塞来昔布治疗骨关节炎的研究进展

刘美滟，毕波，彭家兰，徐智祥，任欣璐，谢雯婷，刘海峰，黄小龙，彭广能*

（1.四川农业大学动物医学院成都 611130；2.重庆市石柱县西沱镇人民政府农服中心重庆 409106）

骨关节炎（osteo arthritis，OA）是最常见的关节炎类型，由关节软骨退行性变和破坏、关节软骨丢失，软骨下骨改变，滑膜炎等引起，其特征是关节软骨细胞成熟、细胞外基质降解、关节软骨丧失和骨赘的形成。软骨代谢异常会导致胶原酶、聚蛋白多糖酶等相关降解酶类分泌增加，使软骨基质降解，进而蛋白多糖和胶原碎片等降解产物在关节液中释放，引起软骨表面纤维化和侵蚀，最终滑膜细胞吞噬降解产物导致炎性因子和蛋白酶的产生，引起滑膜炎症[1]。

CXB，化学名4-[5-(4-甲苯基)-3-(三氟甲基)-1 氢-1-吡唑-1-基]苯磺酰胺，pKa 值为11.1。CXB 是由辉瑞制药公司和法玛西亚公司开发生产的首个FDA 批准和销售的选择性环氧化酶-2(Cyclooxygenase-2，COX-2)抑制剂。1999 年正式应用于临床，并在2003 年以胶囊制形式出产，商品化命名为“西乐葆”。CXB 是COX-2 高选择性抑制剂，通常用于缓解骨关节炎和类风湿关节炎的慢性疼痛，能抑制炎性前列腺素类物质的产生，主要用于疾病的疼痛治疗和抗炎。

近年来，有相关研究结果显示，CXB 还具有抗肿瘤作用，能抑制前列腺癌、肺癌、胃癌等多种肿瘤的增殖，在犬口腔恶性黑色素瘤的治疗方面也存在可能性[2]。CXB 是首个被批准用于强直性脊柱炎治疗的昔布类药物，可有效治疗多种常见急性疼痛，靶向作用强，在犬腰痛、心肌肥大方面的治疗具有可行性和安全性，但研究提示CXB 不能降低尿酸，所以临床上常与其他药物联用治疗疾病。与其他传统非选择性非甾体抗炎药（NSAIDs）相比，CXB 引起消化道并发症的几率更低，对胃肠道风险高的OA 患者而言CXB是更为安全的选择。

1 塞来昔布的机制研究

1.1 抑制环氧化酶活性

CXB 是一种环氧化酶抑制剂，主要通过抑制环氧化酶(COX)的活性进而调节炎症反应，抑制肿瘤细胞发展和血管生成，从而影响COX 的表达。由于其化学结构的特点，CXB 可与COX-2 有选择性的结合并抑制其活性。

CXB 苯基与COX-2 疏水通道结合，亲水的磺胺基与COX-2“侧袋”内的513 位精氨酸及90 位组氨酸形成氢链[3]。CXB 能抑制COX-2 作用下花生四烯酸转化为前列腺素(PG)的作用，但由于环氧化酶两种同工酶结构的细微差别，该药不能进入COX-1 的分子内，也不能抑制COX-1 转化花生四烯酸为前列腺素的作用。COX-2 虽然是一种诱导型酶，但在中枢神经系统、肾脏、性腺和骨骼等组织中均有本构性表达，这导致了CXB 在这些组织中出现一些不可避免的副作用。

1.2 抑制炎性细胞因子产生

关节损伤或骨关节炎引起的软骨退化涉及炎性细胞因子，研究发现TNF-α 和IL-1 两种细胞因子都在OA 的急性期表达。TNF-α负责驱动OA 的炎症过程，IL-1 在损伤和退化的关节中分泌上调，进而启动炎症过程，诱导促炎途径。其中TNF-α 也可通过刺激神经生长因子(NGF)的表达来加速OA 的进程，且TNF-α 的浓度在软骨基质的分解代谢和合成代谢过程中变得不平衡[4]，导致炎症的发展与其严重程度的增加。

IL-1β 和TNF-α 被广泛认为是炎症级联反应的主要触发因素，IL-1 和TNF-α 可激活蛋白酶，如基质金属蛋白酶、蛋白聚糖酶，而这些酶对OA 患者关节软骨的破坏和进展起重要作用。研究表明CXB 可有效抑制TNF-α、IL-1 的产生，抵抗炎性反应，有效缓解疼痛，对轻、中度骨关节炎患者效果更佳。

1.3 对核因子κB 表达的影响

核因子κB（NF-κB）是一种核转录因子，在细胞的炎症反应、免疫应答等过程中起到关键性作用。TLR4/NF-κB 信号通路是目前公认的与急性痛风性关节炎发病密切相关的炎性信号通路之一，NFκB 通路可诱导TLR4 活化，促进滑膜分泌诸多炎性因子及MMP-13等，介导OA 发生[5]。NF-κB 可引起TNF-α、IL-1 转录水平增强，使上述2 种细胞因子分泌增多。阿司匹林、布洛芬、舒林酸等NSAIDs具有抑制NF-κB 活性的作用，通过抑制核因子κB 抑制蛋白（IKB）磷酸化，进而抑制IKB 激酶（IKK）的活性，从而阻止NF-kB 通路的激活。

1.4 对软骨、滑膜和骨骼的改善

CXB 能影响软骨中前列腺素的表达，对相关细胞因子、软骨中组织产生不同程度的影响。当IL 刺激时，CXB 能对前列腺素E2（PGE2）的生成发挥抑制作用，并下调参与编码PGE2 产生或作用基因的表达，同时推动5-脂氧合酶（LOX）途径和白三烯B4（LTB4）合成，对NF-κ B 的受体激活剂配体离子通道（RANKL）合成起直接影响，降低其合成，增加了骨保护素与RANKL 比率，调节软骨下骨重塑过程；IL 的诱导的软骨细胞可产生一氧化氮，激活基质金属蛋白酶（MMPs）和诱导软骨退化从而导致软骨基质降解。已证实CXB 能降低基质金属蛋白酶(MMPs)1、3、9 和ADAMTS-5 基因表达从而抑制NF-κ B 的表达[6]。

CXB 可逆转IL-1β 诱导的PGE2 和COX-2 蛋白表达，抑制NF-κ B 的活化并降低IL-6 的表达。CXB 也能降低滑膜中一氧化氮的生成，降低TNF-α 在血浆和滑膜液的表达，抑制ADAMTS-4 和-5 的产生。此外，有研究发现CXB 能够较好的抑制Wnt／β -catenin 信号通路激活滑膜细胞，降低滑膜-软骨微环境中MMP-7 等的表达。组织蛋白酶K、抗酒石酸酸性磷酸酶和核因子κB 受体激活因子（RANK）等破骨细胞特异性标记物暴露于RANKL 和钛后，上述标记物表达会显著增加。CXB 能显著抑制其增加，同时减少破骨细胞的形成。

1.5 塞来昔布治疗OA 机制的其他推测

水通道蛋白（AQPs）主要介导水的跨膜转运，是疏水性的跨膜蛋白家族。有研究表明AQPs1、3 与OA 的产生密切相关。CXB 可降低软骨组织中AQP3 的分布范围和表达量，调控水分子跨膜转运功能，降低软骨渗透性以消肿，可能是其治疗OA 的潜在作用机制之一。

此外，在骨神经慢性结扎损伤(chronic construction injury，CCI)大鼠模型的研究中发现CXB 能抑制正磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinases，PI3K)/ 蛋白质丝氨酸苏氨酸激酶(protein-serine-threonine kinase，AKT)信号激活，进而减轻大鼠神经疼痛与炎症反应，修复其受损神经传导功能。提示抑制PI3K/AKT 信号激活可能是其镇痛药理机制之一。

2 塞来昔布的给药途径

2.1 塞来昔布传统给药方式

CXB 制剂多为胶囊剂，以口服给药为主。临床也有注射液，但因操作不便、疼痛明显等问题并不常用。“西乐葆”是目前临床常用的CXB 制剂，为胶囊剂，常用于骨关节炎、成人类风湿关节炎、成人急性疼痛、强直性脊柱炎的治疗。CXB 在生物药剂学分类系统中属Ⅱ类药物，水溶性差，溶解度为3～7 μg/mL。溶出度是其体内吸收的限制因素，导致其口服制剂生物利用度低且吸收差异较大。考虑到降低NSAIDs 毒性同时保持药物输送到特定部位的需要，研究人员继续改变药物配方和输送系统。与常规制剂相比，纳米颗粒能够有效控制药物释放和靶向，提高体内生物利用度，同时保护其免受降解作用并避免不良副作用。

2.2 纳米级塞来昔布给药方式

2.2.1 纳米级塞来昔布通过口服方式给药

CXB 有水溶性差、低溶解度和高亲油性的物理化学性质。这导致了在药物吸收方面的水平较低。但将其制作成纳米颗粒后，增加了水溶性和吸收率。纳米载药系统能提高血药浓度-时间曲线下面积，增加药物在血液中滞留时间，以此延长药物半衰期。

脂质体是由磷脂双层组成的球形囊泡，可以在磷脂膜和内部水室中分别容纳疏水性和亲水性药物，能提高所载药物的溶解度和胃肠道渗透性，从而提高口服生物利用度。有研究表示，将CXB制备成固体脂质纳米粒（solid lipid nanoparticles，SLN）灌胃给药后，可改变药物在大鼠体内的药动学参数，口服CXB-SLN 后，药-时曲线下面积为CXB 原料药的2.6 倍。使用湿介质研磨工艺用各种聚合物和表面活性剂制备纳米悬浮液、开发前体脂质体系统都能提高CXB 的口服生物利用度，是很有前途的候选药物。另有研究发现CXB-聚碳酸酯-酪蛋白-纳米粒子的结构修饰通过静脉给药可以有效延长特定药物的剩余时间。

2.2.2 纳米级塞来昔布通过关节内药物输送系统给药

关节内给药系统(DDS)可以避免与全身治疗相关的副作用，并允许延长局部药物停留时间CXB 在OA 中有明显治疗作用，但长期给药会引起的胸痛和血栓，以及心肌梗死风险。关节内药物输送系统（DDS）是一种很好的用于治疗OA 的给药方式。DDS 规避了与全身治疗相关的副作用，并延长局部药物停留时间。微球是指药物分散或被吸附在高分子聚合物基质中而形成的微小球状实体。由于OA 是一种以炎症强度变化为特征的慢性疾病，在Maarten J 等的一项研究中，将CXB 负载聚酯酰胺(PEA)微球作为一种自动调节药物递送系统的潜力，实验用该药物治疗OA 相关的疼痛。OA 诱导的膝关节对微球的降解明显高于对侧健康膝关节，而CXB 对微球的降解有明显的抑制作用，提示了这是一个自调式释药系统。

2.2.3 纳米级塞来昔布通过局部透皮给药系统给药

局部给药系统比口服给药系统具有局部应用等优点，避免了全身性并发症；避免因pH 值、酶活性和药物、食物相互作用而引起的口服治疗的吸收和代谢变化；可能减少胃肠道刺激与口服；避免首次代谢。

CXB 传递到皮肤并增加其对皮肤渗透的方法包括微乳液和纳米乳液、纳米结构脂质载体、环糊精和液晶系统。脂质体能包裹疏水性、亲水性和两亲性药物，扩散到角质层中破坏其双层流动性，松弛角质层的脂质结构，并使药物屏障功能受损，起渗透促进剂的作用。因而CXB 有效局部制剂常采用脂质纳米载体，其中脂质纳米粒如固体脂质纳米粒（SLNs）因其无毒性、能在脂质基质内夹持亲脂性和亲水性分子，确保药物的持续释放等特点成为研究热点。小尺寸的纳米颗粒可以让药物与角质细胞之间紧密接触。液晶系统是药物皮肤传递的合适载体，因为它们能够控制药物释放、改善皮肤渗透、由于其两亲性而结合亲水性和亲脂性药物，并保护药物免受物理降解。基于单油酸甘油酯和含水渗透促进剂的液晶系统能促进CXB 的皮肤递送，是皮肤输送的潜在载体。

3 塞来昔布在骨关节炎治疗中的应用

CXB 作为NSAIDs 的一种，主要用于急慢性骨关节炎和类风湿性关节炎的治疗。因口服存在的药物低溶解度、胃肠道损伤等问题使得研究者们将目光投向了纳米制剂。纳米微粒载药系统具有靶向性高，可改变药物的体内分布，调节药物释放速度，提高生物利用度等优点，因而成为研究热点。例如有研究通过将姜黄素载丝素纳米颗粒与间充质干细胞分泌的细胞外囊泡结合，开发了一种新型给药系统，在控制药物释放时间的同时将剂量保持在预期给药窗口内[7]。

此外，CXB 与各类抗炎镇痛药物联用是目前的研究主流。例如Fabio Angeli 等联合苯磺酸氨氯地平用于骨关节炎的治疗。该制剂结合了CXB 抗炎活性和氨氯地平诱导全身血管舒张作用，是一种很有前途的治疗骨关节炎和高血压的药物。林珊等调整了磺酰胺基团对COX-2 的结合力，在保持原有抗炎作用的同时降低心血管风险。CXB 与富血小板血浆、健脾补肾汤、抗骨质增生胶囊、盘龙七片等药物联用治疗骨关节炎，均能改善骨性关节炎患者膝关节功能，增强疗效，安全性高。将CXB 与中医特色微创疗法针刀相结合，可明显缓解疼痛、改善关节活动度、促进关节功能恢复，在短期及远期均有良好临床疗效。

4 讨论

现有的西医骨性关节炎药物疗法，即NSAIDs 和镇痛药，能减轻症状，但仅中度有效，并使患者存在潜在的心血管、肝脏、肾脏等不良反应。事实上，NSAIDs 可通过多种不同机制导致心血管事件风险增加。与传统NSAIDs 相比，CXB 对胃肠道损伤更小，但口服后仍会因为胃肠道局部浓度过高，导致消化性溃疡和出血、心血管血栓和心肌梗塞等不良反应，甚至出现超敏性副作用。风险虽小，但仍存在可能性。有研究表示，使用药物时间越长，风险性也会随之增加；NSAIDs 对COX 的抑制作用越强,所导致的不良反应就越严重。针对CXB 水溶性差，目前已有学者研究出CXB 凝胶制剂、自微乳化释药系统和CXB 固体脂质纳米粒等。一项研究表示，将纳米粒作为药物载体，利用生物相容性脂质——磷脂，制备了CXB负载的SLNs，改善了皮肤对CXB 的渗透性与保持性。但也有研究表示磷脂含量与体外渗透负相关，且磷脂类型不影响体外渗透[8]。CXB 具有抗炎以及保护软骨双重作用。有体外实验证实CXB 不影响正常关节软骨细胞的功能，却可逆转由于炎性细胞因子介导的软骨蛋白聚糖代谢失衡，恢复软骨蛋白聚糖的含量，对软骨有保护以及修复的效果[9]。除消化道副反应外，目前普遍认为CXB 在肾脏及血小板的不良反应中也优势于其他NSAIDs，对急性疼痛的治疗也有一定效果。综上所述，CXB 能在消炎的同时发挥止疼作用，主要用于治疗急慢性骨关节炎和类风湿性关节炎，具有疗效可靠，不良反应少等优点。

5 展望

CXB 通过抑制COX-2 和相关炎性细胞因子的合成，抑制核因子κ B 通路的激活，起抗炎止痛、保护软骨等作用，有研究推测其作用机制或与水通道蛋白、PI3K/AKT 信号激活有关。纳米口服剂型、DDS 和TDDS 可有效减轻长期口服NSAIDs 导致的胃肠道损伤等副作用。口服给药时导致大量药物在靶器官附近丢失、不良反应或治疗失败。相较而言，局部药物递送系统更具优势，能降低与峰值相关的副作用，其中TDDS 给药因其操作简单快捷而更受青睐。但TDDS 给药在小动物的OA 临床病例中较为少见。原因可能是研究较少或者在药物使用过程中效果不明显。

聚合物药物共轭物一直是药物传递领域的主流。将CXB 与某一药物聚合形成药物共轭物，或能实现提高药物溶解性、延长循环时间、降低免疫原性、靶向释放等目的，使其在OA 的治疗上更为完善。采用蛋白质作为运送载体也有希望克服口服剂型药物生物利用率低的问题，聚乙二醇(PEG)在蛋白质偶联中的应用已获成功。高血压是代谢综合征相关OA 中的独立危险因素。未来在药物的研发、使用上，或许能创制一种供高血压患者使用，具有安全性的OA 治疗药物，如使用TDDS 仅在局部进行镇痛和消炎以减轻口服药物对血压波动的影响。此外，与其它药物联用，在提高治疗效果的同时或更具针对性、选择性，或扩大治疗范围，基于需求差异研究不同联用，以期减少毒副反应，提高药物治疗价值。进一步探索制药、用药新方式，为工业化生产奠定基础。以上问题都有待进一步研究与探索，以期更有效、安全地发挥CXB 治疗作用。