免疫源性阿片肽镇痛机制
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湖北临床医学杂志
摘要 痛与镇痛的经典理论几乎都涉及到神经元回路。近年来国内外研究报道免疫系统也参与了疼痛调制过程，其中较受关注的是免疫源性阿片肽介导的镇痛作用。这些作用发生在外周，无阿片中枢副作用，可能为研究新的疼痛治疗手段指明方向。
对痛与镇痛传统的解释都涉及到神经元回路，近年来有不少学者对此观念有不同的见解，提出了免疫镇痛机制，其中较受关注的是免疫源性阿片物质介导的镇痛作用。本文就这一问题及其相关方面进行综述。
1 外周阿片受体
1.1分布 阿片受体的三种类型(μ、δ和κ)都表达于感觉神经元，位于背根神经节的胞体和初级感觉神经元的周围末梢[1]。Zhou等[2]实验表明预先给予辣椒素可消除μ、δ和κ选择性受体激动剂的镇痛作用，而辣椒素是选择性作用于初级传入C纤维的神经毒素。阿片受体可能还位于交感节后神经元末梢，然而有证据不支持这一结论，在交感神经节未检测到阿片受体mRNA [2,3]。免疫细胞中可检测到阿片结合位点和阿片受体转录表达[4]，然而，这对于疼痛传递的意义尚缺少研究。
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1.2炎症时的变化 阿片受体在背根神经节合成，轴突运输负责将其运送至神经末梢。Mousa等[5]研究发现外周组织发生炎症后神经纤维阿片受体的轴突运输增强，神经纤维阿片受体密度在炎症组织明显增加。而且，原本未激活的神经元阿片受体可因炎症组织特定的条件(如pH值降低)而被激活。炎症可破坏在正常情况下起高分子量或亲水物质(如肽类)弥散屏障作用的神经束膜。此外，炎症组织初级传入神经末梢数量增加(长芽)。总之，阿片样物质在炎症组织中更易与初级传入神经元上的阿片受体接近。
2 免疫细胞产生的阿片肽
阿片肽是阿片受体的天然配体。三个家族的阿片肽分别来自不同的编码基因，它们的前驱蛋白阿片皮质素原(POMC) 、前脑啡肽(PENK)或前强啡肽经处理后生成各自代表的阿片肽，即内啡肽、脑啡肽和强啡肽。
2.1 POMC源性的阿片肽 Blalock 和Smith首次报道POMC在白细胞有蛋白水平的表达。此后，POMC相关阿片肽在许多脊椎和无脊椎动物免疫细胞中相继发现[6,7]。Lyons等 [8]使用新的PCR法在大鼠单核白细胞中检测到全长编码所有三种POMC外显子的转录子，它包含有正常分泌途径必需的信号肽序列。研究已证实免疫细胞可产生全长POMC转录子，而且受各种免疫和炎症介质刺激而产生[7]。
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2.2 PENK源性的阿片肽 在人和啮齿类动物免疫细胞中存在有PENK源性阿片肽，并可检测到其mRNA和甲啡肽蛋白。在T、B淋巴细胞，巨噬细胞和肥大细胞中发现有前脑啡肽原的mRNA [7]。在免疫细胞亚型中，这种mRNA与脑PENKmRNA具有高度同源性，含量丰富，并可检测到免疫活性脑啡肽的存在或释放[9]。Vindrola等[10]在大鼠免疫细胞中检测到POMC和PENK翻译后加工所必需的酶。
2.3 炎症时免疫源性的阿片肽 免疫源性阿片肽在炎症痛的调制中起非常重要的作用[11]。持续炎症对免疫系统是一种病理性刺激。Cabot等[12]研究发现局部伴或不伴炎症的大鼠血淋巴细胞和淋巴结源性细胞中可检测到POMC mRNA，以及β-内啡肽、甲啡肽和强啡肽，但炎症组织比非炎症组织含量多。用组织形态学和流式细胞仪的方法鉴定炎症组织中含阿片肽的细胞为T、B淋巴细胞，粒细胞和单核细胞/巨噬细胞[13]。最近应用双标免疫荧光法研究发现β-内啡肽存在于炎症组织中的激活/记忆T细胞中[5,12]。因此，阿片肽既在受损部位血循环也在局部炎症细胞中均存在。
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3 含有阿片肽的免疫细胞向炎症组织的迁移
近年来研究提示炎症时白细胞外渗可能参与炎症痛的内源性调控。Mousa等[14]研究发现大鼠淋巴结内白细胞和巨噬细胞和移行到炎症皮肤组织的细胞均表达L-选择素。P-选择素和血小板内皮粘附分子-1共同表达于非炎性淋巴结和皮下组织血管内皮细胞，炎症时上调。L-选择素和β-内啡肽均位于淋巴结和炎症组织内的白细胞上。预先给大鼠选择素阻滞剂岩藻多糖可减少含有β-内啡肽的免疫细胞渗入炎症组织，从而减少炎症组织中β-内啡肽的含量，减弱内源性阿片外周镇痛作用[15]，表明循环中产生阿片肽的的免疫细胞移行至炎症组织，分泌阿片肽，产生镇痛，而且整个过程受特异性粘附机制控制。
4 阿片肽从免疫细胞的释放
在垂体内，CRH和IL-1β可促使β-内啡肽和其它POMC源性阿片肽释放。在外周炎症组织内也有类似机制。CRH存在于免疫细胞、在纤维细胞和血管内皮细胞，而且在炎症情况下表达增强[16]。Mousa等[17]在大鼠后爪炎症模型实验中采用放射自显影技术显示炎性淋巴结和后爪组织中CRH和IL-1β受体表达上调。而且，它们和垂体CRH和IL-1β高亲合力结合位点的药理学特征类似。Radulovic等[18]研究表明酯多糖刺激可导致小鼠脾脏中性白细胞、粒细胞和巨噬细胞CRH受体明显增加。
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来源于炎性淋巴结的细胞上CRH和IL-1受体激活可引起阿片肽的分泌。CRH可引起β-内啡肽、甲啡肽和强啡肽剂量依赖性释放，IL-1可引起β-内啡肽和强啡肽的释放，却不能引起甲啡肽的释放。CRH和IL-1受体拮抗剂可分别呈剂量依赖性拮抗它们的作用，表明这些作用是由它们特异的受体介导的。而且，阿片肽的释放是钙依赖性的，增加细胞外钾浓度有模拟作用。这与神经元和内分泌细胞分泌囊泡释放的调节途径是一致的[19]。
CRH和IL-1诱导离体免疫细胞释放阿片肽，在体情况下这种作用可能也存在。CRH和IL-1直接注入炎症爪可产生剂量依赖性的镇痛作用，并可被它们各自的受体拮抗剂逆转。静脉注射这些物质不改变疼痛阈值，说明其作用部位在外周。β-内啡肽的抗体可阻断CRH和 IL-1产生的镇痛作用，表明β-内啡肽在其中起主要作用。此外，甲啡肽似乎参与CRH，而强啡肽参与IL-1产生的镇痛。 [20]
5 免疫源性阿片肽产生的镇痛作用
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5.1 内源性阿片肽的镇痛作用 Stein等[21]发现大鼠受冷水泳刺激时在炎性部位而不在非炎性部位产生强的镇痛作用。在炎症的后期(4~6天)，这种作用是由外周μ和δ受体介导的。β-内啡肽是参与这种作用主要的阿片肽，因为β-内啡肽的抗体可以消除冷水泳应激引起的镇痛作用，而甲啡肽和强啡肽的抗体却无此作用。因此，应激时内源性阿片肽(主要是β-内啡肽)释放并激活局部阿片受体引起炎性组织产生镇痛。
使用环胞素A或全身放疗抑制免疫可消除应激引起的镇痛，说明免疫细胞是阿片肽的来源。而且，阻滞L-和P-选择素抑制含阿片肽的免疫细胞从血管外渗可消除这种应激效应。同时，炎症组织中内含阿片肽的免疫细胞数量和β-内啡肽的总含量减弱[22]。这些研究结果表明L-和P-选择素调节含阿片肽的免疫细胞的迁移和随后产生内源性镇痛。
最近Rittner等[23]对含阿片肽的免疫细胞亚型及内源性镇痛作用与炎症发展的关系进行研究。在炎症早期(2~6h)，产生阿片肽的白细胞主要是粒细胞，而在后期(4d)单核细胞和巨噬细胞起重要作用。随着炎症的发展，含阿片肽的免疫细胞数量和β-内啡肽的总含量增加，而且应激引起的外周镇痛作用增强。因此，内源性疼痛抑制的程度与含阿片肽的免疫细胞数量是成比例的，而且不同的白细胞亚型在炎症的不同时期的作用不同。
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5.2 临床意义 内源性阿片肽外周镇痛作用具有重要临床意义。阿片肽存在于人滑膜衬里细胞、肥大细胞、淋巴细胞和巨噬细胞中，主要是β-内啡肽与甲啡肽，而可检测到的强啡肽量较少[24]。在应激情况下(如术后)，炎症组织受刺激释放阿片肽，激活外周阿片受体，减轻临床疼痛。这些内源性阿片肽并不影响外源性吗啡的作用，与中枢神经系统的快速耐受性相比，免疫细胞源性阿片肽与吗啡在外周阿片受体不易产生交叉耐受性[24]。
6 小结
炎症痛的有效控制可能是由于神经系统和免疫系统相互作用的结果。含有阿片肽的免疫细胞迁移至炎症组织，在应激、CRH及IL-1的作用下释放阿片肽，激活感觉神经元周围末梢上阿片受体，产生镇痛作用。这揭示出一种新的内源性镇痛概念，将疼痛与免疫系统联系起来，为开发无中枢副作用的外周镇痛方法提供了新的思路。, http://www.100md.com
对痛与镇痛传统的解释都涉及到神经元回路，近年来有不少学者对此观念有不同的见解，提出了免疫镇痛机制，其中较受关注的是免疫源性阿片物质介导的镇痛作用。本文就这一问题及其相关方面进行综述。
1 外周阿片受体
1.1分布 阿片受体的三种类型(μ、δ和κ)都表达于感觉神经元，位于背根神经节的胞体和初级感觉神经元的周围末梢[1]。Zhou等[2]实验表明预先给予辣椒素可消除μ、δ和κ选择性受体激动剂的镇痛作用，而辣椒素是选择性作用于初级传入C纤维的神经毒素。阿片受体可能还位于交感节后神经元末梢，然而有证据不支持这一结论，在交感神经节未检测到阿片受体mRNA [2,3]。免疫细胞中可检测到阿片结合位点和阿片受体转录表达[4]，然而，这对于疼痛传递的意义尚缺少研究。
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1.2炎症时的变化 阿片受体在背根神经节合成，轴突运输负责将其运送至神经末梢。Mousa等[5]研究发现外周组织发生炎症后神经纤维阿片受体的轴突运输增强，神经纤维阿片受体密度在炎症组织明显增加。而且，原本未激活的神经元阿片受体可因炎症组织特定的条件(如pH值降低)而被激活。炎症可破坏在正常情况下起高分子量或亲水物质(如肽类)弥散屏障作用的神经束膜。此外，炎症组织初级传入神经末梢数量增加(长芽)。总之，阿片样物质在炎症组织中更易与初级传入神经元上的阿片受体接近。
2 免疫细胞产生的阿片肽
阿片肽是阿片受体的天然配体。三个家族的阿片肽分别来自不同的编码基因，它们的前驱蛋白阿片皮质素原(POMC) 、前脑啡肽(PENK)或前强啡肽经处理后生成各自代表的阿片肽，即内啡肽、脑啡肽和强啡肽。
2.1 POMC源性的阿片肽 Blalock 和Smith首次报道POMC在白细胞有蛋白水平的表达。此后，POMC相关阿片肽在许多脊椎和无脊椎动物免疫细胞中相继发现[6,7]。Lyons等 [8]使用新的PCR法在大鼠单核白细胞中检测到全长编码所有三种POMC外显子的转录子，它包含有正常分泌途径必需的信号肽序列。研究已证实免疫细胞可产生全长POMC转录子，而且受各种免疫和炎症介质刺激而产生[7]。
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2.2 PENK源性的阿片肽 在人和啮齿类动物免疫细胞中存在有PENK源性阿片肽，并可检测到其mRNA和甲啡肽蛋白。在T、B淋巴细胞，巨噬细胞和肥大细胞中发现有前脑啡肽原的mRNA [7]。在免疫细胞亚型中，这种mRNA与脑PENKmRNA具有高度同源性，含量丰富，并可检测到免疫活性脑啡肽的存在或释放[9]。Vindrola等[10]在大鼠免疫细胞中检测到POMC和PENK翻译后加工所必需的酶。
2.3 炎症时免疫源性的阿片肽 免疫源性阿片肽在炎症痛的调制中起非常重要的作用[11]。持续炎症对免疫系统是一种病理性刺激。Cabot等[12]研究发现局部伴或不伴炎症的大鼠血淋巴细胞和淋巴结源性细胞中可检测到POMC mRNA，以及β-内啡肽、甲啡肽和强啡肽，但炎症组织比非炎症组织含量多。用组织形态学和流式细胞仪的方法鉴定炎症组织中含阿片肽的细胞为T、B淋巴细胞，粒细胞和单核细胞/巨噬细胞[13]。最近应用双标免疫荧光法研究发现β-内啡肽存在于炎症组织中的激活/记忆T细胞中[5,12]。因此，阿片肽既在受损部位血循环也在局部炎症细胞中均存在。
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3 含有阿片肽的免疫细胞向炎症组织的迁移
近年来研究提示炎症时白细胞外渗可能参与炎症痛的内源性调控。Mousa等[14]研究发现大鼠淋巴结内白细胞和巨噬细胞和移行到炎症皮肤组织的细胞均表达L-选择素。P-选择素和血小板内皮粘附分子-1共同表达于非炎性淋巴结和皮下组织血管内皮细胞，炎症时上调。L-选择素和β-内啡肽均位于淋巴结和炎症组织内的白细胞上。预先给大鼠选择素阻滞剂岩藻多糖可减少含有β-内啡肽的免疫细胞渗入炎症组织，从而减少炎症组织中β-内啡肽的含量，减弱内源性阿片外周镇痛作用[15]，表明循环中产生阿片肽的的免疫细胞移行至炎症组织，分泌阿片肽，产生镇痛，而且整个过程受特异性粘附机制控制。
4 阿片肽从免疫细胞的释放
在垂体内，CRH和IL-1β可促使β-内啡肽和其它POMC源性阿片肽释放。在外周炎症组织内也有类似机制。CRH存在于免疫细胞、在纤维细胞和血管内皮细胞，而且在炎症情况下表达增强[16]。Mousa等[17]在大鼠后爪炎症模型实验中采用放射自显影技术显示炎性淋巴结和后爪组织中CRH和IL-1β受体表达上调。而且，它们和垂体CRH和IL-1β高亲合力结合位点的药理学特征类似。Radulovic等[18]研究表明酯多糖刺激可导致小鼠脾脏中性白细胞、粒细胞和巨噬细胞CRH受体明显增加。
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来源于炎性淋巴结的细胞上CRH和IL-1受体激活可引起阿片肽的分泌。CRH可引起β-内啡肽、甲啡肽和强啡肽剂量依赖性释放，IL-1可引起β-内啡肽和强啡肽的释放，却不能引起甲啡肽的释放。CRH和IL-1受体拮抗剂可分别呈剂量依赖性拮抗它们的作用，表明这些作用是由它们特异的受体介导的。而且，阿片肽的释放是钙依赖性的，增加细胞外钾浓度有模拟作用。这与神经元和内分泌细胞分泌囊泡释放的调节途径是一致的[19]。
CRH和IL-1诱导离体免疫细胞释放阿片肽，在体情况下这种作用可能也存在。CRH和IL-1直接注入炎症爪可产生剂量依赖性的镇痛作用，并可被它们各自的受体拮抗剂逆转。静脉注射这些物质不改变疼痛阈值，说明其作用部位在外周。β-内啡肽的抗体可阻断CRH和 IL-1产生的镇痛作用，表明β-内啡肽在其中起主要作用。此外，甲啡肽似乎参与CRH，而强啡肽参与IL-1产生的镇痛。 [20]
5 免疫源性阿片肽产生的镇痛作用
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5.1 内源性阿片肽的镇痛作用 Stein等[21]发现大鼠受冷水泳刺激时在炎性部位而不在非炎性部位产生强的镇痛作用。在炎症的后期(4~6天)，这种作用是由外周μ和δ受体介导的。β-内啡肽是参与这种作用主要的阿片肽，因为β-内啡肽的抗体可以消除冷水泳应激引起的镇痛作用，而甲啡肽和强啡肽的抗体却无此作用。因此，应激时内源性阿片肽(主要是β-内啡肽)释放并激活局部阿片受体引起炎性组织产生镇痛。
使用环胞素A或全身放疗抑制免疫可消除应激引起的镇痛，说明免疫细胞是阿片肽的来源。而且，阻滞L-和P-选择素抑制含阿片肽的免疫细胞从血管外渗可消除这种应激效应。同时，炎症组织中内含阿片肽的免疫细胞数量和β-内啡肽的总含量减弱[22]。这些研究结果表明L-和P-选择素调节含阿片肽的免疫细胞的迁移和随后产生内源性镇痛。
最近Rittner等[23]对含阿片肽的免疫细胞亚型及内源性镇痛作用与炎症发展的关系进行研究。在炎症早期(2~6h)，产生阿片肽的白细胞主要是粒细胞，而在后期(4d)单核细胞和巨噬细胞起重要作用。随着炎症的发展，含阿片肽的免疫细胞数量和β-内啡肽的总含量增加，而且应激引起的外周镇痛作用增强。因此，内源性疼痛抑制的程度与含阿片肽的免疫细胞数量是成比例的，而且不同的白细胞亚型在炎症的不同时期的作用不同。
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5.2 临床意义 内源性阿片肽外周镇痛作用具有重要临床意义。阿片肽存在于人滑膜衬里细胞、肥大细胞、淋巴细胞和巨噬细胞中，主要是β-内啡肽与甲啡肽，而可检测到的强啡肽量较少[24]。在应激情况下(如术后)，炎症组织受刺激释放阿片肽，激活外周阿片受体，减轻临床疼痛。这些内源性阿片肽并不影响外源性吗啡的作用，与中枢神经系统的快速耐受性相比，免疫细胞源性阿片肽与吗啡在外周阿片受体不易产生交叉耐受性[24]。
6 小结
炎症痛的有效控制可能是由于神经系统和免疫系统相互作用的结果。含有阿片肽的免疫细胞迁移至炎症组织，在应激、CRH及IL-1的作用下释放阿片肽，激活感觉神经元周围末梢上阿片受体，产生镇痛作用。这揭示出一种新的内源性镇痛概念，将疼痛与免疫系统联系起来，为开发无中枢副作用的外周镇痛方法提供了新的思路。, http://www.100md.com