神经病理性疼痛分子生物学进展综述

1、神经病理性疼痛分子生物学研究进展中国医学科学院中国协和医科大学北京协和医院麻醉科 100730 刘国凯 罗爱伦 黄宇光神经病理性疼痛(Neuropathic Pain)是与多种周围神经障碍相关联的一组共同表现的症状,包括与糖尿病、甲状腺功能低下、尿毒症、营养缺乏和化疗药物（长春新碱、顺铂等）相关的神经障碍；也包括：格-巴二氏综合征、带状疱疹后神经痛、进行性神经病性肌萎缩病、复合性局部疼痛综合征型和缺血性神经病变等(Gregory T,2001)。国际疼痛研究会（IASP,1994）将这种由于外周或中枢神经系统的直接损伤功能紊乱引起的疼痛称为神经病理性疼痛。神经病理性疼痛是医学领域的挑战性研究课题，目前发病机制不清,尚缺乏有效的治疗措施。近年来，对外周神经损伤所致的神经病理性疼痛的分子、细胞机制，特别是在初级感觉神经原和脊髓水平的研究积累了比较丰富的资料，为进一步探索此类痛症提供了基础。而从分子生物学的角度探讨神经病理性疼痛机制是最近几年发展起来的，为神经病理性疼痛的机制和治疗带来了新思路。下面就神经病理性疼痛的动物模型、分子机制、治疗等方面进行论述。1.神经病理性疼痛动物模型 对神经病

2、理性疼痛发病机制的研究大多来源于动物模型；尽管模型还存在不少缺陷，但是它为理解和探索人类神经病理性疼痛的发病机制提供了有用的工具。动物模型的缺点是动物无法语言交流，对动物的疼痛测量多基于主观行为反应，比如测量痛敏和异常痛敏的阈值。 最常见的动物模型包括坐骨神经慢性压迫模型（CCI）（Bennet G J,1988）、坐骨神经部分损伤模型（PNL）（Seltzer Z,1990; Malmber,A.B., 1998）、脊神经选择结扎模型（SNL）（Kim SH, 1992）、坐骨神经轴索切断模型（Wall,P.D.，1979）、背跟节慢性压迫模型（CCD）（Hu SH, 1998；Song XJ, 1999）和坐骨神经分支选择损伤模型（Decosterd and Woolf CJ, 2000）等。通过测量神经损伤侧肢体脚爪皮肤的感觉阈值，即通过测量对热照射、机械刺激引起的痛敏（hyperalgesia）和冷、触异常痛敏(allodynia)来确定模型是否成功建立。另外还有通过注射细胞毒药物比如四氧嘧啶和链脲霉素（STZ）建立的糖尿病神经病理性疼痛模型，常用的方法是采用静脉或腹膜注射ST

3、Z。在糖尿病大鼠模型上观察到疼痛症状比如异常痛敏和机械、温度痛敏（Rashid M, 2002）。还有其他几种动物模型，比如化疗药物引起的细胞毒性神经病变 ，通过静脉注射长春新碱模拟出了这种疼痛模型（Aley K O,1996）；小鼠感染单纯带状疱疹病毒，开发出了急性疱疹和带状疱疹后神经痛模型（Takasaki I.,2000）。 上述多种神经损伤模型在许多方面不相同，提示其发病机制也不相同。这些模型的多样性发生机制可能反映了临床不同神经病理性痛的表现多样性，通过对各自模型机制的深入探讨，可能会有助于提出针对临床各种神经病理性痛的有效治疗方案和策略。 2.神经病理性疼痛的分子机制外周神经损伤引起的神经病理性疼痛，表现为痛觉过敏、异常痛敏、感觉缺失和自发性疼痛。其中中枢和外周敏化在神经病理性疼痛的产生和维持中发挥重要作用(Millan MJ,1999)；中枢机制包括脊髓背角神经原的兴奋性升高、抑制性中间神经原的去抑制作用和神经损伤后A纤维长入背角浅层等；外周机制包括异位放电、脊髓背跟神经节（DRG）交感神经的分布增加和损伤后的传入纤维表现型的改变，外周敏化与DRG神经元的转录水平改变密切

4、相关。 神经病理性疼痛表现出复杂各异的感觉异常，主要与神经系统损伤的类型以及个体差异有关。对所有类型的神经病理性疼痛试图采用一种机制来解释显然是行不通的。患周围神经系统疾病时，多种病理生理过程可产生和维持疼痛症状。从概念上讲没有一种机制是疾病特异性的，每种疾病可能存在与之相关的几种典型机制；多种机制可能共同表现于神经病理性疼痛的一种类型中，或者一种机制可能在不同类型的神经病理性疼痛中发挥作用。这样对每一位病人疼痛的解释可能需要假设一种或者多种机制同时起作用。另外由于疼痛系统处于动态变化中，因此神经病理性疼痛的症状和临床表现也是随时间变化的。外周神经损伤不仅引起损伤部位的功能和生化的改变，而且损伤神经的其他部位比如脊髓和大脑神经元也会发生病理改变。因此在神经病理性疼痛的产生和维持中，多种外周和中枢机制发挥着作用（Bridges D,2001）。2.1外周机制外周神经损伤引起神经功能、生化和形态学特性的变化；外周神经损伤后常见的病理生理变化包括自发放电（Liu X,1999;Sun Q，2004）、离子通道表达的改变（Dickenson A H,2002）、初级传入末梢的间接出芽（Devo

5、r M,1979）、交感神经长入背跟神经节（McLachlan E M.,1993; Zhang JM,2004）以及前炎症介质对伤害性感受器的敏化（Michaelis M.,1998）。离子通道表达的改变可能是受损伤神经纤维兴奋性增高和放电的重要原因（Matzner O,1994；Chung JM，2004）；神经损伤后DRG神经原肽类表达的改变对神经病理性疼痛的产生和维持也发挥重要的作用（Hokfelt T,2000）；外周机制的阐明为未来新药的开发提供了靶点，这样可以避免目前治疗药物引起的中枢副作用。2.1.1异位放电多数学者支持这样的假说：疼痛产生于受损伤的神经轴突和临近的背根神经节传播来的异位冲动(Fields HL,1999)；这种异位冲动的产生与初级传入神经纤维神经元兴奋性升高，以及他们在脊髓形成的突触接触增加有关；新的电压敏感钠通道亚单位在这些部位表达，这些钠通道在产生异位冲动方面起重要作用；电压敏感钠通道亚单位可能和细胞外基质分子相互作用，从而影响轴突生长和髓鞘形成；通过mRNA对通道亚单位进行差异调节来影响钠通道功能，有助于改变损伤神经原的兴奋性(MichaelC,

6、2002)；有研究表明外周神经损伤后神经元细胞膜钠通道的密度增加是产生疼痛异位放电的重要原因（Matzner O,1994; Hokfelt T,2000）；另有研究显示SNL模型大鼠的DRG神经原Na1.3和Nax表达上调，并且Na1.3和Nax在异位放电和疼痛的产生中起重要作用(Chung JM，2004)。有研究表明起源于异位的异常传入放电是感觉异常、感觉迟钝和慢性神经病理性疼痛的重要原因(.Ichikawa K,2001)。有研究显示神经元维持重复放电能力依赖于细胞膜的内在共振特性，并发现神经损伤后这种共振特性增加。对切除的大鼠DRG神经原进行电信号记录，结果显示一些神经细胞在膜电位附近有域下振荡，振荡的振幅、频率和相干性呈现电压敏感性；当这种振荡达到域值即可引起动作电位。研究表明这种振荡对维持静息膜电位和去极化的峰电位是必要的。不存在这种振荡现象，即使重度去极化神经元也不能维持放电。神经的损伤增加了域下振荡神经元数目的比例，因此产生异位峰值放电的神经元比例增加；这些发现提供了更多的证据：钠电导有助于维持这种振荡性电活动(.Ichikawa K,2001)。有趣的是也有遗传因素

7、的影响存在，显示不同种系大鼠对相同类型的神经损伤表现出不同的反应。轮2.许1.仗2 锣离子紫通道蒙表达梁的改奴变哥大量妹电压挖门控恳钠离逗子通斧道在谨初级雷传入梅神经耐原上弄表达笋，这歌些通纷道对业神经益元细扇胞膜革动作吗电位志的产纲生和摔维持岸非常堪重要贡。电丸压门坡控N冻a而+瞧离子潮通道叼(V摔ol杀ta吩ge全-g形at在ed益 o址r-才de菜pe遥nd犹en镜t 夹so杀di工um堡 c度ha虎nn攻el蹦s,农VG忘SC惰/V轿DS流C)赌由束致亚单叠位和绕一个格或几商个闯谎辅助叫亚单纽位构韵成（血Go也ld袖in贞,2宗00套0）惯。目踏前已详经克马隆出男9个蝇VG灯SC械的捏啦亚单妥位(谁统一财命名统为N双a例V1帆.1纽-1昆.9话)和判3个站严亚单剂位(休宝1-稳3工),扰此外蜘还有蜻一个伶胶质蒙细胞洋源性券VG浸SC犬亚单震位,垦命名飘为N招a谦x芹(N摩ov莫ak境ov皇ic歼,2塑00迫1)赛。栗单亚单言位调机节通先道的秧开放某和膜融上通晶道的跨表达狱水平恰（V跑ij陵ay登ar获ag谎av幅an墨,2悼00们1）滚。D蛋RG检神经性元上量至少裕存在强6种协

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