高壓氧治療神經(jīng)病理性痛的可行性研究及其機(jī)制探討.pdf

1、神經(jīng)病理性痛的發(fā)病機(jī)制和治療是醫(yī)學(xué)和生物學(xué)中最富挑戰(zhàn)的問題之一。神經(jīng)病理性痛發(fā)病率高，且嚴(yán)重降低患者的健康相關(guān)生活質(zhì)量（health-relatedqualityoflife，HRQoL）。當(dāng)前神經(jīng)病理性痛的治療并不令人滿意，超過2/3的病人不能獲得有效的減輕疼痛的治療。國(guó)際疼痛研究學(xué)會(huì)（InternationalAssociationfortheStudyofPain，IASP）指出，神經(jīng)病理性痛診療中“來自臨床的挑戰(zhàn)是對(duì)疼痛病因的鑒

2、別和改善”。
　　療效是一個(gè)臨床學(xué)科成長(zhǎng)的硬道理，針對(duì)病理性痛產(chǎn)生的根本因素的治療才能得到最佳的療效。我們基于前期實(shí)驗(yàn)探索和文獻(xiàn)分析提出：感覺神經(jīng)損傷可能是神經(jīng)病理性痛的根本病因。這一觀點(diǎn)與領(lǐng)域內(nèi)理念的變更不謀而合。2011年IASP修改了沿用17年的概念，將神經(jīng)病理性疼痛明確定義為：“由軀體感覺神經(jīng)系統(tǒng)的損傷和疾病而直接造成的疼痛”。
　　大多數(shù)既往神經(jīng)病理性痛的研究多集中在“神經(jīng)系統(tǒng)損傷后發(fā)生的不良適應(yīng)性反應(yīng)”，這意味著

3、默認(rèn)最初決定并誘發(fā)神經(jīng)病理性痛的感覺神經(jīng)損傷已經(jīng)康復(fù)，因而完全忽略了感覺神經(jīng)損傷這一最根本病因。臨床治療效果不佳的現(xiàn)狀提醒我們這些觀點(diǎn)的單一性和片面性。我們從根本病因入手，提出“用神經(jīng)保護(hù)手段/藥物治療神經(jīng)損傷，緩解病理性痛”這一值得探索的新思路。
　　高壓氧作為一種臨床常用的治療手段，已被廣泛用于多種中樞/周圍神經(jīng)損傷疾病的治療。有研究表明，高壓氧可緩解動(dòng)物炎性痛，在治療患者偏頭痛和復(fù)雜性區(qū)域疼痛綜合癥方面具有一定療效。但是目前

4、鮮有科學(xué)研究高壓氧治療神經(jīng)病理性痛的文獻(xiàn)報(bào)道。我們研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于神經(jīng)保護(hù)及機(jī)制的研究。在國(guó)際上率先報(bào)道了高壓氧預(yù)處理可減輕腦、脊髓缺血再灌注損傷，具有較強(qiáng)的神經(jīng)保護(hù)作用。那么，從感覺神經(jīng)損傷這一根本病因入手，使用高壓氧早期減輕損傷程度，晚期促進(jìn)損傷修復(fù)，能否緩解緩解/治療神經(jīng)病理性痛呢？
　　本課題是“神經(jīng)保護(hù)策略治療神經(jīng)病理性痛”思路的延續(xù)和深入探索，旨在從多角度全面深入論證高壓氧治療神經(jīng)病理性痛的可行性，并初步探討其機(jī)制，

5、為最終的臨床應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。
　　【研究目的】
　　從整體動(dòng)物行為、細(xì)胞和分子生物標(biāo)志物、關(guān)鍵信號(hào)通路三個(gè)層次，論證高壓氧治療神經(jīng)病理性痛的可行性。探討NMDA、Sirt1是否參與了高壓氧的鎮(zhèn)痛機(jī)制。
　　【研究方法】
　　在神經(jīng)損傷后早期（CCI術(shù)后30分鐘內(nèi)）或痛敏形成后晚期（CCI術(shù)后第14天）給予3ATA、純氧的高壓氧治療。運(yùn)用行為學(xué)方法測(cè)量大鼠50％機(jī)械刺激縮足反射閾值和熱刺激縮足潛伏期，觀察不同階段

6、高壓氧治療對(duì)神經(jīng)病理性痛大鼠的熱、機(jī)械痛閾的影響；運(yùn)用免疫熒光染色的方法，觀察不同階段高壓氧治療對(duì)神經(jīng)病理性痛大鼠脊髓背角淺層c-fos表達(dá)和星型膠質(zhì)細(xì)胞活化狀態(tài)的影響；運(yùn)用Westernblot方法，檢測(cè)不同時(shí)間點(diǎn)高壓氧治療對(duì)神經(jīng)病理性痛大鼠脊髓pNR1、pNR2B、pCaMKⅡ、pERK、pCREB和GFAP蛋白表達(dá)水平的影響；觀察周圍神經(jīng)損傷（CCI、SNL）對(duì)大鼠脊髓Sirt1蛋白水平的影響以及高壓氧的作用。
　　【研究結(jié)

7、果】
　　第一部分高壓氧治療可顯著緩解CCI大鼠的神經(jīng)病理性痛。早期重復(fù)高壓氧治療可誘導(dǎo)長(zhǎng)時(shí)程的鎮(zhèn)痛作用，顯著降低了CCI大鼠熱痛敏和機(jī)械性痛覺超敏的嚴(yán)重程度，縮短了病程。與CCI模型組相較，在早期重復(fù)高壓氧治療后的前兩周，熱刺激縮足反射潛伏期代表的熱痛敏降低了大約70％。此外，早期重復(fù)高壓氧治療將熱痛敏的病程縮短到了兩周，而CCI模型組大鼠的神經(jīng)病理性痛狀態(tài)至少持續(xù)五周以上。與緩解熱痛敏作用類似，早期重復(fù)高壓氧治療對(duì)機(jī)械性痛覺超

8、敏同樣具有有效的緩解作用。
　　晚期重復(fù)高壓氧治療（連續(xù)3天）可發(fā)揮顯著但相對(duì)短暫的抑制熱痛敏和機(jī)械性痛覺超敏的作用。在末次高壓氧治療結(jié)束后，這種抑制作用仍可持續(xù)大約5-8天。延長(zhǎng)高壓氧治療療程至7天可產(chǎn)生持久的抑制作用，鎮(zhèn)痛作用的程度與連續(xù)治療三天的效果相似，持續(xù)時(shí)間在末次高壓氧治療后可維持兩周左右。
　　第二部分與Sham組相比，CCI誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性痛大鼠脊髓背角淺層c-Fos大量陽性表達(dá)，時(shí)程上呈雙波峰形式。CCI術(shù)

9、后第3天，CCI組大鼠脊髓背角Ⅰ-Ⅴ層c-Fos陽性細(xì)胞核數(shù)目明顯增多，為21.67±2.02個(gè)，與Sham組比較具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。CCI術(shù)后第14，17，21天，CCI組大鼠脊髓背角c-Fos陽性細(xì)胞核數(shù)目再次增多，分別為51.25±5.64個(gè)、57.56±8.32個(gè)、54.00±5.93個(gè)。CCI術(shù)后第24天，CCI組大鼠脊髓背角c-Fos陽性細(xì)胞核數(shù)目基本回落至正常。
　　早期高壓氧治療顯著降低了CCI大鼠術(shù)后第14天的脊髓背

10、角Ⅰ-Ⅴ層c-Fos陽性細(xì)胞核數(shù)目，從51.25±5.64個(gè)降低至17.79±1.68個(gè)，抑制比例高達(dá)65.3％。晚期重復(fù)高壓氧治療也可顯著抑制CCI大鼠脊髓背角淺層c-Fos的表達(dá)。
　　CCI手術(shù)可顯著激活脊髓背角淺層星型膠質(zhì)細(xì)胞。與CCI組相比，早期高壓氧治療顯著降低了CCI大鼠術(shù)后第14、28天的脊髓背角Ⅰ-Ⅲ層的GFAP熒光強(qiáng)度，抑制比例分別為44.8％和38.7％。陽性細(xì)胞計(jì)數(shù)結(jié)果基本類似。晚期高壓氧治療延遲性輕度抑制

11、CCI大鼠術(shù)后第24天脊髓背角淺層星型膠質(zhì)細(xì)胞的活化。
　　Westernblot結(jié)果和免疫組化結(jié)果基本一致。與CCI組相比，早期重復(fù)高壓氧治療可顯著降低術(shù)后第14天術(shù)側(cè)脊髓GFAP蛋白表達(dá)水平。而在術(shù)后第17天，晚期期高壓氧治療則未能明顯降低術(shù)側(cè)脊髓GFAP的蛋白表達(dá)。
　　CCI可顯著上調(diào)大鼠術(shù)側(cè)脊髓pERK蛋白表達(dá)水平。在術(shù)后第14天，早期重復(fù)高壓氧治療的e-HBO組大鼠的術(shù)側(cè)脊髓pERK蛋白表達(dá)水平明顯低于CCI模型

12、組。晚期高壓氧治療可顯著抑制CCI大鼠術(shù)后第17天的pERK蛋白表達(dá)。
　　第三部分早期重復(fù)高壓氧治療可有效抑制CCI誘導(dǎo)的大鼠術(shù)側(cè)脊髓pNR2B上調(diào)，但對(duì)pNR1的上調(diào)抑制作用不明顯。晚期高壓氧治療顯著降低了CCI大鼠術(shù)后第17天的術(shù)側(cè)脊髓pNR2B蛋白表達(dá)的上調(diào)（p＜0.05），還抑制了pNR1的蛋白表達(dá)上調(diào)（p＜0.001）。
　　高壓氧治療可有效抑制CCI誘導(dǎo)的大鼠術(shù)側(cè)脊髓pCaMKⅡ的上調(diào)。
　　自術(shù)后第14

13、天起，CCI組大鼠術(shù)側(cè)脊髓pCREB蛋白表達(dá)水平較Sham組明顯增高（p＜0.05），于術(shù)后第24天達(dá)到峰值并維持至最長(zhǎng)觀察點(diǎn)。早期高壓氧治療將CCI大鼠脊髓pCREB的表達(dá)高峰提前至術(shù)后第14天。晚期高壓氧治療顯著降低了CCI大鼠術(shù)后第17，21天的術(shù)側(cè)脊髓pCREB蛋白表達(dá)的上調(diào)。
　　第四部分周圍神經(jīng)損傷誘發(fā)的神經(jīng)病理性痛CCI大鼠在術(shù)后12小時(shí)即出現(xiàn)Sirt1蛋白表達(dá)下降，第3-5天達(dá)到最低。CCI術(shù)后第5天，高壓氧治療部

14、分逆轉(zhuǎn)周神經(jīng)損傷誘發(fā)的Sirt1蛋白表達(dá)水平的降低。
　　【結(jié)論】
　　高壓氧治療神經(jīng)病理性痛有效。早期高壓氧治療具有鎮(zhèn)痛作用，可長(zhǎng)時(shí)程地減輕CCI大鼠熱痛敏和機(jī)械性痛覺超敏的嚴(yán)重程度，縮短病程。晚期高壓氧治療可產(chǎn)生顯著但相對(duì)短暫的鎮(zhèn)痛作用，其鎮(zhèn)痛時(shí)程和療程之間存在劑量依賴性，增加晚期高壓氧治療次數(shù)可延長(zhǎng)鎮(zhèn)痛時(shí)間。
　　高壓氧治療可顯著抑制CCI引起的c-Fos表達(dá)和pERK表達(dá)水平的上調(diào)。早期高壓氧治療可有效抑制術(shù)側(cè)

15、脊髓背角星形膠質(zhì)細(xì)胞的活化。這些結(jié)果從細(xì)胞和分子的生物標(biāo)志物的角度進(jìn)一步驗(yàn)證了高壓氧的鎮(zhèn)痛作用。
　　高壓氧可明顯抑制CCI誘導(dǎo)的pNR2B、pCaMKⅡ、pCREB表達(dá)水平上調(diào)，提示其鎮(zhèn)痛作用可能通過NMDA受體及其下游鈣離子依賴性的CaMKⅡ/ERK-CREB通路實(shí)現(xiàn)的。
　　周圍神經(jīng)損傷可顯著抑制大鼠脊髓Sirt1蛋白表達(dá)，高壓氧治療可部分逆轉(zhuǎn)周神經(jīng)損傷誘發(fā)的Sirt1蛋白表達(dá)水平降低，提示Sirt1可能參與了高壓氧的