血脑屏障上P-糖蛋白与耐药性癫痫关系的研究进展

李国辉

血脑屏障上P-糖蛋白与耐药性癫痫关系的研究进展

李国辉

耐药性癫痫是治愈癫痫的难点, 癫痫是脑部神经元高度同步化异常放电的临床综合表现,长期服药造成耐药性, 称之为耐药性癫痫。耐药性癫痫与血脑屏障上P-糖蛋白过度表达存在密切关系。本文首先介绍P-糖蛋白的结构和功能, P-糖蛋白阻止抗癫痫药物进入血脑屏障发挥作用, 然后阐述血脑屏障上P-糖蛋白与耐药性癫痫关系, 最后介绍治疗耐药性癫痫的进展, 通过调节P-糖蛋白功能到适度为耐药性癫痫患者带来了福音。

血脑屏障；P-糖蛋白；耐药性癫痫；研究进展

癫痫是一种常见的神经科疾病, 目前对于癫痫患者, 最有效的方法就是长期服用抗癫痫药物, 该方法只能控制癫痫,不能根治癫痫［1］。由于长期服用抗癫痫药物, 患者体内出现耐药性, 每月还会有4～5次的癫痫发作, 称之为耐药性癫痫,癫痫发作严重影响患者正常生活工作, 还给患者带来严重的心理影响［2］。抗癫痫药物首先作用于血脑屏障, 血脑屏障上P-糖蛋白在耐药性癫痫患者脑中明显增高。本文就血脑屏障上P-糖蛋白与耐药性癫痫关系的研究进展做进一步探讨,现综述如下。

1 血脑屏障上P-糖蛋白的基本内容

1.1 P-糖蛋白的结构 P-糖蛋白由Juliano和Ling在中国仓鼠体内首次发现, P-糖蛋白属于三磷酸结合蛋白, 它在人体多种器官上均有表达, 例如肝脏、肾脏、脑、小肠和睾丸, 并各自发挥不同作用, P-糖蛋白由1280个氨基酸构成,分子质量大约170KD, 每个分子片段上含有两个ATP结合位点, 一个转运位点和一个结合位点, 每个ATP结合位点都是外排以来ATP供能药物的中枢, 将药物排泄到细胞外, 以降低细胞内药物浓度［3］。人类的血脑屏障P-糖蛋白上的基因有mdr1a, mdr1b和mdr2三种, 前两者蛋白质功能基本相同,参与多种药物的耐药性作用。研究表明乳酸球菌抗生素耐药性蛋白能够在功能在补充人类细胞上P-糖蛋白的耐药性,国外科学家经过小鼠实验证明, 小鼠mdr1c DNA克隆实验后, 其与细菌转运蛋白偶联亚单位具有同源性, 编码区的两个ATP位点及转运单位和结合单位是高度保守的, 是生物体所必不可少的［4］。

1.2 血脑屏障上P-糖蛋白的功能 长久以来, 人们认为血脑屏障属于一种静态的脂质膜屏障, 其实不然, 在生物界的研究中显示, 血脑屏障拥有大量的代谢酶, 如碱性磷酸酶、细胞色素酶、谷胱甘肽转移酶等, 还有能量转移性P-糖蛋白,这些都是血脑屏障行使动态功能的工具, 维持脑组织的正常形态功能, 防止有害物质侵入脑组织［5］。在脑中P-糖蛋白主要表达在脑皮质血管细胞腔膜面上, 能阻止亲脂类物质进入血脑屏障, 主要将进入脑中的物质转运到脑外血管。P-糖蛋白上ATP逆着疏水基物质浓度将外来物质及细胞代谢产物排泄到细胞内, 以维持细胞内正常浓度, 限制有害物质滞留在脑内, 保护脑组织正常功能, 因此, P-糖蛋白被称为血脑屏障的保护者［6］。近年来, 研究表明P-糖蛋白发挥保护血脑屏障功能依赖于小窝蛋白, 二者共存, 相辅相成, 在保护血脑屏障功能方面具有重要价值。血脑屏障上P-糖蛋白作为保护血脑屏障功能的卫士, 在实验中敲除实验组小鼠血脑屏障上P-糖蛋白上mdr1a基因, 对照组小鼠保留血脑屏障完好的P-糖蛋白, 注入药物, 结果显示实验组小鼠脑内药物滞留量明显高于对照组, 该研究显示血脑屏障上P-糖蛋白具有排除药物作用。在体外培养的血脑屏障内皮细胞实验中, 血脑屏障内皮细胞中P-糖蛋白无法发挥正常的生理功能, 这一实验说明P-糖蛋白不仅依赖血脑屏障内环境, 还依赖于脑内神经组织, 其完整性还由中枢神经系统提供发挥作用的环境。采用血脑屏障内皮细胞和胶质包绕的中枢神经系统, 能够保持血脑屏障内P-糖蛋白的正常功能。

2 血脑屏障上P-糖蛋白与耐药性癫痫

2.1 耐药性癫痫 癫痫患者长期服药抗癫痫药物, 药物进入中枢神经系统受限及药物靶点消失, 患者在服药后症状无明显改善, 仍出现癫痫症状, 称为耐药性癫痫, 给患者生活工作带来巨大痛苦, 临床上不断寻找引起癫痫患者出现耐药性癫痫的根本原因, 以达到根治疾病, 消除患者痛苦的目的［7］。近年来, 大量临床资料表明, 引起耐药性癫痫的根本原因是血脑屏障上P-糖蛋白过度表达所致的。黄蓓蓓等人发现耐药性癫痫患者与药物控制良好的癫痫患者均存在长期服药的毒副作用, 而手术切除病灶的患者基本无出现耐药性癫痫的, 该实验证明了耐药性癫痫的发生于血脑屏障上P-糖蛋白过度表达有一定联系［8］。科研工作者在耐药性癫痫患者脑组织内分离病灶部位血脑屏障内皮细胞内P-糖蛋白,其含量明显高于正常脑皮层内P-糖蛋白含量, 该研究结果进一步证明了耐药性癫痫患者血脑屏障内P-糖蛋白过度表达。P-糖蛋白的过度表达降低了抗癫痫药物进入血脑屏障,降低了药物利用度, 使服用抗癫痫药物后患者症状无明显改善［9］。在耐药性癫痫患者脑组织内P-糖蛋白过度表达的原因也是近几年来, 科学家研究的课题, 就内在性和获得性展开研究, 内在性即P-糖蛋白过度表达由于基因型发生改变,或得性为癫痫疾病控制不好, 服用抗癫痫性药物所致, 在颞骨性动物实验中, 癫痫发作时血脑屏障内皮细胞和中枢神经细胞上P-糖蛋白暂时性过度表达, 说明由药物转运过体造成的过度表达, 该实验表明耐药性癫痫的主要预测信号是在应用抗癫痫药物之前有频繁的癫痫发作史, 因此造成血脑屏障上P-糖蛋白表达过度的根本原因是内在性而非获得性因素所致的［10］。

2.2 抗癫痫性药物 癫痫发作期间, 脑神经递质谷氨酸聚集于脑间质内, 谷氨酸诱导COX-2的表达, 在小鼠实验中,给小鼠脑间质内注入COX-2, 然后监测结果表示P-糖蛋白表达增加, 该实验表明造成耐药性癫痫P-糖蛋白过度表达与谷氨酸含量增加有关。对于癫痫患者服用的抗癫痫性药物多属于亲脂性的, 例如苯巴比妥、苯妥英、卡马西平、拉莫三嗪等, 在小鼠微渗实验中显示这些类型的抗癫痫药物都属于P-糖蛋白底物, 长期服用增加血脑屏障内P-糖蛋白含量,造成过度表达, 降低药物治疗效果。抗癫痫药物具有增加血脑屏障上P-糖蛋白含量, 使其过度表达的作用［11］。

3 血脑屏障上P-糖蛋白与耐药性癫痫的研究趋势

耐药性癫痫患者, 血脑屏障上P-糖蛋白的过度表达限制了抗癫痫性药物的吸收, 降低患者的治疗效果。因此在研制新药中, 针对耐药性癫痫P-糖蛋白的过度表达, 设计了非底物性的抗癫痫性药物, 或在使用抗癫痫药物的同时服用P-糖蛋白抑制剂［12］。非P-糖蛋白底物类抗癫痫药物避免血脑屏障上P-糖蛋白的持续升高, 防止过度表达情况, 在确保患者安全的同时给予P-糖蛋白抑制剂可有效缓解患者血脑屏障内皮细胞和中枢神经细胞内P-糖蛋白含量增加的情况［13］。近年来实验表明乙拉西坦属于非P-糖蛋白底物性药物, 耐药性癫痫患者在服用P-糖蛋白抑制剂同时服用乙拉西坦具有良好的临床疗效。在使用P-糖蛋白调节剂的同时, 都应该考虑药物的潜在危害性, 毒副作用, P-糖蛋白抑制剂对血脑屏障功能有损还作用, 在使用过程中应确保耐药性癫痫患者的安全, 密切监测生命体征［14］。

4 小结

癫痫患者中30%在长期服用抗癫痫药物发展为耐药性癫痫, 每月仍间歇性发作4～5次, 影响患者正常生活［15］。引起耐药性癫痫的主要原因为血脑屏障上P-糖蛋白的过度表达, 抗癫痫药物多为P-糖蛋白底物, 引起血脑屏障内皮细胞和中枢神经细胞内P-糖蛋白含量增加, P-糖蛋白多存在于脑组织脑皮质血管细胞腔膜面上, 具有将外来物质及细胞代谢产物排泄到细胞, 防止有害物质滞留在脑组织内的作用,但是过度表达的P-糖蛋白阻止有害物质的同时还阻止了抗癫痫药物作用于病灶处的中枢神经细胞, 引起患者耐药性癫痫［16］。通过对血脑屏障上P-糖蛋白与耐药性癫痫关系的研究, 更深刻的了解了耐药性癫痫的根本原因, 对耐药性癫痫患者使用非P-糖蛋白底物辅以P-糖蛋白抑制剂治疗, 为耐药性癫痫患者带来了福音, 给临床治愈耐药性癫痫带来了希望。

［1］ 周隆, 宋函憶.血脑屏障上P-糖蛋白及其调节因素研究新进展.中国现代医生, 2010, 48(16):9-10, 21.

［2］ 高欣义, 丁红芳, 屈霞, 等.难治性癫痫儿童外周血P糖蛋白检测的意义.山东医药, 2010, 50(41):48-49.

［3］ 王瑛蕾, 梁爱华.P-糖蛋白水平上药物之间相互作用的研究进展.中国中药杂志, 2011, 36(14):1916-1920.

［4］ 牛芳, 周芳, 吴晓兰, 等.血脑屏障上ABC转运体与中枢神经系统疾病相关性的研究进展.中国临床药理学与治疗学, 2012, 17(2):225-233.

［5］ Ltiseher W, Potschka H.The relationship between expression of drug resistance proteins and antiepileptie drug concentrations in brain tissue of patients with refractory epilepsy.Chinese Journal of Neurology, 2012, 45(11):796-797.

［6］ 邹亮, 冷静, 胡慧玲, 等.P-糖蛋白方法用于中药药性理论研究的探讨.中国实验方剂学杂志, 2012, 18(17)：319-323.

［7］ 朱宝英, 黄静, 王永林, 等.P-糖蛋白及肿瘤多药耐药的逆转.中国药房, 2011, 22(6):550.

［8］ 黄蓓蓓, 许重远, 李国锋, 等.芫花对P-糖蛋白底物罗丹明123肠内转运和吸收的影响.中国药理学杂志, 2010, 45(1):23.

［9］ 孔敏, 蒋莉, 洪思琪, 等.癫痫儿童外周血P一糖蛋白水平在预测儿童抗癫痫药物疗效中的作用.第三军医大学学报, 2013, 35(2):153-156.

［10］ 王新成.癫痫患者外周血P一糖蛋白水平检测的临床意义.中国现代医生, 2010, 48(24):99-100.

［11］ Pekcec A, Unkrüer B, Schlichtiger J, et al.Targeting prostaglandin E2 EP1 receptors prevents seizure-associated P-glycoprotein upregulation.Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 2009, 330(3):939-947.

［12］ 蒋哲敏, 卢孝鹏, 徐康康, 等.癫痫疾病中P-糖蛋白转运体的调控通路及治疗研究进展.中国临床药理学杂志, 2011, 27(1):68-72.

［13］ 毕明慧, 俞正霞, 何悦, 等.老年癫痫患者外周血P糖蛋白、白细胞介素6和肿瘤坏死因子α的检测.临床荟萃, 2013, 28(3): 308-309.

［14］ Schlichtiger J, Pekcec A, Bartmann H, et al.Celecoxib treatment restores phannacosensitivity in atat model of phannacoresistant epilepsy.Br J Pharmacol, 2010, 160;1062-1071.

［15］ 石玉良, 杨玉先, 叶红, 等.癫痫患儿血清P-糖蛋白水平与抗癫痫药物疗效的关系研究.国际医药卫生导报, 2013, 19(21): 3301-3303.

［16］ 顾浩, 齐明山, 王燕, 等.回、汉族癫痫患者血清、脑脊液中P-糖蛋白表达与癫痫耐药的相关性研究.中风与神经疾病杂志, 2012, 29(2):147-150.

2014-03-25］

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