细胞镇痛在癌痛治疗中的研究进展

李 源 夏中元

（武汉大学人民医院麻醉科，武汉430060）

细胞镇痛在癌痛治疗中的研究进展

李 源 夏中元Δ

（武汉大学人民医院麻醉科，武汉430060）

目的：很多晚期癌症病人经受着癌痛的困扰，细胞镇痛作为一个新的镇痛方法，经过国内外研究已证明其有效性和安全性。近年来，细胞镇痛有了新的研究进展，并逐步解决了一些前期所遇到的有关问题，如来源不足，免疫排斥、致瘤性，使其临床使用价值进一步提高。然而关于深度调控等相关问题还需要更多的研究和探索。本文就近年来细胞镇痛在癌痛治疗方面研究进展做一综述。

癌痛；细胞镇痛；PC12细胞

疼痛是癌症病人的普遍症状，少部分为间断性疼痛，大部分为持续性疼痛，并且每日持续时间长达12小时或者更多[1]。癌痛病人中有2/3为内脏痛，超过一半数量的病人是混合型疼痛[2]。目前，世界卫生组织(WHO)在20世纪80年代所提出的三阶梯镇痛原则仍被用于癌痛的镇痛指南，然而很多病人并没有得到有效的疼痛缓解治疗，镇痛药物对比中，阿片类药物镇痛效果往往比其他效果更好，但是其不良反应也相对比其他镇痛药物要多[3]。在临床应用中，阿片类药物常会有恶心呕吐、呼吸抑制、依赖性和戒断效应等不良反应，因而使其应用性降低。癌痛一方面使癌症病人经受躯体疼痛，另一方面疼痛带来的心理障碍，如焦虑、抑郁甚至自杀倾向等。因此，对癌痛的治疗旨在改善病人的治疗质量和预后效果，使镇痛效果更好，持续时间更长，不良反应更少。细胞镇痛是近年来提出的一个比较新的镇痛方式，它可以很好地避免药物毒性[4]从而达到镇痛和低不良反应的效果，目前在国内外都取得了不小的进展。

一、癌痛镇痛的现状

目前，疼痛的治疗已经发展到了一定成熟的阶段，各种各样的镇痛方式以其各自不同的性质也都以其特性在不同的领域中发挥着作用，有报告表示疼痛是癌症病人主要问题之一，而大多数晚期或者转移性癌症病人都会经受疼痛的困扰。接近90%的病人在经过合理治疗后可以明显减轻疼痛，然而却依然有不少癌症病人经过镇痛治疗后疼痛无法缓解[5]。有资料研究了1994到2007年世界癌痛治疗的情况，表明美国等经济经济条件较好的国家和城市癌痛的治疗相对较好，而亚洲等地区的癌痛治疗欠佳，说明了经济情况影响了癌痛的治疗情况，并且肿瘤早期病人或者年轻病人容易忽略癌痛的治疗，但是癌痛的治疗并不受年龄和性别的影响和限制，有50%左右的癌痛病人仍存在治疗不足的情况[6]。

目前，癌痛镇痛主要采取阿片类药物镇痛、镇痛泵镇痛和神经阻滞镇痛治疗等方法。有研究发现，在阿片类药物的临床使用中，80%的病人经历了至少一次不良反应，且便秘(41%)，恶心(32%)、嗜睡(29%)是最常见的不良反应。只有44%的病人手术后仍使用阿片类药物治疗7个月到24个月。在神经和肌肉骨骼疼痛中，阿片类药物短期疗效的效果是好的，然而只有很少部分的人需要长期使用阿片类药物镇痛[7]。阿片类药物通常与非阿片类镇痛药物联合应用于中、重度癌痛，以减轻阿片类药物的不良反应和增加镇痛作用[8]。镇痛泵因其费用高，植入和后期维护中又具有一定的感染几率等原因，使其应用受局限。神经阻滞注射一处就可以得到较大范围的阻滞镇痛区域，但对操作者的解剖知识掌握情况要求较高。细胞镇痛药物毒性低，不良反应较少，作为一个新的镇痛方式，在临床应用上有很大的潜力。

二、嗜铬细胞镇痛

目前，许多国内外学者开展了大量对嗜铬细胞、部分具有镇痛效应的肿瘤细胞和交感神经节细胞进行细胞移植镇痛方面的研究，其中，研究最多的就是嗜铬细胞。

20世纪80年代后期兴起的细胞镇痛方法是慢性疼痛治疗领域的突破性进展[9]。它把一些体外培养的自体细胞或者异体细胞植入到受者的中枢神经系统，通过这些类似于“生物微泵”(Bio-minipump)的细胞持续分泌镇痛物质而缓解疼痛或提高痛阈。1993年，AP Winnie等首次在临床上对5名癌痛病人应用了人肾上腺髓质蛛网膜下腔移植镇痛，结果发现病人移植后，脊髓样品显示在5名病人中的三名的脑啡肽浓度增加，并且其中四名病人中儿茶酚胺浓度增加，提示人肾上腺髓质蛛网膜下腔移植取得了良好的治疗效果[10]，并且病人没有出现耐受性，初步展示了细胞镇痛的疗效，提示并证明了细胞移植在疼痛治疗方面的实际应用价值。

嗜铬细胞包括一些神经营养因子、神经肽、细胞因子和一些与炎症和疼痛相关的因子，如去甲肾上腺素、肾上腺素、甲啡肽、亮啡肽等。国外有研究表明，将嗜铬细胞移植到蛛网膜下腔等处，即可产生明显的抗炎、抗神经痛等疗效[11]，因此，嗜铬细胞是细胞移植镇痛的首选。Jacqueline Sagen 和James E. Kemmler等也发现嗜铬细胞的另一个优点，就是嗜铬细胞可以通过刺激细胞表面的尼古丁受体增加蛋氨酸-脑啡肽和儿茶酚胺的释放水平，并通过实验证明了肾上腺髓质组织或者嗜铬细胞悬浮液移植到大鼠脊髓蛛网膜下腔可以产生镇痛作用，特别是在尼古丁的刺激条件下。这种镇痛可以被阿片拮抗剂阻断或逆转。上述结果表明，通过将嗜铬细胞移植到脊髓，可以提供用于减轻疼痛的阿片肽的局部来源[12]。

国内也有学者对细胞移植镇痛进行研究。游言文等于2003年8月至2004年9月以动物研究为对象，进行随机对照实验。采用牛的嗜铬细胞，用海藻酸钠-多聚赖氨酸-海藻酸钠微囊包裹的方法达到免疫隔离效果。通过测量移植术后大鼠脑脊液中儿茶酚胺的变化，了解海藻酸钠-多聚赖氨酸-海藻酸钠-微囊化牛嗜铬细胞在异种动物体内分泌镇痛物质的情况和微囊的隔离效果，结果发现接受牛嗜铬细胞和海藻酸钠-多聚赖氨酸-海藻酸钠微囊化牛嗜铬细胞移植的两组大鼠脑脊液灌流液中儿茶酚胺的水平升高。儿茶酚胺中的肾上腺素等可以作用于α受体从而产生镇痛作用[13]。

三、PC12嗜铬细胞瘤细胞镇痛

国内外研究学者提出并用实验论证了PC12嗜铬细胞瘤细胞移植在癌痛中的镇痛作用。Mizrachi等从大鼠肾上腺皮质瘤里发现了PC12细胞株，PC12细胞可以分泌儿茶酚胺，表达神经肽，拥有烟碱受体[14,15]。

PC12细胞是可以向其他细胞形态分化的一种细胞，其拥有细胞前脑啡肽基因(PENK)，一般情况下只能释放少量脑啡肽，当PC12细胞在特定药物的影响下，可以增强细胞前脑啡肽基因(PENK)的表达，分化为嗜铬细胞，因而使脑啡肽的分泌量得到提升[16-17]。有研究表示，大鼠脑室应用少量脑啡肽（约0.2 mg/kg）就能产生明显的镇痛效果，在椎管内使用大量的脑啡肽（约10 mg）也不会引起明显的呼吸障碍，并且对心率、平均动脉压、平均肺动脉压等血流动力学系统也无明显的影响，因此，脑啡肽在实际应用上安全性比较高[18]。脑啡肽属于内啡肽，由五个氨基酸残基组成，其中由于第五位氨基酸残基结构的不同分为两种，分别是甲硫氨酸脑啡肽(Methionine-enkpehalin,MEK, 结构式Tyr-Gly-Gly-Phe-Met)和亮氨酸脑啡肽(Leucineenkephalin, LEK,结构式Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu) ，二者的前体（前脑啡肽）相同。脑啡肽通过与过μ受体、δ受体受体结合降低神经细胞内cAMP水平和钙传导，抑制神经传递，从而构成内源性痛觉调制系统而起到镇痛作用[19]。

四、微囊化在嗜铬细胞镇痛中的应用

细胞移植会面对一个巨大的问题，即免疫排斥。Kaplan等发现，在羊蛛网膜下腔进行牛嗜铬细胞移植会使CD4+淋巴细胞比例上升，导致宿主全身性免疫细胞反应，虽然全身病理变化不明显，但脑脊液淋巴细胞数量和移植部位免疫反应都有明显的增加[20]。

目前，克服免疫排斥反应主要采用三类方法：

1.减少供体组织细胞的免疫源性，如紫外线照射、低温保存及用抗体处理，但是效果不尽如人意。

2.使宿主体暂时免疫抑制，如X线照射及使用免疫抑制剂，此法因宿主体免疫力大大下降而产生许多副作用。

3.将移植体与宿主体免疫系统隔离。细胞微囊化技术作为一种重要的免疫隔离方法，对降低免疫排斥有很好的效果。微囊(microencapsule)是用亲水性高分子材料与细胞混匀，从喷嘴射出时在组织细胞表面成型，形成直径50～800 μm的包裹组织的球囊，可以包裹组织细胞、酶和其他活性物质，可将移植的组织细胞与宿主体免疫系统隔离，因而降低免疫排斥反应。一般制作微囊的材料有海藻酸钠(alginate)、多聚赖氨酸(Polylysine)、脱乙酰己丁质、琼脂糖、聚丙烯胺和羧甲基纤维素钠等等。而目前，在多种材料制作微囊技术中，发展最成熟的是海藻酸钠-聚赖氨酸-海藻酸钠(APA)制作的微囊[21]。大量的动物实验和近年来的临床试验均证实，微囊化嗜铬细胞移植到疼痛模型大鼠及癌痛病人蛛网膜下腔后能发挥镇痛作用，但由于肾上腺嗜铬细胞来源匮乏及异种移植存在的伦理学问题，从而限制了该方法的临床应用。

五、去永生化

镇痛细胞仍然是具备传代增殖潜能的细胞，因此，植入人体后，在一定程度上有致瘤性，因此，解决针对镇痛细胞移植的致瘤性也是细胞镇痛有关问题的重点。目前，关于镇痛细胞移植的致瘤性，现在也有良好的应对措施，即去永生化。细胞经过自发或者其他外界因素的影响而脱离增殖衰老，从而拥有无限增殖能力，称为细胞永生化的过程。而去永生化是指用生物学技术将细胞内的永生化基因定向剔除(Knockdown)，使其失去永生化(dismmortalization)，也可以称之为可逆性永生化(reversible immortalization), 从而消除了致瘤性[22]。去永生化主要使用Cre-loxP重组酶系统，其中，Cre重组酶(cause recombinase)可特异性结合LoxP位点，LoxP是34bp长且带有部分回文序列的DNA序列，通过内分子重组，Cre可介导两个34bp之间的LoxP位点间的特异性重组，从而特异性敲除该段序列或基因，控制基因的表达，如猿病毒40大T抗原（SV40Tag）等细胞永生化最常用的目的基因。

六、细胞镇痛尚未解决的问题：

1.细胞来源

（1）肾上腺髓质嗜铬细胞：

此前，用于移植的细胞来源受到伦理等各方面限制而来源稀少，因此限制了细胞镇痛的研究和发展，因而，人们开始转向动物等方向研究。牛肾上腺髓质细胞来源丰富，容易分离获取并且和人肾上腺髓质细胞功能相仿，为细胞移植提供了大量的来源。

（2）嗜铬细胞瘤细胞（PC12细胞）：

如前所述，PC12细胞可分泌儿茶酚胺、脑啡肽等镇痛物质，且微囊化PC12细胞也解决了以前一直限制其发展的免疫排斥问题。

（3）转脑啡肽基因细胞：

杨茂元等实验证明蛛网膜下腔移植hppe基因修饰细胞可有效改善神经性疼痛，其镇痛效应是通过阿片受体介导的。由于细胞移植入新的环境需要时间适应和功能恢复，因而镇痛作用起效时间较长（3～5天），因此不适用于急性疼痛治疗；但因其效应持久，所以对慢性疼痛提供了一个新的细胞来源[23]。

2.动物模型和人体之间可能存在的差异

目前的研究大多建立在动物模型上，以人体为实验对象的相关研究还不多，因此，不排除动物模型上产生的效应和对人体所产生的效应有一定的差异。

七、发展与展望

尽管目前细胞移植镇痛仍处于发展阶段，类似于镇痛深度的调控等问题还有待更多的科研实验来探索，但是总体来说，随着现代科技的进步和癌痛病人对更高效、更安全、不良反应更小的镇痛方式的需求，细胞移植镇痛开辟了一条崭新的道路，随着研究的进展，细胞镇痛作为一种具有满足癌痛病人各方面需求的新型镇痛方式，也将拥有广阔的前景。

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10.3969/j.issn.1006-9852.2017.10.011

△通讯作者xiazhongyuan2005@aliyun.com