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华蟾素抗癌性疼痛的药理作用及作用机制的研究进展*

2019-09-20巴茜远周诗旸罗欣欣蒋昌宇肖礼祖

中国疼痛医学杂志 2019年9期
关键词:小鼠活性因子

巴茜远 周诗旸 罗欣欣 蒋昌宇 肖礼祖 郝 悦

(1深圳市南山医院疼痛科重点实验室,深圳 518060;2深圳大学医学部基础医学院药学系,深圳 518060)

华蟾素(Cinobufacini/Huachansu)由蟾蜍科中华大蟾蜍的干燥表皮和腺体分泌物的水溶液制成,是根据传统中药蟾酥(蟾蜍耳后及表皮腺体分泌物)开发而成的现代中药注射液,国家中药保护品种,具有清热解毒、消肿止痛、祛瘀散结的功效,主要用于治疗各种恶性肿瘤及慢性乙型肝炎等[1,2]。华蟾素的化学成分复杂(见表1),包括甾体类强心苷、多肽类、吲哚类生物碱以及还原糖、氨基酸等。目前认为其主要活性成分是以华蟾毒精、脂蟾毒配基和蟾毒灵、蟾毒它灵为代表的近30 种蟾毒内酯类成分[4~7]。但近期有研究[3]表明一些多肽也具有一定的生物活性。如抗菌多肽中的铃蟾肽和蛙啡肽具有一定的刺激激素分泌和镇痛的作用。

大量临床实践表明,华蟾素有确切的抗肿瘤疗效,单用或联合化疗、放疗均能起到抑制肿瘤生长和转移、改善癌症相关症状的作用[8,9],尤其对原发性肝癌、胃癌、胰腺癌、非小细胞肺癌等有较好的疗效。华蟾素抗癌作用较强,抗癌谱广,与化疗药物相比不良反应发生率低,且能够提高机体免疫力。特别是华蟾素在临床使用中能够显著缓解多种癌症相关疼痛,对消化道肿瘤、肺癌以及骨转移癌引起的疼痛疗效尤为明显,总有效率在50%~97%,极大改善了中、晚期癌症病人的生存质量[10~13],显现出临床应用的独特优势。

遗憾的是,与丰富的临床数据相比,对华蟾素的镇痛作用及镇痛机制的基础研究不足。本文对已发表的华蟾素、蟾酥及相关活性成分的镇痛研究进行了广泛检索及总结,在此基础上综述华蟾素的镇痛作用及其可能的镇痛机制。

一、华蟾素通过抑制炎性反应镇痛

华蟾素能够通过多种途径拮抗炎性反应,发挥抗炎、抗感染的作用,减轻或消除炎性反应引起的组织及神经损伤,起到镇痛作用[14]。研究表明, 肿瘤发生后,肿瘤细胞在局部引起免疫细胞趋化作用后与免疫细胞相互作用,肿瘤细胞自身乏氧死亡后受到巨噬细胞的吞噬。免疫细胞进一步分泌肿瘤坏死因子-α (TNF-α)、前列腺素(PGE)、白细胞介素1 和6 (IL-1/ IL-6) 等, 初级感觉神经元表达其中多种因子的受体[15~17]。这些因子可能作用于初级感觉神经元上的受体, 激活和敏化感受器, 参与癌痛的产生[18~20]。研究表明华蟾素可通过抑制肿瘤相关炎性反应,达到抑制癌痛的作用。

Wen 等[14]采用华蟾素的主要活性成分蟾毒灵(bufalin)拮抗角叉菜胶引起的大鼠足肿胀,发现腹腔注射0.3 或0.6 mg/kg 蟾毒灵能够显著拮抗角叉菜胶引起的大鼠足肿胀,这一作用可能通过其抑制NF-κB 信号通路的激活,降低足肿胀组织中促炎症相关因子 iNOS、COX-2、IL-1β、IL-6 和 TNF-α 的表达来完成。在一项体外肿瘤细胞研究中,Wang等[21]研究了华蟾素对TNF-α 诱导的A549 细胞株内 NF-κB, COX-2 和 前 致 炎因子 IL-6 和 IL-8 的 影响。结果表明,华蟾素125 μg/ml 能够抑制TNF-α诱导的NF-κB 表达,抑制COX-2 的激活,降低IL-6和 IL-8 的表达。此外,采用多种炎性细胞模型的研究发现,蟾酥和蟾毒灵能够减少风湿性关节炎溶膜细胞中 TNF-α 诱导产生的 IL-1β、IL-6 和 IL-8 的表达[22],抑制小胶质细胞中一氧化氮合酶(iNOS),减少NO 的产生[23],并可抑制人体膀胱癌T24 细胞中COX-II 的水平,且不显著影响COX-I 的水平[24]。这些研究提示,肿瘤生长相关的炎性浸润可诱发多种促炎性因子的释放,华蟾素抗癌痛的作用可能与其抑制 NF-κB 和 COX-2 的激活,调节 NO 生成,减少炎性因子释放有关。近期一项研究[25]表明华蟾素干预可明显缓解骨癌所诱发的机械痛敏、热痛敏。这一作用与华蟾素抑制脊髓星形胶质细胞及小胶质细胞活化以及降低大鼠血清中炎性因子TNF-α和 IL-1β 表达有关。

表1 华蟾素注射液中的主要活性成分[4~7]

二、华蟾素调节阿片受体通路发挥镇痛作用

研究表明,华蟾素及其主要活性成分对小鼠热板,扭体,机械痛等多种疼痛模型有显著的镇痛作用,阿片受体阻断剂纳洛酮能够部分拮抗华蟾素的镇痛作用[26~29],提示华蟾素可能部分通过激活阿片受体发挥其镇痛作用。

Chen 等[30]将H22 肝癌细胞皮下注射到小鼠右后足建立癌痛模型。华蟾素2.5 g/kg 能够提高癌痛小鼠的热刺激痛和机械痛的阈值,注射华蟾素30分钟后腹腔注射20 mg/kg 纳洛酮可拮抗其镇痛作用。该研究还发现华蟾素显著提高了癌痛小鼠后足肿瘤及周围组织中的β-内啡肽,μ 阿片受体等的表达,提示华蟾素可能通过激活外周阿片系统镇痛。Wen 等[14]腹腔注射华蟾素的主要活性成分蟾毒灵(bufalin, 0.3/0.6 mg/kg)显著提高了小鼠在热板实验中的痛阈值,给予纳洛酮可减弱其镇痛作用,提示蟾毒灵的镇痛作用也与阿片系统的激活有关。镇痛剂量的蟾毒灵对小鼠的自主活动没有影响,提示其在发挥镇痛作用的同时,不影响中枢神经系统的功能。

三、华蟾素通过抗肿瘤、减轻肿瘤组织对神经的压迫,间接发挥镇痛作用

肿瘤发展到中、晚期, 随着肿瘤体积的增大,局部组织压力增加, 压迫支配该部位的神经纤维末梢, 引起机械损伤、压迫和缺血。同时, 肿瘤释放的化学因子、细胞因子、生长因子等不但破坏局部组织, 也破坏支配局部组织的神经分布, 这些都会导致神经病理性疼痛的发生[31]。研究表明,华蟾素可通过直接作用于细胞DNA,影响肿瘤细胞的细胞周期,抑制肿瘤细胞增殖,诱导多种肿瘤细胞凋亡和分化,多环节提高机体免疫效应等方式达到抗肿瘤的目的;此外,还通过影响酶活性,抑制血管增生和内皮细胞增生等多种方式抑制肿瘤的生长[32,33]。这些研究提示华蟾素可通过抗肿瘤、减轻肿瘤组织对神经的压迫,间接发挥其抗癌痛作用。

四、华蟾素通过调节离子通道来发挥镇痛作用

研究显示,华蟾素能够影响Na+、Ca2+及K+通道的功能,推测其镇痛作用可能通过离子通道的阻滞功能完成。电压依赖的Na+通道参与痛觉传递,其中Nav1.7-1.9 的在神经节背根及外周疼痛感受神经元密集表达,与伤害性感受的产生和传导密切相关[34]。当各种有害性刺激引起脊髓背根神经节(DRG)上的电压依赖的Na+通道的种类、数量、分布及电生理活性发生改变,导致神经元兴奋性升高、放电频率增加或产生异位放电,均能引起疼痛的产生[35~37]。Na+通道阻滞也是局麻药产生镇痛作用的机制之一,而华蟾素的类似物-传统中药蟾酥在临床上就有局麻作用。采用原代培养的DRG 神经元和膜片钳技术发现,华蟾素类似物—蟾酥浓度依赖性抑制DRG 神经元的Na+通道电流峰值,延缓了Na+通道的激活,加速Na+通道的失活并减缓电流从失活状态的恢复[38]。在体外培养的心肌细胞中,40 ng/ml 蟾酥提取物及蟾毒灵4 ng/ml 均能阻滞Na+- K+-ATP 酶的活性[39]。电压依赖的Ca2+通道主要在脊髓背角密集分布,参与疼痛信号向高级中枢传递的过程。华蟾素中的主要活性成分-华蟾毒配基(Cinobufagin)能够剂量依赖性的抑制心室肌细胞的L 型Ca2+通道的功能,引起细胞内钙的降低[40]。此外,研究显示海马神经元上的K+通道也可能是蟾毒配基类物质的作用靶点[41]。值得注意的是,周源[42]等的研究中蟾酥注射液对蛙坐骨神经动作电位传导无明显影响,提示其镇痛机制可能并非通过Na+通道阻滞。

五、华蟾素调节5-HT 系统功能发挥镇痛作用

5-HT 是内源性镇痛系统的重要组成部分,存在于中枢及外周的5-HT 分布部位不同,发挥的作用亦不同,其在中枢起镇痛作用,可直达脊髓后角,抑制伤害性信息的传入[43]。Qi 等[44]的研究表明蟾酥脂质微球注射液(主要含脂蟾毒配基、蟾毒灵和华蟾毒配基,三者比例9:7:11)可提高小鼠对热板的痛阈值,并使正常小鼠脑内5-HT 含量显著升高,提示其镇痛作用与升高脑内5-HT 含量有关。此外,华蟾素类似物-蟾酥可减少慢性束缚应激模型中小鼠在强迫游泳实验中的不动时间,增加小鼠在旷场实验中进入中心区域的次数和时间,提示蟾酥有抗抑郁和抗焦虑的作用[45],间接提示蟾酥可能部分通过调节5-HT 系统功能发挥作用。

六、华蟾素其它可能的镇痛机制

在张文峰等[46]的研究中,华蟾素注射液用于治疗三叉神经痛56 例,取得满意效果,推测华蟾素治疗三叉神经痛的机制可能与其损伤神经纤维细胞,阻断或减少了三叉神经伤害性刺激冲动向中枢的传递,从而缓解疼痛,达到治疗的目的。有研究[1]认为华蟾素有一定的提高机体免疫,抗感染,局麻的作用,这些作用有益于其间接发挥镇痛作用。此外,华蟾素参与调节了甲状腺激素释放激素-TSH-甲状腺激素系统,可抑制交感神经系统机能[47],这些作用也可能参与其镇痛的机制。

综上所述,华蟾素化学成分复杂、药理作用多样,其抗癌性疼痛的机制也是多途径的,如何从多层次、多学科对其抗癌痛作用机制进行系统的研究,进一步拓展华蟾素在癌症临床中的应用,有待科研工作者的不断努力。华蟾素作为一种新型的抗癌、镇痛药物将更好的发挥其独特的临床应用优势。

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