005, 5:165-176.

[7] Ohashi S, Nishio A, Nakamura H, et al. Overexpression of redoxactive protein thioredoxin-1 prevents development of chronic pancreatitis in mice. Antioxid Redox Signal, 2006, 8:1835-1845.

[8] Zeki S, Miura S, Suzuki H, et al. Xanthine oxidase-derived oxygen radicals play significant roles in the development of chronic pancreatitis in WBN/Kob rats. J Gastroenterol Hepatol, 2002, 17:606-616.

[9] Park AM, Kudo M, Hagiwara S, et al. p38MAPK suppresses chronic pancreatitis by regulating HSP27 andBAD expression. Free Radi Biol Med, 2012, 52:2284-2291.

[10] Verlaan M, Roelofs HM, van-Schaik A, et al. Assessment of oxidative stress in chronic pancreatitis patients. World J Gastroenterol, 2006, 12:5705-5710.

[11] Morris-Stiff GJ, Bowrey DJ, Oleesky D, et al. The antioxidant profiles of patients with recurrent acute and chronic pancreatitis. Am J Gastroenterol, 1999, 94:2135-2140.

[12] Quilliot D, Walters E, Bonte JP, et al. Diabetes mellitus worsens antioxidant status in patients with chronic pancreatitis. Am J ClinNutr, 2005, 81:1117-1125.

[13] Girish BN, Rajesh G, Vaidyanathan K, et al. Assessment of oxidative status in chronic pancreatitis and its relation with zinc status. Indian J Gastroenterol, 2011, 30:84-88.

[14] Singh N,Bhardwaj P,Pandey RM,et al.Oxidative stress and antioxidant capacity in patients with chronic pancreatitis with and without diabetesmellitus.Indian J Gastroenterol,2012,31:226-331.

[15] Schoenberg MH, Büchler M, Pietrzyk C, et al. Lipid peroxidation and glutathione metabolism in chronic pancreatitis. Pancreas, 1995, 10:36-43.

[16] Santini SA, Spada C, Bononi F, et al. Liver, pancreas and biliary tract enhanced lipoperoxidation products in pure pancreatic juice: evidence for organ-specific oxidative stress in chronic pancreatitis. Dig Liver Dis, 2003, 35:888-892.

[17] Sliwińska-Mossoń M, Milnerowicz H, Jabonowska M, et al. The effect of smoking on expression of IL-6 and antioxidants inpancreatic fluids and tissues in patients with chronic pancreatitis.Pancreatology, 2012, 12:295-304.

[18] Salim AS. Role of oxygen-derived free radical scavengers in the treatment of recurrent pain produced by chronic pancreatitis. A new approach. Arch Surg, 1991, 126:1109-1114.

[19] Banks PA, Hughes M, Ferrante M, et al. Does allopurinol reduce pain of chronic pancreatitis? Int J Pancreatol, 1997, 22:171-176.

[20] Braganza JM, Bilton D, Schofield D, et al. Placebo-controlled trials of antioxidant therapy including S-adenosylmethionine in patients with recurrent nongallstone pancreatitis. Drug Investig, 1994, 8:10-20.

[21] Uden S, Bilton D, Nathan L, et al. Antioxidant therapy for recurrent pancreatitis: placebo-controlled trial. Aliment Pharmacol Ther, 1990, 4:357-371.

[22] Uden S, Schofield D, Miller PF, et al. Antioxidant therapy for recurrent pancreatitis: biochemical profiles in a placebo-controlled trial. Aliment Pharmacol Ther, 1992,6:229-240.

[23] Amoli MM, Mousavizadeh R, Sorouri R, et al. Curcumin inhibits in vitro MCP-1 release from mouse pancreatic islet. Transplant Proc, 2006, 38:3035-3038.

[24] Durgaprasad S, Pai CG, Vasanthkumar, Alvres JF, et al. A pilot study of the antioxidant effect of currcumin in tropical pancreatitis. Indian J Med Res, 2005, 122:315-318.

[25] Bhardwaj P, Garg PK, Maulik SK, et al. A randomized controlled trial of antioxidant supplementation for pain relief in patients with chronic pancreatitis. Gastroenterology, 2009, 136:149-159.

[26] Uomo G, Talamini G, Rabitti PG. Antioxidant treatment in hereditary pancreatitis. A pilot study on three young patients. Digest Liver Dis, 2001, 33:58-62.

[27] Kirk GR, White JS, McKie L, et al. Combined antioxidant therapy reduces pain and improves quality of life in chronic pancreatitis. J Gastrointest Surg, 2006, 10:499-503.

[28] Shah NS, Makin AJ, Sheen AJ, et al. Quality of life assessment in patients with chronic pancreatitis receiving antioxidant therapy. World J Gastroenterol, 2010, 16:4066-4071.

[29] Siriwardena AK,Mason JM,Sheen AJ,et al.Antioxidant therapy does not reduce pain in patients with chronic pancreatitis:the ANTICIPATE study.Gastroenterology,2012,143,3:655-663.

2012-10-15)

(本文编辑：屠振兴)

10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2013.03.020

200433 上海，第二军医大学长海医院消化内科

李兆申，Email:zhsli@81890.net