作者:徐
骨骼是多种实体肿瘤最常见的转移部位之一,癌症引起的骨转移
CIBP病人通常表现为持续存在的疼痛、运动相关疼痛、静息痛和爆发痛等,且疼痛感觉是有差异的,因此潜在的病理机制可能不同,需要不同的治疗策略。现代医学治疗CIBP的方案主要包括三阶梯镇痛药物、双膦酸盐类药物、
针刺疗法被广泛应用于各种急、慢性疼痛治疗中,且已证实可以有效改善
近年来,多项系统综述评估了针刺治疗不同类型癌症疼痛(恶性疼痛、放化疗引起的疼痛、手术引起的疼痛和激素治疗引起的疼痛)的有效性,但其中高质量的随机对照试验较少。基础研究方面,能够有效并且完整地实现临床骨癌痛在实验动物身上的重现非常重要。
目前骨癌痛造模的方式逐渐完善,从最早的
1.CIBP的发病机制
1)兴奋脊髓神经元
骨髓、骨密质、骨小梁和骨膜高度受神经纤维支配,当癌细胞侵入并开始增殖时,机械损伤、初级传入神经纤维的肿胀和卡压会导致骨骼周围神经的损伤和变形,造成神经病理性状态。癌细胞诱导的骨痛模型会导致脊髓神经元的过度兴奋,表现为浅层背角神经元的感受野增加,伤害感受特异性神经元和广动力域(wide dynamic range,WDR)神经元之间的比例改变,以及
研究发现骨癌痛大鼠表现出脊髓浅层背角中WDR神经元数量增加,对热、机械和电刺激的反应明显增加,而脊髓深层伤害性神经元细胞的比例变化不明显(Urch等,2003;Tansy等,2005)。将Walker256
另外,肿瘤细胞及肿瘤微环境的其他细胞分泌前列腺素、炎性因子、神经营养因子等可不断刺激神经末梢,改变神经元内在膜特性,诱发脊髓神经元兴奋,导致外周敏化形成CIBP(Hua等,2015)。
2)激活神经胶质细胞
研究表明,CIBP条件下,神经胶质细胞增生,发生形态学变化,可表现为小胶质细胞标记物Iba-1、OX-42的上调,以及星形胶质细胞标志物GFAP、S100的上调(Zhou等,2016)。被激活的胶质细胞释放大量神经活性因子和炎症因子,一方面作用于神经元相应的受体致痛,另一方面激活更多胶质细胞,产生正反馈,最终参与疼痛的诱导和维持。
Fang等研究发现癌症大鼠DRG中白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)的表达升高,IL-6引发DRG中JAK/PI3K信号通路激活,进而上调瞬时受体电位香草酸亚型1 (transient receptor potential vanilloid channel type 1,TRPV1)功能,从而促进CIBP的发展。IL-18作为干扰素-γ诱导因子,广泛参与免疫、炎症、肿瘤生长和致痛过程。
Liu等研究表明肿瘤细胞植入(tumor cell implantation,TCI)后脊髓背角(spinal dorsal horn,SDH)中IL-18及其受体表达增加,神经元中NR2B受体被激活,研究发现IL-18主要与小胶质细胞标志物Iba-1共定位,而IL-18受体主要与神经元标志物NeuN和星形质细胞标志物GFAP共定位,阻断IL-18信号通路可以抑制星形胶质细胞、小胶质细胞的过度活化,同时缓解机械性
此外,He等发现TCI引起SDH和DRG神经胶质细胞中组蛋白去乙酰化酶1 (histone deacetylase 1,HDAC1)/HDAC2的表达增加,且通过抑制HDAC可以抑制神经胶质细胞的激活以及伴随的促炎细胞因子的产生,从而减轻疼痛。
3)不同受体活化介导CIBP
(1)上调P2X受体表达:P2X受体(P2XRs)是嘌呤能和配体门控的膜离子通道,优先对Na+、K+和Ca2+渗透。在疼痛传递途径中,P2XRs通常在初级传入神经元和神经胶质细胞中表达,并且三磷酸
研究发现,将Walker256乳腺癌细胞注射入大鼠胫骨中构建骨癌痛模型,P2X7R表达上调介导了小胶质细胞的活化,P2X7R拮抗剂可以通过抑制核因子-κB (NF-κB)p65、NLRP3炎症小体的形成和下游IL-1β的表达而有效缓解CIBP。
另外,在CIBP大鼠模型中,升高的P2X7R水平可以诱导脊髓小胶质细胞向促炎性M1表型转化,同时伴随着TNF-α和IL-18的分泌,用BBG(P2X7R特异性拮抗剂)治疗显著提高了抗炎性M2表型标记物(CD163,Arg-1)和抗炎细胞因子(IL-10、IL-4)的表达水平,同时抑制了M1表型标记物(iNOS、CD86)和促炎细胞因子(TNF-α、IL-18)的表达。
Falk等将MRMT-1乳腺癌细胞注射入大鼠胫骨腔内诱导CIBP,发现对P2X7R的急性抑制不影响大鼠的疼痛相关行为,而慢性抑制则会加剧CIBP,这种抑制P2X7R在治疗CIBP作用上的差异,可能与P2X7R的高度多态性,以及构建CIBP模型时使用不同的肿瘤细胞、实验动物和研究方法有关。
P2X3受体选择性地定位在中小DRG神经元和脊髓浅层中。研究发现P2X3和P2X3受体在骨转移癌痛大鼠L4~L6 DRG和SDH中的mRNA和蛋白表达均明显上调,鞘内注射A317491(P2X3受体的选择性拮抗剂)可减轻大鼠的机械性和热痛觉异常。此外,既往的研究报道了P2X3受体在肿瘤细胞注射诱导的初级感觉传入中的上调,而在外周和中枢阻断P2X3和P2X3受体有助于缓解CIBP(Kaan等,2010)。
(2)调节
脑啡肽是中枢神经系统含量最高的内源性阿片肽,其是前脑啡肽原基因转录翻译为前脑啡肽原(proenkephalin,PENK)后裂解而成的五肽,研究发现骨癌痛组在接种后7天脊髓前PENK mRNA有所升高,而接种后14天、21天时均逐渐减少,提示骨癌痛可导致小鼠脊髓内源性脑啡肽异常(孙怡等,2012)。
4)其他
越来越多的证据表明中枢神经的下行抑制和易化系统参与CIBP的发病机制。研究发现阻断
此外,趋化因子连同其受体共同介导癌痛的产生。通过接种Walker256乳腺癌细胞进入大鼠胫骨髓腔内建立CIBP模型,研究发现肿瘤细胞接种诱导脊髓中趋化因子CXCL10及其主要受体CXCR3增加,阻断CXCL10/CXCR3通路的可防止CIBP(Bu等,2014)。
研究发现将RM-1前列腺肿瘤细胞接种到小鼠股骨髓腔内可以导致骨破坏和疼痛过敏,趋化因子CXCL1及其受体CXCR2分别在脊髓星形胶质细胞和神经元中增加,同时NF-κB介导脊髓星形胶质细胞中CXCL1上调参与CIBP的维持。此外,增加的脊髓趋化因子受体CXCR1激活也可通过JAK2/STAT3信号通路介导CIBP(Xu等,2014)。
近年来有研究发现癌痛的发生与血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)有关。研究表明VEGF家族的配体通过选择性激活人类癌症和小鼠模型感觉神经元中表达的VEGFR1来促进癌症相关疼痛,抑制VEGFR1可减少癌症相关疼痛,提示VEGF直接刺激初级感觉神经元参与癌痛外周痛觉调制(Selvaraj等,2015)。将Walker256乳腺癌细胞注入大鼠右侧胫骨腔内构建转移性乳腺癌骨痛模型,癌痛大鼠脊髓背角VEGF-A及其受体VEG-FR2的表达上调,阻断VEGF-A或VEGFR2可以显著减轻肿瘤诱导的机械性痛觉异常和热痛觉过敏。
VEGF-A/VEGFR2一方面通过蛋白激酶C (protein kinase C,PKC)信号通路介导神经元敏化,另一方面通过Src家族酪氨酸激酶(Src family tyrosine kinase,SFK)信号通路介导小胶质细胞激活和促炎因子合成,促进中枢敏化,提示VEGF-A和VEGFR2可能参与和脊髓中枢敏化有关的骨癌痛调节机制(Hu等,2019)。
CIBP是一种复杂的疼痛状态,包括伤害性和神经性成分,其发生机制区别于炎性痛和
1
2.针刺干预CIBP的机制研究进展
1)调节神经递质释放
针刺镇痛本质上是疼痛区域的传入冲动和来自穴位的冲动在中枢神经系统不同水平的整合过程的表现。阿片肽、谷氨酸、5-HT、γ-氨基丁酸等神经递质都参与了针刺镇痛的过程,其中研究最广泛的是内源性阿片肽理论(Qian等,2020)。针刺激活脑内的内阿片肽系统,通过脊髓内的内阿片肽神经元释放相应递质,作用于初级感觉传入末梢受体,减少P物质的释放,从而抑制伤害性感受神经元的痛反应;其次,脑区中内阿片肽能神经元兴奋,释放递质,通过复杂的神经元交换参与下行抑制系统,抑制痛觉传递的作用;同时,垂体中的内啡肽释放至血液内,也发挥了一定的镇痛作用。
电针缓解癌痛可能的外周机制是:电针通过刺激局部穴位,启动内源性镇痛机制,引起中枢β-内啡肽的合成和释放,并增加β-内啡肽释放入血的含量,减弱或阻滞痛觉信号的传递,达到镇痛目的(赵彦芬等,2015)。陆琪赟等研究发现电针干预后大鼠痛阈均显著升高,外周血β-内啡肽的含量均增高,提示电针可能通过增加β-内啡肽的含量提高痛阈。
杜英俊等研究表明电针上调的是癌痛大鼠患侧DRG中的MOR、δ阿片受体(δ-opioid receptor,DOR)、κ阿片受体(κ-opioid receptor,KOR)、阿黑皮素(proopiomelanocortin,POMC)及前强啡肽(prodynorphin,PDYN) mRNA的表达,推测电针对抗骨癌痛的机制可能与提高外周MOR、KOR和内/强啡肽前体的基因表达有关。
梁宜等发现癌痛大鼠DRG中MOR免疫阳性细胞表达明显减少,MOR和KOR mRNA表达增加,但DOR mRNA表达变化不显著;电针后大鼠血浆中β-内啡肽、强啡肽A和
嘌呤信号通路被认为是电针镇痛的关键通路之一。癌细胞的骨转移在破坏骨骼时会与其他炎症细胞一起释放大量的ATP,从而持续激活伤害感受器,导致外周敏化。Tian等发现P2X3R表达水平在同侧L4~L6 DRG中显著上调,而电针能够抑制同侧DRG中P2X3R的过度表达和功能活性,提示P2X3R在电针抗外周致敏中可能起到重要作用。
2)抑制胶质细胞活化
激活脊髓中的小胶质细胞和星形胶质细胞促进CIBP的发生发展,抑制胶质细胞活化及其产生的促炎因子可以缓解CIBP(Dai等,2019)。研究观察发现癌痛模型大鼠SDH内GFAP表达增加,而电针能抑制GFAP表达,并减少星形胶质细胞增生(蒯乐等,2012)。
电针结合
此外,通过对24项针刺治疗骨癌痛动物模型实验进行荟萃分析得出结论:电针可显著增加CIBP动物的缩足阈值和缩足潜伏期,针药结合可以加强单一药物的效果。机制研究表明针刺治疗能够有效降低CIBP动物SDH中GFPA和IL-1β的表达水平。
3)调节下行抑制和易化系统
延髓头端腹内侧区(rostral ventromedial medulla,RVM)是疼痛下行抑制和易化系统的重要组成部分。在骨转移癌痛发生过程中,RVM和脊髓中5-HT的表达明显增加。脊髓神经元中5-HT的主要受体亚型是5-HT3AR,位于初级传入C纤维末端。RVM中5-HT阳性神经元的激活导致5-HT下行到脊髓与5-HT3AR结合,引起RVM下行易化,从而激活易化系统引起神经病理性疼痛(Mase等,2011)。
此外,表达MOR的RVM神经元亚群也参与了维持热痛觉过敏。MOR的主要内源性配体是内吗啡肽(endomorphin,EM)(包括EM-1和EM-2)和β-EP。EM1和EM2表现出强大的阿片活性,并以高选择性和亲和力与MOR结合。电针可以拮抗脊髓5-HT3AR上调和MOR下调,同时拮抗RVM和脊髓中的5-HT上调和EM-1下调,从而减轻CIBP大鼠的机械性痛觉过敏。
多项研究表明针刺治疗能够调节特定脑区的活动,包括躯体感觉皮质、边缘系统、基底神经节、脑干和小脑。大脑对针刺的反应包括一个广泛的区域网络,该网络不仅与躯体感觉一致,还与情感和认知处理过程一致(Huang等,2012)。针刺可能通过影响大脑的边缘系统来调节对疼痛的情绪反应,从而使疼痛更容易忍受。
4)其他
Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)是一个模式识别受体家族,属于I型跨膜受体蛋白。TLR9在外周免疫细胞和中枢神经系统内广泛表达,并能调节下游炎性细胞因子,在痛觉敏化中发挥重要作用。研究发现,CIBP大鼠脊髓内的TLR9表达显著升高,提示TLR9是癌痛产生和维持的机制之一。单纯电针治疗可以降低TLR9在脊髓内的表达,从而发挥镇痛效应(覃双来等,2019)。
但也有研究发现,隔日在一侧“足三里”和“昆仑”穴给予多次电针治疗后,胫骨癌痛大鼠的机械性痛阈无显著性改变,脊髓内TLR9表达也无明显变化(张长江等,2012)。造成这种差异的原因可能与电针参数不同有关,导致电针刺激强度不足以达到治疗效果。在之后的研究中,可以进一步优化参数,获得更明确、可重复性高的研究结果,为电针的镇痛机制研究提供助力。
中枢或外周神经系统中某些分子的磷酸化有助于CIBP大鼠的痛觉过敏。已有研究发现,DRG中雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、Ser2481、Ser2448和Thr2446、S6K (Thr389)以及Akt (Ser473)的磷酸化在CIBP组和电针组中显示出相反变化,提示mTOR可能是电针治疗CIBP的潜在靶点。
此外,趋化因子及其受体也参与针刺镇痛机制。研究发现NF-κB和趋化因子CXCL12调节慢性疼痛的形成,电针可能是通过抑制中脑导水管周围灰质(midbrain periaqueductal gray,PAG)中NF-κB的磷酸化来降低CXCL12的表达,从而缓解CIBP。
电针参数是影响疗效的一个关键因素。近年来关于电针治疗骨癌痛参数研究的文献较少,参数设置的不同可能会导致治疗效果的差异,也有可能出现阴性结果,产生的作用效应机制也不尽相同。通过将乳腺癌腹水瘤细胞Walker256注射到大鼠胫骨骨髓腔内建立癌痛模型,选取背部双侧L3~L5“夹脊穴”,采用2/100 Hz疏密波,1 mA或2 mA电流强度进行电针干预,结果1 mA电针与2 mA电针均能提高胫骨癌痛大鼠的痛阈,且2 mA电针提高外周血β-内啡肽含量的作用优于1 mA电针(陆琪赟等,2016)。观察不同电流强度电针“夹脊”穴对Walker256接种的胫骨癌痛大鼠模型痛阈的影响,发现2 mA电针的镇痛作用优于1 mA电针,并与5 mg/(kg·d)吗啡有协同作用(蒯乐等,2012)。
杜英俊等建立同样的大鼠骨癌痛模型,取双侧“后三里”和“跟端”穴,分别采用2 Hz、100 Hz和2/100 Hz 3种不同频率进行每日1次和隔日1次治疗,结果发现电针的镇痛效果与频率、频次均不相关。梁宜等采用相同模型,电针干预双侧“足三里”和“昆仑”穴,设置2/100 Hz疏密波,刺激强度0.5-1.0-1.5 mA(每个强度刺激10 min),结果提示电针治疗大鼠骨癌痛镇痛效佳。Tian等通过注射MRMT-1乳腺癌细胞至大鼠左侧胫骨骨髓腔建立骨癌痛模型,取双侧“足三里”和“昆仑”穴,采用相同的电流强度、频率进行电针治疗,研究结果同样表明电针对CIBP大鼠有显著的镇痛效应。
现有研究已经证实,电针或针刺可以明显缓解CIBP,其机制包括调节外周阿片肽含量及阿片受体表达、调节嘌呤信号通路中的P2X3R表达水平;抑制胶质细胞增生及其产生的促炎因子;调节脊髓中5-HT、MOR、EM-1的表达从而调节下行抑制和易化系统等多方面。然而部分基础研究在设计实验方案时仅考虑了针刺治疗CIBP的外周机制,且文章质量不高。
机制研究多集中于胫骨癌痛,但实际临床诊疗中,脊柱转移瘤导致的脊柱疼痛是最常见的CIBP类型,但目前尚缺乏对此类癌痛的研究。同时,因为电针疗法有电流、频率、时间、针刺穴位等多种影响电针镇痛效果的因素,需要更多的研究筛选出最佳的电针治疗方案。此外,并不是所有骨癌痛动物模型都能很好模拟临床资料,仍需进一步研究能够精确模拟人类状况的动物模型,以使得研究结果更加满足临床实际应用。
3.针刺在CIBP中的临床应用
1)普通针刺
针刺具有疏通经络,调和阴阳,扶正祛邪的功效,目前临床常应用针药结合方法帮助CIBP病人缓解疼痛。魏心昶等采用常规针刺中脘、下脘、气海、关元,以及阿是穴围刺方法治疗
赵文麟等采用连续压式手法针刺攒竹、太溪穴,得气后每10 min行针1次,持续行捻转补法30 s,留针30 min,结果发现针刺联合
芦殿荣等采用针刺补肾祛瘀法,选取足三里、大杼、悬钟等穴,予平补平泻手法,在进针15 min后行针1次,留针30 min,并联合
刘东篱研究发现,单独运用“开阖六气针法”治疗轻度CIBP的总有效率高于口服
陈卓等针刺联合盐酸羟考酮控释片治疗椎体转移所致重度癌性疼痛,结果发现针药结合治疗疼痛缓解率明显高于单一盐酸羟考酮控释片治疗,且病人的抑郁和焦虑状态得到改善。
2)其他
温针灸是在针刺治疗基础上加上艾灸的温热刺激,具有温通经脉、行气活血的功效。王捷在气海、足三里、阿是穴处采用温针灸配合三阶梯镇痛药,显著降低了
吴继等利用电针联合皮质下、神门、交感、上耳根、下耳根等耳穴,结合三阶梯镇痛药,明显减轻了癌性疼痛,减少药物用量,同时提高病人免疫功能。王敬等将60例中、重度癌痛病人随机分为两组,对照组常规给予
近年来关于针刺治疗CIBP的临床试验大多数发表为中文研究,其中涉及针刺、电针、温针灸、耳穴按压等多种疗法,也有将不同疗法组合使用的综合疗法,为临床治疗骨转移癌痛提供了更广阔的思路。临床研究中,针刺治疗CIBP大部分都是针药结合的研究,单纯针刺缓解CIBP的作用还有待于探讨。
例如,有研究采用针刺命门及关元穴,同时配合
由于CIBP病人具有痛觉过敏或异常疼痛的独特临床特征,针刺导致的短暂疼痛刺激也可能是无法忍受的,因此需要谨慎对待针刺反应强烈的病人。此外,针刺对于接受放化疗的病人可能更容易导致局部皮肤感染和出血。因此,在临床试验中应设计更加合理的研究方案以探讨单独针刺的治疗作用,同时严格地设置纳排标准,最大程度控制试验的变量,保证受试者的安全。
4.小结
CIBP是晚期恶性肿瘤病人最常见的慢性疼痛,其发生机制尚未完全明了。现代医学治疗CIBP的短期疗效确切,但存在一定的不良反应。近年来关于针刺联合药物治疗CIBP的临床研究日益增多,结果均提示相较于单纯药物治疗,联合针刺治疗能更有效地缓解病人的疼痛,降低镇痛药剂量,减轻病人对药物的耐受性及不良反应,并能改善病人负性情绪,提高生存质量。
但目前有关针刺治疗CIBP的高质量临床研究为数不多,主要存在以下问题:①大多数临床研究只是单纯的病例探讨,没有严格设计的对照、盲法,缺乏随机分组和分配隐藏等方法;②缺乏规范的针刺及药物治疗方案和客观的评价指标;③研究干预时间较短,且没有对病人进行较长时间的随访。在今后的研究中,研究者们应该注重病例的排纳标准、疗效的判定标准、结合主客观评价指标,设计大样本、多中心的临床随机对照试验,才能提高研究结果的循证证据等级,推动针刺治疗CIBP的临床应用。
随着对CIBP发生发展机制和针刺镇痛原理研究的深入,关于针刺治疗CIBP的基础研究也逐渐完善。本文通过整理分析针刺治疗CIBP的相关文献发现,基于CIBP可能的发病机制,针刺可以通过调节神经递质释放、抑制胶质细胞活化、调节下行抑制和易化系统等多种途径发挥镇痛效应,还可以通过降低TLR9表达、调节m TOR磷酸化、调节趋化因子等来改善CIBP症状。
然而部分研究仅考虑外周机制,更深入的中枢作用机理有待探索。但相信随着癌痛机制研究的快速更新,针刺镇痛研究也会更注重于脑区网络、神经环路、脑内各神经递质等的变化,并利用膜片钳、化学遗传、光遗传等新技术,进一步丰富针刺镇痛原理,从而更好地指导痛症的针刺治疗,为针灸临床适应证的拓展及针灸学科的发展提供依据。
来源:徐文清,曾晓铃,徐世芬,等.针刺治疗骨转移癌痛的临床及机制研究进展[J].中国疼痛医学杂志,2024,30(05):363-370.
(本网站所有内容,凡注明来源为“医脉通”,版权均归医脉通所有,未经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,否则将追究法律责任,授权转载时须注明“来源:医脉通”。本网注明来源为其他媒体的内容为转载,转载仅作观点分享,版权归原作者所有,如有侵犯版权,请及时联系我们。)