中医药干预神经病理性疼痛的作用机制研究进展

2017-01-12 20:15郭秋岩张彦琼中国中医科学院中药研究所北京100700
转化医学电子杂志 2017年11期
关键词:神经病脊髓理性

郭秋岩,张彦琼,林 娜 (中国中医科学院中药研究所,北京100700)

·专家述评·

中医药干预神经病理性疼痛的作用机制研究进展

郭秋岩,张彦琼,林 娜 (中国中医科学院中药研究所,北京100700)

神经病理性疼痛是一种发病机制复杂的难治性疾病,目前主要的治疗手段是药物干预.由于西药存在镇痛作用有限、副作用明显、价格昂贵等局限性,越来越多的神经病理性疼痛患者试图寻求中医药手段缓解症状,改善病情和提高生命、生活质量.中医注重在整体观和辨证论治思想的指导下用药,对患者进行整体调理.中药具有多成分、多靶点、多途径发挥作用的特点,在治疗神经病理性疼痛方面具有独特的优势.本综述通过分别在中国知网和Pubmed数据库检索近年来中医药治疗神经病理性疼痛的文献报道,总结中医药治疗神经病理性疼痛的理论基础,汇总中药单体(包括植物药、动物药和矿物药)、中药复方和中医非药物手段治疗神经病理性疼痛的作用机制,为神经病理性疼痛的临床安全、合理用药及新药研发提供参考依据.

神经病理性疼痛;中药单体;中药复方;作用机制

0 前言

根据2008年国际疼痛学会神经病理性疼痛专业组制订的定义,神经病理性疼痛(neuropathic pain,NP)即“损害或疾病累及躯体感觉系统后直接导致的疼痛”.NP包括带状疱疹后遗神经痛、三叉神经痛、神经根型颈椎病、糖尿病神经病变、艾滋病毒感染、麻风病、截肢术、周围神经损伤疼痛和中风后遗症等带来的疼痛[1].由于缺乏统一的流行病学特征标准,目前NP发病率多以某种具体的疾病为研究对象,如癌性痛、带状疱疹后遗神经痛、术后神经源性疼痛等的发病率.利用现代筛选工具,统计发现伴有NP特征的慢性痛发病率为7%~10%[2].由于发病机制复杂,且与其他疼痛患者相比,NP患者睡眠质量差、焦虑和抑郁的可能性更大,严重影响患者的生活质量,也给患者家庭和社会造成沉重的经济负担[3].

药物干预是NP的主要治疗手段,其中一线用药主要是抗抑郁药和抗癫痫药,如阿米替林和度洛西汀、普瑞巴林、加巴喷丁.二线用药包括利多卡因、辣椒素和曲马多,三线用药包括A型肉毒素,阿片受体激动剂如羟氢可待因酮、吗啡等[4].由于镇痛作用有限、副作用明显、价格昂贵,越来越多NP患者试图寻求中医药手段改善和治疗疾病.中医注重在整体观和辨证论治思想的指导下用药,对患者进行整体调理.中药具有多成分、多靶点、多途径发挥作用的特点,在治疗NP方面具有独特的优势[5].近年来,一些植物提取的镇痛药被证明在治疗NP方面具有安全性和有效性[6-7].本综述通过分析近年来中医药治疗NP的文献报道,总结中医药干预NP的作用机制,为指导临床安全、合理用药及新药研发提供参考依据.

1 中医药治疗NP的理论基础

NP属于中医痛证范畴[8],中医经典《黄帝内经》将五脏作为痛证的划分标准,并用奇恒之腑中脑的功能异常阐释疼痛的发病机制,该书还记载了治疗痛证的中医非药物疗法即针灸疗法.汉代张仲景所著《伤寒论》中将疼痛划分为外感和内伤,其另一部著作《金匮要略》中记录各种内伤疼痛,这两部典籍中收录大量治疗疼痛的方药,实现了理法方药的统一.金元医家李东垣提出对疼痛的主要认识及其治疗理论,即“通则不痛,痛则不通”,并将通利看作疼痛的主要治则.著名医家朱丹溪提出气、血、痰、郁皆可致痛.明代温补派更是突破性地提出“虚痛”的概念,并强调“温补”为主要治则.清代叶天士则提出治痛要分清先后、辨证论治.之后另一清代医家王清任则以活血化瘀治疗诸痛证,并灵活使用五个逐瘀汤辨证治疗各种痛证.

2 中药单体治疗NP的作用机制

中药包括植物药、动物药和矿物药.越来越多的证据表明,中药单体具有良好的镇痛效果.下面按照植物药、动物药和矿物药三个方面详细阐述.

2.1 植物药治疗NP作用机制 中药植物药种类繁多,研究表明其中多种中药治疗NP疗效确切,下面按照其镇痛有效成分的化学结构类型进行阐述.

2.1.1 黄酮类 槲皮素是一种多羟基黄酮类化合物,具有抗炎、抗氧化、抗抑郁、镇痛等作用,研究[9]发现槲皮素可以显著提高慢性坐骨神经结构损伤(chronic constriction injury, CCI)模型大鼠的机械痛阈和热痛阈,降低CCI大鼠炎性因子及疼痛相关分子的表达,抑制Wnt/β-catenin通路的激活,这可能是其发挥镇痛作用的分子机制.龙血竭为百合科植物剑叶龙血树含脂木材的醇提物,其中具有镇痛作用的有效成分是龙血竭总黄酮,研究[10-11]表明其镇痛作用疗效确切,作用机制可能包括阻滞神经传导,干预痛觉信息传递;在痛觉传输通路上同时对电压门控性钠通道和辣椒素受体进行调制;抑制背根神经节细胞钠通道电流等.葛根素是从葛根中提取的异黄酮化合物,其注射液治疗糖尿病周围神经病变疗效显著,可以明显改善患者症状和体征,而且对血糖无不良影响.现代研究[12-14]表明,葛根素在治疗NP方面具有半衰期长、起效慢、所需镇痛剂量小、阈下镇痛剂量无明显毒副作用的特点,其镇痛机制可能是阻断钠离子通道,调节炎症因子,保护神经细胞.

2.1.2 生物碱类 紫杉醇是紫杉的提取物,属于四环二萜化合物,主要适用于实体瘤的治疗,但其化疗产生的外周神经毒性作用明显,限制了其临床应用.研究[15-16]表明,川芎嗪能有效防治紫杉醇所致的NP,疗效与普瑞巴林相似并有协同作用,机制可能是降低坐骨神经中神经生长因子的表达从而减轻神经损伤.槐果碱是中药苦豆子中提取的一种生物碱,具有抗炎、镇痛、抗心律失常、抗肝癌及中枢抑制等作用.不同浓度的槐果碱干预NP小鼠,发现其具有改善NP的作用,作用机制可能与调节γ-氨基丁酸(γaminobutyric acid, GABA)通路有关[17].氧化苦参碱是另一种源于中药苦豆子的生物碱,文献报道氧化苦参碱对于神经痛、炎性痛及化学刺激、物理性热刺激、肿瘤转移等引起的疼痛具有明显的镇痛作用.研究者发现氧化苦参碱的镇痛作用机制可能与其对钙离子/钙调节蛋白激酶Ⅱ(Ca2+/calmodulin-dependent protein kinaseⅡ, CaMKⅡ)受体的调节作用有关[18].高乌甲素是一种非成瘾性镇痛药,具有较强的镇痛作用,研究[19]表明高乌甲素的镇痛作用与降低NP大鼠背根神经元中嘌呤受体P2X3受体的表达和敏感度有关.青藤碱是传统中药青风藤的提取物,对部分坐骨神经损伤模型大鼠具有镇痛作用,其镇痛效应可能与抑制纹状体细胞外液兴奋性氨基酸-谷氨酸水平、单胺类神经递质及其代谢产物有关[20-21].

2.1.3 苷类 现代药理研究表明天麻素可有效用于NP的治疗,可以有效抑制长春新碱诱导的大鼠痛觉过敏,延长其抗肿瘤疗效,其作用机制可能与抑制脊髓背角和背根神经节中丝裂原活化蛋白激酶磷酸化通路即 p-ERK1/2(extracellular signal-regulated kinase,ERK)激活,抑制脊髓小胶质细胞活化有关[22-23].背根神经节中瞬时受体电位通道(transient receptor potential cation channel subfamily V member 1,TRPV1)的激活会导致大量Ca2+内流,从而直接影响痛觉敏感度,因此TRPV1的激活会加剧NP疾病进程,白芍中的单萜类糖苷芍药苷可有效抑制细胞内Ca2+超载,发挥与TRPV1拮抗剂相似的镇痛作用[24].黄芩苷是从黄芩中提取并鉴定出的最主要的活性成分之一,研究[25]表明黄芩苷对NP大鼠的机械性痛觉超敏具有显著的抑制作用,并能减轻奥沙利铂导致热痛觉过敏,其机制可能是抑制脊髓中神经型一氧化氮合酶(nitric oxide synthase, NOS)的合成.

2.1.4 有机酸及酚类 腹腔注射姜黄素可缓解CCI大鼠疼痛行为,其作用机制可能与下调大鼠脊髓背角和背根节中趋化因子受体(CX3C chemokine receptor 1,CX3CR1)表达水平,抑制皮质激素受体(glucocorticoid reccptor, GR)、谷氨酸受体(N-methyl-D-aspartic acid receptor-NR,NMDAR-NR),下调 Toll样受体 4途径促炎症因子表达有关[26-28].NP发展早期核转录因子 NF-κB(nuclear factor-κB)信号通路在脊髓中被活化,参与伤害性信息的传递和疼痛的产生,研究[29]发现白藜芦醇可能通过激活脊神经结扎模型即SNL(spinal nerve ligation)所致NP大鼠脊髓中沉默信息调节因子1直接去乙酰化NF-κB的p65亚单位从而抑制NF-κB信号通路的活化,进而发挥镇痛作用.此外,白藜芦醇可以改善NP大鼠行为学变化,减轻疼痛,其机制可能与抑制海马星型胶质细胞活化,降低NF-κB 表达有关[30].

2.1.5 其他 安络小皮伞是一种传统药用真菌,研究[31]表明其醇提物对坐骨神经结扎所致大鼠NP具有明显的镇痛作用,其机制可能是通过抑制NP大鼠脊髓中肿瘤坏死因子TNF-α(tumor necrosis factor-α)、白介素IL-1β(interleukin-1β)等炎性因子的表达以及降低丝裂原蛋白活化激酶MAPK(mitogen-activated protein kinase)家族蛋白的磷酸化表达.雷公藤甲素具有抗炎、免疫、镇痛等作用,研究[32-33]表明雷公藤甲素可减轻NP大鼠的疼痛敏感度,可能通过抑制其脊髓星形胶质细胞中络氨酸蛋白激酶-转录激活因子即JAK-STAT3(tyrosine-protein kinase-signal transducer and activator of transcription 3)的激活,阻止MAPK家族蛋白的磷酸化水平,降低炎症因子表达量.番茄红素属于脂类中的类胡萝卜素,是植物中存在的天然色素,自然界存在的最强抗氧化剂之一,不仅具有防治衰老,抑制免疫力下降的作用,而且研究[34]表明番茄红素也可以改善NP,其机制可能是矫正NP大鼠脊髓中 TRPV1、NF-κB、nNOS、ERK 的异常高表达.

2.2 动物药治疗NP作用机制 华蟾素是以中药动物药蟾皮为主要原料制成的抗癌药物,可提高癌痛模型小鼠热痛和机械痛阈值,其止痛机制可能与提高肿瘤局部病变组织β-内啡肽的含量有关.此外,镇痛作用可以被阿片受体拮抗剂阻断,推测其可能是通过阿片受体来发挥镇痛作用[35].眼镜蛇毒活性成分是从眼镜蛇粗毒中经过柱层析分离纯化得到的单一成分,具有显著的镇痛作用,其机制复杂,与胆碱能受体、阿片肽受体有关,KATP通道阻滞药可完全阻断其外周镇痛作用,增加脊髓中谷氨酸-天冬氨酸转运体GLAST(amino acid transporter)mRNA、谷氨酸转运体亚型1(glutamate synthase-1, GLT-1)mRNA 和相应蛋白的表达水平可能是其脊髓镇痛机制[36-38].

牛黄是牛科动物牛的干燥胆结石,具有化痰开窍、凉肝熄风、清热解毒的功效.研究[39]表明,以牛黄为主要成分的牛黄千金散具有抗炎镇痛、免疫抑制作用,其镇痛作用可能与其对中枢的抑制作用有关.天然牛黄是中国传统名贵中药材,为满足临床需要,近年来相继研制出了人工牛黄、体外培育牛黄等品种.实验[40]表明,酶促牛黄与天然牛黄具有相似的中枢神经药理作用,包括镇静催眠、抗惊厥、抗炎、镇痛和缺氧保护作用.牛黄中胆红素类、胆汁酸类是其主要活性成分,研究[41]表明不同胆红素含量的人工培育牛黄与天然牛黄的镇痛作用并无显著性差异.研究[42-43]发现,体外培育牛黄具有镇痛作用,其可能的机制包括抑制三叉神经节细胞电压依赖性钙通道电流,剂量依赖性地阻滞钠电流.

2.3 矿物药治疗NP作用机制 石膏为单斜晶系硫酸盐矿物,其注射液为生石膏提炼的无菌溶液,通过低浓度的钙离子、镁离子调节神经肌肉的传导功能进而对坐骨神经痛、麻风神经痛、肋间神经痛等痛症发挥镇痛作用.研究[44]表明,石膏注射液的中枢镇痛作用具有选择性,其中枢镇痛机制可能是通过升高钙离子浓度,促进内阿片肽等内源性镇痛物质的释放.此外,以石膏为主要成分的石膏止痛软膏外敷可有效治疗中晚期肝癌疼痛,其镇痛作用可能与增加钙离子浓度,抑制神经应激能力有关.石膏止痛软膏联合电针可有效治疗带状疱疹后神经痛,其机理可能是通过提高患者外周血液中细胞型脂肪酸合成酶(fatty acid synthase,Fas)相关死亡域样IL-1β转换酶抑制蛋白的表达,促进T细胞的增殖等,但仍需进一步的研究验证[45-46].

3 中药复方治疗NP的作用机制

中药复方是在中医整体观和辨证论治原则指导下,依据中药药性、方剂配伍等理论而组成的具有特定主治功效的中药处方,是中医治疗疾病的主要方法和手段.中药复方被广泛用于NP的临床治疗,效果显著,机制也日渐清楚.

元胡止痛方由延胡索和白芷组成,是临床常用镇痛经方,该方组方精炼、疗效确切,引起很多学者的关注.现代研究发现元胡止痛方的镇痛活性物质基础主要为延胡索乙素、白芷总香豆素及挥发油类,mRNA芯片和基因芯片高通量发现元胡止痛方治疗NP的分子机制可能与以下5对miRNA及其对应靶标有关,即miR-301a与细胞外钙敏感受体(extracellular calcium-sensing receptor, CASR)、miR-301a与神经元五聚体蛋白 1(neuronal pentraxin-1,NPTX1)、miR-96-3p与NPTX1、miR-411-3p与A激酶锚点蛋白5(A-kinase anchor protein 5, AKAP5)、miR-543-5p 与AKAP5,这些miRNA及其靶标均参与神经系统的生理病理进程,有些已明确报道与疼痛特别是NP相关[8].

芍药甘草汤(芍甘汤)源于医圣张仲景的《伤寒论》,由芍药、甘草组成,镇痛疗效确切.研究[47-48]表明芍甘汤对各种疼痛模型均有显著的镇痛作用,对中枢和外周神经末梢均有镇痛作用,其机制与一氧化氮、前列腺素(prostaglandin E2,PGE2)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)均有关.

黄芪桂枝五物汤始见于仲景所著《金匮要略》,是治疗血痹病的经典方,根据“同病异治”、“异病同治”的思想,临床上灵活用于带状疱疹后遗神经痛、糖尿病周围神经病变、神经炎等疾病.研究[48]表明黄芪桂枝五物汤能够有效治疗NP大鼠,恢复神经传导速率疗效确切.现代药理研究[49-50]表明,该复方对奥沙利铂诱导NP大鼠的镇痛作用可能是通过下调钠离子通道蛋白 Nav1.7(Sodium channel v1.7,Nav1.7)及其基因表达有关.

身痛逐瘀汤是清代医家王清任的五逐瘀汤之一,临床广泛用于癌性痛和糖尿病周围神经病变等NP范畴的疾病.研究[51-53]表明该方可抑制NP大鼠的痛敏反应,改善患侧运动功能,可能通过下调脊髓磷酸化p38蛋白表达降低脊髓神经炎症反应,此外,实验研究发现该方可以有效抑制脂多糖诱导的神经小胶质细胞中NO的分泌和细胞内活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)的水平,并且增强细胞吞噬能力,发挥神经保护作用.

乌头汤始见于医圣张仲景所著《金匮要略》,由制川乌、麻黄、黄芪、白芍、炙甘草组成,是治疗痹症的经典方剂之一.本课题组首次发现,乌头汤对SNL所致NP大鼠具有明显的镇痛作用,包括改善NP大鼠的瞬时和持续机械痛和热痛超敏现象,显著降低NP大鼠脊髓背角中 IL-1β、TNF-α、趋化因子(C-C motif chemokine 2,CCL2)、生长调节α 蛋白(growth-regulated alpha protein,CXCL1)炎症因子的表达水平;进一步的微阵列基因表达谱和生物分子网络分析发现,乌头汤可能通过抑制神经胶质细胞的活化和神经炎症发挥镇痛作用[54].

4 中医非药物疗法治疗NP

中医注重整体观和辨证论治思想,根据疼痛的不同病机,医圣张仲景在《金匮要略》中提出九种治痛方法,如解表治痛、祛湿治痛、温通治痛、缓急治痛等,对于NP,中医也有非药物治疗形式.近年来,越来越多的NP患者寻求中医针灸减轻疼痛,针灸包括电针、豪针、头针等.目前电针用于NP治疗取得了良好的效果,随着现代技术的飞速发展,其作用机制也日渐清晰.目前电针干预NP的镇痛机制[55]主要有在脊髓水平抑制胶质细胞活化,抑制突触可塑性形成,调控脊髓NOS的功能,抑制兴奋性递质的释放,调节抗炎因子和促炎细胞因子,调节痛觉相关受体表达.醒脑开窍针刺法治疗丘脑痛在临床上取得了良好的疗效,研究[56]表明该法能够明显缓解丘脑痛患者的临床症状,疗效稳定,且与西药镇痛药普瑞巴林相比,远期疗效明显占优势,检测发现该法可以显著提高患者血浆内β内啡肽含量,降低P物质含量.

中医医家在临床上根据癌性疼痛患者的不同情况采用适宜的技术方法来改善患者的疼痛和生存质量,蟾乌凝胶膏穴位贴敷配合五音疗法能显著缓解癌性疼痛,但受制于传统研究手段、方法其机制尚不清楚,影响了该方法的临床应用和推广[57].

5 结语

中医药资源非常丰富,中药提取物、复方及非药物疗法均可有效治疗NP,且目前未见明显的不良反应报道,表明中医药干预NP具有独特的优势和良好的前景.根据近年来中医药治疗NP的文献报道情况,中医药干预NP的机制虽然有一定进展,但大部分机制研究停留在行为学检测和单一指标的简单检测,缺乏深入细致、针对NP发病机制的系统化研究.随着现代科学技术的发展及多学科知识的融合与交叉,相信中医药干预NP的机制研究可以兼顾中医药多成分、多靶标、多途径、整体调节的作用特点和NP疾病复杂性的临床实际,为临床安全、合理用药提供参考依据,为NP的治疗提供借鉴,使更多的患者切实受益于中医药.

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Research progress on the pharmacological mechanisms of traditional Chinese medicine in the treatment of neuropathic pain

GUO QIU-Yan, ZHANG Yan-Qiong, LIN Na
Institute of Chinese Materia Medica,China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100700, China

Neuropathic pain (NP) is one of the most difficult types of chronic pain to manage with its complex pathogenesis.Due to the unsatisfied analgesic effects,obvious side effects and high price,an increasing number of NP patients are trying to seek traditional Chinese medicine(TCM) to relieve symptoms,ameliorate the condition of health and improve the quality of life.Under the guidance of holistic view and dialectical theory,TCM is characterized by multiple components,multiple targets and holistic regulation, and has been widely utilized in clinics for centuries.In this review,we collected published papers on the pharmacological mechanisms of TCM in the treatment of NP from CNKI and PubMed.By literature analysis, we concluded mechanisms of monomer of TCM which include plants,animals and mineral drugs,Chinese formulae and non-drug methods of TCM in the treatment of NP,so as to provide reference for rational administration and drug development.

neuropathic pain; monomer of traditional Chinese medicine; Chinese formulae; pharmacological mechanism

R96

A

2095-6894(2017)11-01-06

2017-05-05;接受日期:2017-05-18

北京市科技新星项目(Z1511000003150126);国家自然科学

基金(81630107,81573878,81374068,81673834)

郭秋岩.研究方向:中药药理.

E-mail:reborn528866@ 126.com

张彦琼.博士,副研究员.研究方向:中医药系统生物学.

E-mail:yqzhang@ icmm.ac.cn

林 娜(共同通讯作者).博士,研究员.研究方向:中药药理学.E-mail:linna888@ 163.com

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