利魯唑片的藥理作用及其機制的研究進展

國外醫學藥學分冊2003年4月第30卷第2期

粟文杰 綜述 李錦 審校
（1.第一軍醫大學藥理學教研室，廣東廣州510515；2.軍事醫學科學院毒物藥物研究所，北京 100850）


摘要：利魯唑片（2-氨基-6-三氟甲氧基-苯并噻唑）屬苯噻唑類化合物，具有明確的藥理活性。它主要通過抑制鈉通道的激活和減少谷氨酸的釋放等機制產生神經保護、抗驚厥、抗抑郁、鎮靜和抗軀體依賴等藥理作用。本文對近年來這一領域的研究進展加以綜述，為利魯唑片的進一步研究提供依據。
 
關鍵詞：利魯唑片；神經元保護；N-甲基-天冬氨酸受體；鈉通道；谷氨酸
中圖分類號：R971 文獻標識碼：A 文章編號：1001-0971（2003）02-0090-04
 
    利魯唑片（riluzole）屬苯噻唑類化合物，l996年作為谷氨酸釋放抑制劑被用于治療肌萎縮性脊髓側索硬化癥（amyotrophic lateral sclerosis）。國外許多實驗室從整體、離體和分子水平探討了利魯唑片在麻醉、神經保護、抗驚厥、抗抑郁、鎮痛和抗依賴等方面的藥理作用及其作用機制。研究表明，利魯唑片的作用機制可能與其影響多種受體和離子通道功能相關，至少通過4條途徑產生作用：（1）穩定電壓依賴性鈉通道；（2）通過激活G蛋白而抑制ca2 內流；（3）減少谷氨酸的釋放；（4）抑制N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受體功能。本文根據近年來的文獻報道，對利魯唑片的藥理作用及其機制進行綜述。 
 
1 神經元保護作用及其臨床應用
1.1 神經元保護作用
    在與興奮性神經毒性相關的多種神經元損傷動物模型中，證實利魯唑片具有較強的神經元保護作用。在大腦動脈閉塞小鼠模型中，手術30 min后注射利魯唑片（4和8 mg·kg^-1，ip），結果大腦皮層的損傷分別為（94±12）和（73 4±15）mm³，顯著小于對照組（139±8）mm³。鉗夾沙鼠兩側頸動脈造成大腦半球缺血，手術后0.5，4.5，24和48 h注射利魯唑片（4和8 mg·kg^-1，ip）15 d后，腦組織活檢發現利魯唑片能顯著減少因缺血缺氧造成的海馬CA1區錐形細胞壞死；以［³H］-二苯羥乙酸喹寧酯為放射配體，在沙鼠腦缺血模型中用放射自顯影技術檢測CA1區內的毒蕈堿受體量，發現其顯著減少，而利魯唑片處理后能明顯提高CA1區內的毒草堿受體數量；同時。皮層腦電圖顯示利魯唑片（4和8 mg·kg ^-1，ip）與對照組相比顯著改善缺血造成的腦皮層電活動的抑制。利魯唑片的這些神經元保護作用與其抑制谷氨酸的釋放相關。在自由落體致大鼠彌漫性腦損傷實驗中發現，利魯唑片對腦創傷早期出現的腦組織水腫與谷氨酸釋放量和對照組相比均明顯降低；用硝酸標記電子顯微鏡技術觀察到，通過毛細血管滲透到腦組織中的硝酸鑭沉淀顆粒減少，血腦屏障的通透性下降。這些實驗結果提示，利魯唑片對大鼠彌漫性腦損傷的保護作用與其抑制中樞神經系統谷氨酸釋放、改善腦細胞內外離子平衡和滲透壓、降低血腦屏障通透性，以及調節神經細胞內生化代謝和信號轉導功能等機制相關。在兔脊髓缺血模型中，術后72 h鹽水對照組和海人藻氨酸給藥組的截癱發生率分別為100％和93％，而利魯唑片（8 mg·kg^-1，iv）給藥后截癱發生率顯著降低，僅為53％。同時，利魯唑片對多種神經生長因子的分泌具有調節作用。采用酶聯免疫吸附技術和半定量逆轉錄一聚合酶鏈反應（RT-PCR）技術分別測定不同腦區不同的神經因子和mRMA顯示，利魯唑片能明顯增加神經營養因子的表達量，并呈現良好的量效關系。用藥后2，4和24 h能使表達量較對照組分別提高1.9，2.1和7.3倍，因此認為，利魯唑片的神經元保護作用除與影響NMDA受體功能相關外，還可能與提高神經營養因子的表達量有關。利魯唑片（5 mg·kg ^-1，po）能逆轉l-甲基-4-苯基-四氫吡啶（15 mg·kg ^-1，ip）引起的小鼠紋狀體多巴胺水平下降，在大鼠模型中，利魯唑片（8mg·kg ^-1，ip）能部分（45％）對抗由紋狀體局部灌流1-甲基4-苯基-四氫吡啶的代謝產物N-甲基-吡啶鎓引起的多巴胺釋放。利魯唑片在猴帕金森病模型中顯示出良好的治療作用。在行為藥理學研究中發現，利魯唑片處理組在運動功能和神經精神行為等方面顯著好于對照組；在神經組織學研究中發現。利魯唑片處理組的紋狀體和殼核的一系列多巴胺能神經元特征性病理學改變明顯輕于對照組。結果表明，利魯唑片能保護多巴胺能神經元，同時能減少行為的喪失。因此認為，利魯唑片的保護機制是通過調節谷氨酸的轉運而反饋調節黑質多巴胺能神經元功能，從而在帕金森病動物模型上發揮神經元保護作用。 

 1.2 利魯唑片神經元保護作用的臨床應用
    肌萎縮性脊髓側索硬化癥是以脊髓、腦干及皮層運動神經元進行性、退行性病變，而感覺性神經、膀胱及腸功能不受影響為特征的疾病。其病因可能與遺傳、神經生長因子缺乏、免疫功能異常及谷氨酸對運動神經元產生的興奮性毒性作用有關。利魯唑片通過抑制谷氨酸的釋放，影響NMDA受體功能而成為第一個能延長肌萎縮性脊髓側索硬化癥病人存活時間的藥物。在隨機、雙盲、對照臨床試驗中，156名患者分別口服利魯唑片100 mg或安慰劑。以肌肉功能、呼吸功能、是否必須氣管切開和死亡為指標觀察了利魯唑片對肌萎縮性脊髓側索硬化癥的治療作用，為期l2個月。結果發現組間生存率有統計學差異，對照組生存率為58％，而利魯唑片組生存率為74％。試驗結束后仍以存活率為指標對病人進行了隨訪（最長21個月），結果顯示，兩組間存活率的差別仍有統計學意義，對照組存活率為37％，利魯唑片組存活率為49％。兩組平均存活時間分別為449和532d。在此研究工作的基礎上，歐美等地的31個治療中心聯合組織了利魯唑片抗肌萎縮性脊髓側索硬化癥的臨床療效觀察。將959名患者隨機分為4組，給予安慰劑或利魯唑片的3個不同劑量組（50，100和200 mg·d^-1，rid），為期l2~l8個月，終點事件為死亡或氣管切開。結果顯示，在50 mg·d^-1組的患者中l8個月后存活率為50.4％，與安慰劑組比較增加了12.7％；而100和200 mg·d^-1組的存活率分別為56.8％和57.8％。用Cox ’8模型處理后100和200 mg·d-1組均能降低氣管切開或死亡的危險；而50 mg·d-1組和對照組相比較沒有明顯差異。由于100和200 mg·d^-1組存活率無顯著差異，所以臨床上一般采用50 mg·d^-1（bid）的給藥方案。1995~1997年，在大規模的臨床試驗中，對來自39個國家的7 916名患者進行了同樣的治療，進一步證實了以上結果。

    近年來對帕金森病的治療是一項新的研究熱點。帕金森病為原發于黑質一紋狀體通路的變性病，主要以隨意運動減慢、肌張力僵直、肢體震顫和正常的姿勢平衡反射喪失為臨床癥狀。大量實驗已證實利魯唑片對不同的帕金森病動物模型有效，然而在雙盲、安慰劑對照的臨床試驗中，對20名早期帕金森病患者Vl服利魯唑片50 mg·d^-1（bid），通過統一帕金森病評分量表（Parkinson’s disease lafing scale）對患者進行評估比較發現，盡管利魯唑片組與安慰劑對照組相比較，能明顯抑制病情的惡化，但無統計學差異。雖然僅僅為小樣本的前期臨床試驗，但對將來大規模臨床試驗具有指導性意義。

    大量動物實驗及臨床試驗證明，利魯唑片除對肌萎縮性脊髓側索硬化癥具有明顯的治療作用外。對阿爾茨海默病、Huntington病、帕金森病、中風或腦損傷等神經傷害或退行性疾病均有明顯療效。利魯唑片的作用機制不僅僅與抑制谷氨酸的釋放相關，也可能直接或間接影響神經元功能，并抑制氨基丁酸（G ）釋放和拮抗鈣通道的功能。

2 抗驚厥作用 
    給予大腦皮層表面致驚劑、直接急性刺激皮層組織或是消除抑制性神經遞質等造成的各種不同驚厥模型中，利魯唑片灌胃、靜脈和腹腔給藥均表現出廣泛的抗驚厥作用。而地西泮（安定）、γ-GABA拮抗劑或 γ-GABA合成抑制劑僅在相對較高的劑量下才有抗驚厥作用，或僅有部分抗驚厥作用。在驚厥發作過程中利魯唑片對動物有較強的保護作用。強烈的聽源性刺激誘發小鼠（DBA·2）驚厥，靜脈給予利魯唑片能抑制動物發生陣攣和緊張性發作，其量效曲線為鐘型反應（E D₅₀=2.5和1.2 mg·kg^-1）。在狒狒的誘發感光性癲癇實驗中，利魯唑片（4和8 mg·kg^-1，ip）給藥后能拮抗用頻閃觀測儀刺激引起的肌陣攣。目前，大量實驗證實興奮性氨基酸及NMDA受體與驚厥產生有關。因為興奮性氨基酸具有較強的致驚厥作用，局部注射興奮性氨基酸可通過NMDA受體產生驚厥作用，NMDA受體拮抗劑具有抗驚厥特性并能阻抗驚厥造成的形態學改變。同時，γ-GABA與驚厥關系密切。經典的抗驚厥藥物可通過調節γ-GABA受體或增加該遞質的濃度產生抗驚厥作用。因此，利魯唑片可能通過直接抑制興奮性氨基酸的釋放，并進一步抑制興奮性氨基酸受體的功能及降低γ-GABA的重攝取而發揮其強大的抗驚厥特性。

3  抗抑郁作用
    在操作式條件反射實驗中，與谷氨酸釋放有關的利魯唑片可能具有抗焦慮作用。在此實驗中，盡管利魯唑片（2和4 mg·kg^-1，po）處理后在對抗沖突和促進沖突實驗中無效，但在同樣的劑量下，利魯唑片卻能抑制咔啉類衍生物FG7142（一種反向拮抗γ-GABA-苯二氮革-氯離子載體復合物）所致的沖突行為。因為咔啉類衍生物能引起抑郁作用，故利魯唑片可能具有抗抑郁作用。

4  鎮靜和催眠作用
    利魯唑片（3 mg·kg^-1，iv）能減少大鼠的自主活動，影響小鼠（45 mg·kg^-1，po）及大鼠（8.1 mg·kg^-1，po）的運動協調活動，增加大鼠腦電圖中的慢波和快波睡眠（2和8 mg·kg^-1，ip），減少大鼠大腦葡萄糖的消耗（9 mg ·kg^-1，iv）。利魯唑片（10 mg·kg^-1，iv）給藥1 h后，大鼠體溫下降1.4℃。同時，利魯唑片（2.5~45 mg·kg^-1，ip）能增加小鼠的翻正反射；利魯唑片（2.5和5 mg·kg^-1，ip）能延長紅藻氨酸（30和80 mg·kg^-1，ip）及硫噴妥鈉（25和35 mg·kg^-1，ip）所致的睡眠時間；利魯唑片（5 mg·kg^-1，ip）及 受體拮抗劑MK-801（2 mg·kg^-1，ip）均顯著減少毒蕈堿型乙酰膽堿的釋放。說明利魯唑片本身有催眠作用，同時它可能與麻醉藥有協同作用。
 
5  鎮痛和抗依賴作用
    利魯唑片急性給藥（0.5，1，2 mg·kg^-1，sc）和慢性給藥（0.5，1，2，4 mg·kg^-1 ，SC，在嗎啡給藥前7，21，27，30 h注射）能抑制嗎啡鎮痛。然而，Hammer等的試驗結果發現，利魯唑片口服與安慰劑相對照，在志愿者下肢末端造成的傷口所引起的疼痛模型中無明顯鎮痛效果。在角叉菜膠誘發的大鼠后爪炎性痛覺致敏模型實驗中，利魯唑片（2，4，8 mg·kg^-1，sc）均有降低痛覺過敏的作用。通過微透析法分析，無論是否存在疼痛刺激，利魯唑片均能抑制丘腦背外側核多種氨基酸的釋放，包括谷氨酸、天冬氨酸及精氨酸等。提示利魯唑片降低由角叉菜膠誘發的大鼠后爪炎癥所致的痛覺過敏，可能是通過抑制丘腦背外側核的谷氨酸釋放實現的。

    利魯唑片（1，2和3 mg·kg^-1，sc）能抑制納洛酮誘發的嗎啡依賴性大鼠的戒斷癥狀。國內外大量報道了NMDA受體拮抗劑能抑制戒斷癥狀。1996年，Tokuy~ 等[l6[報道給嗎啡依賴性大鼠腦室注射興奮性氨基酸能產生與納洛酮催促的嗎啡依賴性大鼠相似的癥狀，說明軀體依賴的過程與谷氨酸系統轉運有關。而利魯唑片的抗軀體依賴作用，可能與它減少谷氨酸釋放及拮抗NMDA受體功能相關。在條件位置偏愛實驗中，嗎啡（10 mg·kg^-1）、苯丙胺（4mg·kg ^-1）、利魯唑片（4 mg·kg^-1，sc）均能產生顯著的精神依賴性。然而利魯唑片和嗎啡或苯丙胺聯合給藥，未見致精神依賴作用，提示利魯唑片能明顯抑制嗎啡和苯丙胺的行為依賴癥狀。因此，考慮可能與獎賞機制、條件位置和影響了與條件定位有關的學習及記憶中樞等因素有關。其作用機制可能通過直接與NMDA受體上未知結合位點結合，而抑制谷氨酸的轉運，或通過間接途徑與多巴胺的轉運有關。
 
6  對心血管系統的作用
    許多研究表明，利魯唑片與電壓依賴性鈉通道有關，因此它可能對心臟節律有影響。在離體豚鼠乳突肌細胞和Purkinje細胞中，利魯唑片對心臟的動作電位有影響。利魯唑片0~30μmol·L^-1時，輕微減少Purkinje纖維的動作電位，而在較高濃度（100 μmol·L^-1）時使動作電位顯著減少。然而在整體動物實驗中，利魯唑片對心血管系統無顯著影響。利魯唑片（3mg·kg^-1，iv和30 mg·kg^-1，po）對麻醉大鼠、豚鼠、狗等動物的動脈壓、心率和心電圖均無明顯影響，說明對心臟功能無明顯作用�？赡苡捎诶�魯唑片在心肌細胞中的濃度明顯低于腦組織中的濃度，而且利魯唑片能特異性穩定鈉通道，它可能只會在較高的濃度時才能激活去極化細胞。
 
7 結語
    綜上所述，盡管利魯唑片與谷氨酸系統相關，但是其作用機制與其他NNDA受體拮抗劑不同，它能穩定鈉通道，抑制谷氨酸的釋放。因此，它有強大的神經元保護功能及抗驚厥作用，在較高的劑量下顯示出它的鎮靜作用，有抗依賴作用及抗痛覺過敏作用，在治療運動神經退行性病變疾病方面有著深遠的意義。目前，利魯唑片在臨床應用中與其他興奮性氨基酸受體拮抗劑相比其副作用要小得多，雖然僅用于肌萎縮性脊髓側索硬化癥的治療，但大量整體和離體的動物實驗、臨床及基礎研究提示利魯唑片有較大的開發前景。

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