烏司他丁的神經(jīng)保護(hù)作用及神經(jīng)病理性疼痛應(yīng)用研究進(jìn)展

石 英 崔 劍

（陸軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院疼痛科，400038）

1909 年，Beuer和Reich 首次報(bào)道了尿液中存在蛋白酶抑制劑(ulinary trypsin inhibitor) ， 現(xiàn)稱為烏司他丁(ulinastatin， UTI)。1985年UTI在日本上市，應(yīng)用于細(xì)胞溶酶體膜破裂、水解酶外溢、功能亢進(jìn)引起的疾?。ㄈ缂毙砸认傺祝┡R床治療中。研究表明，UTI有神經(jīng)保護(hù)作用，也對神經(jīng)病理性疼痛(neuropathic pain， NP)表現(xiàn)出有益作用，可能成為新的預(yù)防和治療NP的措施。本文現(xiàn)就UTI神經(jīng)保護(hù)作用和對NP的作用和機(jī)制研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

一、NP的現(xiàn)狀

NP是由軀體感覺系統(tǒng)的損害或疾病導(dǎo)致的疼痛，也是最常見的慢性、頑固性疼痛，嚴(yán)重危及病人健康甚至生命[1]。 隨著學(xué)者們多年來持續(xù)不斷的探索，NP發(fā)病機(jī)制正逐漸明晰，但NP治療方面的研究進(jìn)展緩慢。目前常用的NP治療措施的主要機(jī)制是影響疼痛感知或疼痛信號傳遞，尚缺乏瞄準(zhǔn)疼痛發(fā)生機(jī)制的治療手段，使NP的治療常常面臨困境。糖皮質(zhì)激素在神經(jīng)損害早期應(yīng)用的療效（如急性帶狀皰疹的早期即開始糖皮質(zhì)激素治療能有效預(yù)防帶狀皰疹后神經(jīng)痛）提示：穩(wěn)定溶酶體膜，抑制巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞及單核細(xì)胞向炎性部位趨化聚集，降低毛細(xì)血管通透性等減輕組織炎性反應(yīng)的作用可能有效阻斷NP的早期進(jìn)展，防止外周和中樞敏化發(fā)生[2]。但糖皮質(zhì)激素的不良反應(yīng)限制了其廣泛應(yīng)用。找到具有抗炎、鎮(zhèn)痛效果且不良反應(yīng)更小的藥物，有望為防治NP打開新的局面。

二、UTI的藥理特點(diǎn)及臨床常用領(lǐng)域

UTI從健康男性尿中分離純化，在亞洲臨床應(yīng)用20余年[3]。UTI是一種廣譜的絲氨酸蛋白酶抑制劑， 其低分子量降解物也具有很強(qiáng)的抑制水解酶作用。生理狀況下人體內(nèi)就存在UTI，在機(jī)體處于感染、休克、腫瘤、妊娠、手術(shù)或給予糖皮質(zhì)激素等情況時(shí)，體內(nèi)UTI濃度會(huì)發(fā)生變化。UTI主要在肝臟中合成，由腎臟代謝隨尿液排出。臨床用UTI主要通過靜脈方式給藥，藥物主要通過腎臟代謝。臨床常用于急性胰腺炎、膿毒癥、復(fù)雜性多發(fā)創(chuàng)傷、休克、缺血再灌注損傷、急性肺損傷、惡性腫瘤等的治療。主要機(jī)制為抗炎（抑制炎癥因子產(chǎn)生和釋放、炎癥細(xì)胞活化和聚焦）[3]、減少細(xì)胞內(nèi)溶酶體膜破壞、降低血管通透性[4]、改善免疫功能（促免疫球蛋白生成、改善免疫抑制）、調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡[5～7]等。作用的主要信號通路為p38MAPK、JNK、STAT-3、mTOR、NF-κB 等。

三、UTI的神經(jīng)系統(tǒng)保護(hù)作用

1.創(chuàng)傷后神經(jīng)保護(hù)作用

UTI應(yīng)用于重型顱腦損傷病人的治療，能減輕腦組織病理改變、改善腦水腫和腦氧代謝，保護(hù)神經(jīng)功能，改善記憶與智能障礙。臨床研究顯示，重型顱腦創(chuàng)傷病人腦氧代謝指標(biāo)（頸靜脈血乳酸，頸內(nèi)靜脈血氧飽和度，動(dòng)靜脈血氧含量差和腦氧攝取率）在UTI治療組明顯改善，UTI還能降低病人的血C反應(yīng)蛋白水平[8]、炎癥細(xì)胞因子(IL-6、TNF-α)、超氧化物歧化酶和內(nèi)皮素水平，保護(hù)腦組織[9]。大劑量UTI（40萬單位）能降低重型顱腦損傷病人血清S-100B蛋白及神經(jīng)細(xì)胞特異性烯醇化酶[10]，抑制氧化應(yīng)激、改善免疫功能及顱內(nèi)壓[11]。在動(dòng)物模型，UTI能顯著降低腦創(chuàng)傷后水通道蛋白-4、IL-1、TNF-α表達(dá)以及抑制NF-κB活化，減輕腦水腫，治療腦損傷[12]；在急性脊髓損傷大鼠模型中，UTI能促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)，其機(jī)制與增加脊髓IL-10表達(dá)有關(guān)[13]。綜上所述，UTI對創(chuàng)傷后神經(jīng)保護(hù)作用的機(jī)制主要與抗炎、抗氧化、改善細(xì)胞膜通透性、調(diào)節(jié)免疫有關(guān)。

2.缺血再灌注損傷后神經(jīng)保護(hù)作用

Shikimi等在1992年的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)UTI能減輕缺血后腦水腫、減輕神經(jīng)細(xì)胞損傷、改善神經(jīng)細(xì)胞功能。UTI降低AQP4的表達(dá)水平是改善腦缺血再灌注損傷后水腫的重要機(jī)制[14]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)UTI預(yù)處理能預(yù)防海馬區(qū)缺血后遲發(fā)性神經(jīng)細(xì)胞死亡。在仔豬體外循環(huán)(CPB， ardiopulmonary bypass)模型中，UTI可以降低血漿炎癥標(biāo)志物(IL-10、TNF-α)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷指標(biāo)（神經(jīng)細(xì)胞特異性烯醇化酶）水平，改善光鏡下海馬組織病理學(xué)變化[15]。UTI能提高心肺復(fù)蘇后神經(jīng)細(xì)胞的存活率，抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡，抑制核因子-κB (p65)核轉(zhuǎn)位、降低血漿TNF-α和IL-6水平[16]。大鼠心肺復(fù)蘇模型實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，UTI（15 mg/Kg，復(fù)蘇開始時(shí)用藥）可減少TLR4 mRNA、TNF-α、IL-6表達(dá)，抑制NF-κB活化，減輕心肺復(fù)蘇后腦損傷[17]。同樣，在脊髓缺血再灌注損傷模型，UTI能通過調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡蛋白Bcl-2、Bax、caspase-3、NLRP3的表達(dá)來抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡，還可以通過增加SOD活性和降低MDA含量起到抗氧化作用[18，19]。抗炎、抗氧化、抗神經(jīng)細(xì)胞凋亡并改善神經(jīng)細(xì)胞功能是UTI缺血再灌注損傷后神經(jīng)保護(hù)的重要機(jī)制。

3.炎癥時(shí)神經(jīng)保護(hù)作用

UTI能減輕腦組織炎癥、改善血腦屏障通透性和腦組織損傷、調(diào)節(jié)免疫狀態(tài)、減少認(rèn)知功能障礙發(fā)生。在大鼠急性胰腺炎模型，UTI能降低腦組織TNF-α和IL-6 mRNA表達(dá)水平，減輕腦損傷。UTI可通過降低組蛋白H3和HSP70表達(dá)水平顯著減輕燒傷早期腦組織損傷[20]。膿毒癥大鼠腦組織基因表達(dá)的差異與DNA微陣列分析顯示，UTI通過影響炎癥因子基因表達(dá)對腦組織起到保護(hù)作用[21]。五項(xiàng)包括461例術(shù)后老年病人的研究顯示，UTI在術(shù)后早期（第3天和第7天）使用能明顯減少認(rèn)知功能障礙發(fā)生率[22]。在實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎觀察到，UTI可以保護(hù)性抑制少突膠質(zhì)細(xì)胞的凋亡[23]。調(diào)節(jié)腦組織炎癥因子基因表達(dá)、保護(hù)血腦屏障通透性和調(diào)節(jié)免疫功能是炎癥時(shí)UTI神經(jīng)保護(hù)作用的重要機(jī)制。

上述研究結(jié)果表明，UTI的神經(jīng)保護(hù)作用主要機(jī)制與抑制炎癥反應(yīng)、調(diào)節(jié)免疫、抗神經(jīng)細(xì)胞凋亡、保護(hù)血腦屏障等有關(guān)。UTI抑制炎癥反應(yīng)、抗神經(jīng)細(xì)胞凋亡作用的主要信號通路以及 UTI對神經(jīng)系統(tǒng)炎癥反應(yīng)的主要參與細(xì)胞——膠質(zhì)細(xì)胞的作用和調(diào)節(jié)機(jī)制將是下一步研究的重點(diǎn)。

四、UTI對NP的作用和機(jī)制研究

進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究[24～31]發(fā)現(xiàn)UTI可改善動(dòng)物痛行為學(xué)指標(biāo)、減輕NP，這些研究從不同信號途徑對UTI的作用機(jī)制進(jìn)行了探討，得出的研究結(jié)果有望為UTI用于NP的防治提供理論支持。

1.研究模型

相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道中應(yīng)用的的研究模型有：L5脊神經(jīng)結(jié)扎(SNL)模型大鼠[24]、L5和L6SNL大鼠[25]、L5前根橫斷模型[26]、坐骨神經(jīng)結(jié)扎模型[27]、慢性胰腺炎腹部熱痛覺過敏模型大鼠[28]、脂多糖(lipopolysaccharide， LPS)誘導(dǎo)的星形膠質(zhì)細(xì)胞活化模型[29]、LPS誘導(dǎo)的BV2小膠質(zhì)細(xì)胞活化模型[30]。各項(xiàng)研究采用的是較為常用的NP研究模型。

2.UTI改善動(dòng)物痛行為學(xué)指標(biāo)的研究結(jié)果

UTI治療3天可提高L5和L6SNL模型大鼠機(jī)械痛閾[24，25]，改善L5前根切斷大鼠的疼痛行為[26]。UTI能提高坐骨神經(jīng)痛結(jié)扎大鼠機(jī)械痛閾、熱痛閾，其改善痛閾的效應(yīng)有劑量依賴性[27]。UTI治療能劑量依賴性地抑制慢性胰腺炎模型大鼠腹部熱痛覺過敏的發(fā)展[28]。這些研究中主要觀察的是神經(jīng)損傷后不同時(shí)間點(diǎn)和劑量對大鼠痛行為學(xué)指標(biāo)的影響。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果均顯示，在神經(jīng)損傷早期（損傷后第1天）即開始UTI給藥能更明顯改善痛行為學(xué)指標(biāo)，且UTI的效應(yīng)存在劑量依賴性。

3.UTI改善NP的作用機(jī)制的研究結(jié)果

UTI能降低L5和L6SNL大鼠血清炎癥介質(zhì)TNF-α、 IL-1β、 IL-6的 水 平[25]。UTI能 阻 止 大L5腹根橫斷后DRG中鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶(calmodulin neurophosphatase， CN)水平的下降，鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶在調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞因子釋放方面起著重要作用，因此推斷UTI通過作用于CN/IL-10信號途徑抑制炎癥反應(yīng)[26]。慢性胰腺炎病人的腹部熱痛過敏與DRG中蛋白酶激活受體2 (PAR2)的上調(diào)有關(guān)，UTI能下調(diào)PAR2表達(dá)，改善慢性胰腺炎大鼠腹部疼痛[28]。腹腔注射UTI，可通過上調(diào)IL-10的表達(dá)，激活背根神經(jīng)節(jié)(dorsal root ganglion， DRG)的α2-腎上腺素能受體，顯著減輕長春新堿(vincristine，VCR)引起的大鼠機(jī)械痛閾下降[31]。

在NP的發(fā)病機(jī)制中，膠質(zhì)細(xì)胞活化是中樞敏化的重要基礎(chǔ)。UTI可通過抑制LPS誘導(dǎo)的BV 2小膠質(zhì)細(xì)胞活化，以及抑制環(huán)氧合酶-2 (COX-2)和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)的mRNA和蛋白表達(dá)，減少PGE2的合成和NO的產(chǎn)生。抑制NF-κB活化是UTI下調(diào)COX-2和iNOS的表達(dá)，發(fā)揮鎮(zhèn)痛和抗炎作用的重要機(jī)制[30]。此外，UTI能顯著抑制LPS誘導(dǎo)的星形膠質(zhì)細(xì)胞活化、增生，降低促炎細(xì)胞因子（如IL-6，IL-1β，TNF-α）的 mRNA和蛋白表達(dá)水平，抑制NF-κB核轉(zhuǎn)位[29]。UTI能明顯抑制坐骨神經(jīng)損傷模型大鼠脊髓背角區(qū)小膠質(zhì)細(xì)胞增生、活化，降低大鼠腦脊液ATP水平[27]。UTI抑制AMPK表達(dá)可能是其減少ATP蓄積和釋放的機(jī)制，UTI對P2Y2受體信號途徑的作用可能是其影響小膠質(zhì)細(xì)胞活化、干擾ATP致痛的重要機(jī)制[27]。

上述研究內(nèi)容提示，UTI的抗炎、抗氧化、抑制膠質(zhì)細(xì)胞活化作用是UTI減輕神經(jīng)損傷后NP、防止中樞敏化的重要機(jī)制，膠質(zhì)細(xì)胞可能是UTI作用的主要靶細(xì)胞。CN/IL-10、NF-κB、ATP/P2Y2受體是UTI作用的重要信號途徑。

4.UTI的給藥方式、劑量和療程

在靜注方式給藥模型中，研究者給予大鼠UTI 50 000 U/kg，持續(xù)治療3天[24，25]。另有一項(xiàng)靜注給藥大鼠模型研究采用10 000，50 000，100 000 U/kg，持續(xù)給藥7天（其中50 000，100 000 U/kg兩組效果最優(yōu)）[26]。本研究中采用UTI大鼠蛛網(wǎng)膜下腔給藥14天，20 000、40 000 U/kg組效果最佳[27]。

5.現(xiàn)有研究方案的優(yōu)點(diǎn)和不足

（1）優(yōu)點(diǎn)：研究均采用較為經(jīng)典的NP模型和常用的痛行為學(xué)指標(biāo)。部分實(shí)驗(yàn)方案對UTI不同用藥時(shí)機(jī)、劑量的效應(yīng)進(jìn)行了觀察，能較好的研究UTI對NP的作用。這些研究還觀察了UTI對NP發(fā)病過程中炎癥信號通路、NO信號通路、嘌呤信號通路的影響，對UTI的治療機(jī)制進(jìn)行了探索。

（2）不足之處：研究中多未采用相關(guān)信號通路、受體的抑制劑與UTI進(jìn)行對照研究；UTI各用藥途徑未進(jìn)行對比研究；針對UTI的不良反應(yīng)未進(jìn)行觀察，而UTI為廣譜的絲氨酸蛋白酶抑制劑，應(yīng)用于NP模型，可能會(huì)抑制組織細(xì)胞內(nèi)蛋白酶功能，干擾細(xì)胞良性生理活動(dòng)，干擾機(jī)體對抗疾病、組織修復(fù)過程；大部分研究未設(shè)置UTI劑量梯度，未對UTI的有效劑量、安全劑量范圍進(jìn)行詳細(xì)觀察；UTI價(jià)格較貴，需要探索增加藥物效率的用藥方式，如蛛網(wǎng)膜下隙給藥。由于NP的發(fā)病機(jī)制極為復(fù)雜，目前UTI的作用機(jī)制研究較為分散，還需要設(shè)計(jì)更科學(xué)、對照更合理、指標(biāo)更具代表性和全面的實(shí)驗(yàn)研究，需要多中心、大批量和嚴(yán)格對照的臨床研究，為UTI用于NP的治療提供強(qiáng)有力的理論支撐和充分的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。

綜上所述，UTI能減輕NP模型動(dòng)物的疼痛預(yù)示了UTI在NP防治領(lǐng)域的應(yīng)用前景。UTI的抗炎、抗氧化、抑制膠質(zhì)細(xì)胞活化等作用能阻止疼痛信號的產(chǎn)生和傳遞、保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞功能，并可能影響外周敏化和中樞敏化的發(fā)生。UTI的早期應(yīng)用瞄準(zhǔn)了NP發(fā)生階段，可能使NP的防治變得“主動(dòng)”。UTI的具體作用和機(jī)制及臨床應(yīng)用方法還需要更深入的研究揭示。