田 偉 蘇山春 徐雪琴 柯昌斌△

（湖北醫(yī)藥學院附屬太和醫(yī)院1 麻醉科，2 麻醉疼痛研究所，十堰 442000）

慢性疼痛是指持續(xù)時間超過3 個月的持續(xù)或反復發(fā)作的疼痛，國際疼痛學會將其定義為一類獨立的疾病[1]。目前我國慢性疼痛患病人群已達3 億，該人群呈快速增長的同時還出現(xiàn)年輕化趨勢，在美國該病患病率在11%～40%之間[2,3]。慢性疼痛容易導致病人出現(xiàn)焦慮、抑郁等心理和生理問題，給家庭和社會造成負擔，該病在研究中的非致命性健康損害高危因素中也居于首位[4]。常見的治療方法有手術治療、藥物控制等。藥物在長期使用時往往伴隨有嚴重的不良反應，如長期使用阿片藥物會出現(xiàn)較為嚴重的成癮性、免疫抑制等癥狀，現(xiàn)已不被視為慢性疼痛的一線治療；非甾體抗炎藥作為非神經性疼痛（如骨關節(jié)炎）的一線治療藥物，長期使用也會出現(xiàn)消化道潰瘍、出血等癥狀。手術則多見于治療腰椎和頸椎疼痛，包括脊柱減壓、椎間盤切除術等，治療效果則好壞參半，其他治療手段如針灸、運動療法的治療效果也具有不確定性[5]。因此對于慢性疼痛的治療仍需進一步的探索。

慢性疼痛的發(fā)展涉及到多種神經生理機制，大多數(shù)慢性疼痛中可見炎癥和神經病變或損傷參與：外周組織損傷和持續(xù)性炎癥引起的炎性痛，是許多慢性疼痛的重要原發(fā)或誘發(fā)因素（如骨關節(jié)炎疼痛、創(chuàng)傷后疼痛等），疼痛在難以緩解的同時還伴有中樞敏化；神經病變或損傷則會導致神經元的異常放電并出現(xiàn)感覺異常和感覺過敏等現(xiàn)象，容易形成難治的神經病理性疼痛[6,7]。另外，近年來我國癌癥發(fā)病率和死亡人數(shù)明顯上升，轉移性癌痛也成為一個有待解決的問題；研究顯示我國男性以肺癌最為好發(fā)，女性則為乳腺癌，這些癌癥常轉移至骨骼系統(tǒng)，造成骨質溶解并引起劇烈疼痛，這種轉移性骨癌痛現(xiàn)今仍難以得到有效控制，明顯增加了病人死亡風險[8,9]。

近年來免疫細胞在慢性疼痛中的作用機制引起疼痛研究的重點關注；在免疫細胞中，巨噬細胞在慢性疼痛的形成和維持中扮演著關鍵角色，其可通過吞噬損傷組織、釋放促炎介質、與神經元相互作用等途徑提高神經元敏感性，從而導致慢性疼痛的發(fā)生[10]。如在炎癥的早期，巨噬細胞主要表現(xiàn)為M1 型，分泌促炎因子（如IL-6、TNF-α），并激活疼痛信號通路（如NF-κB、p-38MAPK 等），從而參與促進炎癥反應和炎性疼痛的發(fā)生；而在炎癥晚期，巨噬細胞主要向M2 型分化，促進組織修復的同時釋放IL-10、TGF-β 等緩解疼痛[11]。在傳入神經直接受損或間接受到刺激時，可通過增殖、遷移等方式聚集在神經元胞體及軸突附近，其釋放的促炎/促傷害感覺介質可作用于傷害感受器并誘發(fā)神經病理性疼痛[12]。在骨癌痛中，巨噬細胞可通過其分化及促進破骨細胞的生成，刺激骨髓內感覺神經末梢，最終導致骨癌痛相關的感覺神經敏化[13]。因此，本文旨在闡述巨噬細胞在慢性疼痛中的作用機制，為臨床治療提供新的思路。

一、巨噬細胞

巨噬細胞作為常見的免疫細胞，廣泛分布在神經系統(tǒng)和各種組織器官中，通?？煞譃閮深?，即浸潤型巨噬細胞和駐留型巨噬細胞。浸潤型巨噬細胞在損傷或感染后快速反應并浸潤到組織中，該類巨噬細胞表達經典高親和力結合受體CCR2，通過與趨化因子CCL2 結合從而聚集并影響疼痛[14]。后一類駐留型巨噬細胞則在維持正常組織穩(wěn)態(tài)中起著關鍵作用，經神經損傷、炎癥等刺激活化同樣也參與了疼痛的發(fā)生[15]。通常成熟的巨噬細胞可分化為經典活化巨噬細胞（M1 型）和替代性活化巨噬細胞（M2 型）。M1 型巨噬細胞主要為促炎作用，在炎癥初期可釋放多種促炎因子造成組織損傷及神經元敏感性增高（如TNF-α、IL-1β、CCL5 等）；M2型巨噬細胞與M1 不同，具有較強的組織修復能力和抗炎作用，可分泌抗炎細胞因子對抗損傷（如IL-10、TGF-β 等）[11]。在炎癥發(fā)生早期，巨噬細胞通常為M1 表型，針對刺激可釋放多種炎癥介質以快速啟動炎癥反應；在炎癥后期，為了防止M1 型巨噬細胞釋放過量的炎癥因子，M1 型巨噬細胞發(fā)生凋亡或轉變?yōu)镸2 型，起到抑制炎癥及減輕疼痛的作用[16]。

在慢性疼痛中巨噬細胞主要通過以下方式發(fā)揮作用。一方面，巨噬細胞能夠浸潤到受損組織，并釋放趨化因子（如CCL2、CCL3 等），募集更多的巨噬細胞和其他炎性細胞滲透受損組織，形成一個正反饋循環(huán)機制，持續(xù)或加重炎癥和疼痛[17]。另一方面，在受損的神經系統(tǒng)中，巨噬細胞與神經元、膠質細胞相互作用，通過分泌炎性因子TNF-α、IL-6、IL-1β 等，直接或間接的激活或敏化傷害感受器，從而增強疼痛信號的產生和傳導[18]。例如，在脊髓損傷后，巨噬細胞能夠進入脊髓灰質，與脊髓神經元和星形膠質細胞相互作用，釋放TNF-α、IL-6 等因子，誘導鈉通道Nav1.3 的表達上調，增加傷害感受神經元的興奮性和自發(fā)性放電活動，最終導致中樞性疼痛[19]。

二、巨噬細胞與炎性痛的關系

炎性痛作為臨床上常見的疼痛，可由創(chuàng)傷、感染、化學刺激等誘發(fā)，這些刺激因素引起巨噬細胞等免疫細胞釋放炎癥因子，造成局部組織產生炎癥反應后，會使炎癥區(qū)域以痛覺過敏、痛覺超敏為主要特征[20]。在外周組織的炎癥反應中，循環(huán)單核細胞來源的浸潤性巨噬細胞起著主要作用。在組織或神經損傷后，如前所述，巨噬細胞表達經典高親和力結合受體CCR2，因此被趨化因子CCL2 募集到受損部位并分化為促炎性巨噬細胞（M1 型），從而參與驅動炎癥及炎性疼痛的形成，已有文獻證明CCL2 通過激活CCR2 招募巨噬細胞、淋巴細胞等免疫細胞延長炎癥的持續(xù)時間從而促進急、慢性疼痛的發(fā)生[14,20]。以骨關節(jié)炎(osteoarthritis, OA)為例，相關報道稱患有OA 疾病的人群經常會出現(xiàn)較為持續(xù)的疼痛，在這些病人的關節(jié)滑液、周圍滑膜組織和外周血中可見較高水平的CCL2，并伴有滑膜組織中CCR2 表達的增加[17]。該患病人群中的影像學檢查OA 嚴重程度和關節(jié)癥狀顯示與滑膜組織中活化巨噬細胞的數(shù)量相關，同時疼痛強度與滑液及損傷組織中的CCL2 上調呈正相關[21]。在干預CCL2的合成或與CCR2 的結合后，損傷部位中的巨噬細胞數(shù)量明顯降低，相應關節(jié)損傷和炎癥都有所緩解，其中干預CCL2 合成的效果更為顯著[22]。綜上可知，通過CCL2/CCR2 趨化因子系統(tǒng)干擾損傷部位巨噬細胞的募集可以有效緩解炎性痛。

既往的觀點認為在炎癥初期M1 型巨噬細胞被募集后主要通過分泌促炎因子來促進疼痛（如IL-6、TNF-α、IL-1β 等）；這些巨噬細胞源型的傷害感受介質可觸發(fā)多種神經元細胞信號，最終導致神經元敏化或興奮，如胞漿Ca2+動員和磷脂酶C (PLC)、蛋白激酶C (PKC)、p-38MAPK、NF-κB 等，其中PLC、PKC 已被證實可增強TRPV1、TRPA1、Cav3.2通道的活性來促進病理性疼痛的發(fā)生[10]。也有觀點認為，表型可能為M1 型的巨噬細胞在募集活化后，立即分泌高遷移率蛋白(high mobility group box 1 protein, HMGB1)，該蛋白可通過促進胞膜受體的活化從而參與疼痛的發(fā)生，如晚期糖基化終產物受體RAGE 和Toll 樣受體4 (TLR4) 信號傳導，這兩種受體又在巨噬細胞中表達，對巨噬細胞的促炎促痛作用可能會形成正反饋機制；RAGE 在被巨噬細胞釋放的HMGB1 激活后可直接導致NF-κB 活化和促炎因子的生成參與炎性痛；而TLR4 則似乎有助于促炎細胞因子的產生，在使TLR4 受體功能性失活后，研究發(fā)現(xiàn)表達這兩種受體的巨噬細胞接受同種刺激時不再產生促炎因子，如果抑制巨噬細胞釋放HMGB1 或拮抗該蛋白后，可明顯減輕神經炎癥和炎癥所造成的疼痛[23]。綜上我們推測巨噬細胞可通過釋放IL-6、TNF-α、IL-1β 參與感覺神經元的發(fā)生，也可通過分泌HMGB1 激活相關信號通路導致炎癥的加重和炎性痛的持續(xù)。同樣，敏化的感覺神經元也能影響巨噬細胞，如通過釋放ATP、SP、CGRP等介質增強巨噬細胞炎性介質的釋放[10]。

巨噬細胞作為具有較強可塑性的免疫細胞，還可通過多種機制來減輕炎性痛，在炎癥部位通過吞噬損傷的組織或細胞碎片和產生抗炎因子IL-10 對感覺神經元起到抑制作用[10]。近期的研究發(fā)現(xiàn)一個新的疼痛緩解機制，即巨噬細胞可通過轉移線粒體到感覺神經元，從而促進炎性痛的消退[24]。通過在小鼠足下注射角叉菜膠來制造炎性痛模型，該模型誘發(fā)的痛覺過敏通常在3～4 天內消退，但在使用白喉毒素耗竭背根神經節(jié)(dorsal root ganglion, DRG)、脊髓、血液中的巨噬細胞后，小鼠機械性痛覺過敏、熱痛覺過敏持續(xù)時間延長至最短6 天。既往的文獻已指出在慢性疼痛中，神經元的線粒體功能如氧化磷酸化和Ca2+緩沖，通常會受到損害[25]。并且感覺神經元中線粒體功能的缺失已經被證實能延緩炎性疼痛的消退[26]。因此，如果能修復感覺神經元的線粒體功能，可能會有助于炎性疼痛的消退。在缺血性卒中后，神經元可以吸收由相鄰星形膠質細胞釋放的線粒體[27]。故假設巨噬細胞通過供應線粒體幫助神經元中功能線粒體庫的恢復，從而促進炎性痛的消退。在炎性疼痛峰值期間，DRG 神經元中的耗氧量降低了30%，并在疼痛消退之前恢復；通過使用與線粒體蛋白共價結合的MitoTracker Deep Red(MTDR) 對巨噬細胞的線粒體進行染色，并將染色后的巨噬細胞與神經元細胞系Neuro 2a (N2 A) 共培養(yǎng)。2 小時后，通過流式細胞術和圖像流在N2A細胞中檢測到巨噬細胞源型MTDR+線粒體。在炎性痛小鼠中NeuroTrace 示蹤神經元區(qū)域內，可見MitoDendra 2（與線粒體特異性結合的熒光蛋白）的面積增加，該增加在MitoDendra 2+神經元中最為顯著。在與對側相比，炎性痛造模側的MitoDendra 2 陽性細胞的百分比加倍增高。以上證明了巨噬細胞在炎性痛期間可將線粒體轉移到相應的神經元從而緩解炎性痛。而巨噬細胞是通過釋放囊泡轉移線粒體。這種釋放的細胞外小泡與感覺神經元的對接是由受體-配體相互作用促進的。M2 型巨噬細胞釋放的細胞外小泡表達CD200R，而神經元表達其經典配體CD200[28]。在將CD 200R 敲除后，其炎性疼痛延長并持續(xù)至少16 天。但有趣的是在將CD200 敲除后，對小鼠炎性痛的消退卻無任何負面影響，因此提示還存在另一種CD200R 配體的參與。iSec1 是之前被證實在腸道中特異性表達的CD200R 配體，但也被證實在DRG 中表達[29]。然而在CD200-/-小鼠中通過抑制iSec1 表達后發(fā)現(xiàn)其痛覺過敏的消退被顯著抑制，因此，巨噬細胞表達CD200R 和感覺神經元配體上的iSec1 是巨噬細胞緩解炎性疼痛所必需的。

三、巨噬細胞與神經病理性疼痛的關系

神經病理性疼痛是指由軀體感覺系統(tǒng)損害或疾病導致的疼痛，常與神經免疫相互作用有關[8]。曹亞紅等[12]近期闡述了巨噬細胞如何通過自身的極化和釋放IL-1β、TNF-α 等炎性因子，直接或間接地使傷害性感覺神經元敏化；并揭示了巨噬細胞-脊髓小膠質細胞的調控機制。然而，并未說明巨噬細胞在脊髓背根神經DRG 中如何參與神經病理性疼痛的調控。DRG 作為初級感覺神經元聚集的部位，負責傳輸和調節(jié)機體感覺，以及接受和傳導傷害性感受，現(xiàn)仍是疼痛研究中的重點領域；最新的研究提出在DRG 中巨噬細胞與衛(wèi)星膠質細胞(satellite glial cells, SGCs)、神經元形成三聯(lián)體通過嘌呤能受體在神經病理性疼痛中發(fā)揮著重要作用[18]。

研究發(fā)現(xiàn)神經病理性疼痛的啟動主要依靠于DRG 中的常駐巨噬細胞擴增，而不是依賴于浸潤到神經損傷部位的巨噬細胞[12]。DRG 中巨噬細胞參與神經病理性疼痛的發(fā)生往往與SGCs、神經元相關聯(lián)。以三叉神經痛為例，其發(fā)病機制如下：將眶下神經結扎后，第1 天三叉神經節(jié)DRG 中損傷的神經元數(shù)量增加，而從第3 天開始，DRG 中的常駐巨噬細胞開始增殖，并在SGCs 活化之前就完成在DRG 附近的擴增；SGCs 在被巨噬細胞和受損神經元激活后，能夠分泌炎性介質，并通過作用于鄰近的SGCs 放大疼痛信號，從而參與神經病理性疼痛的發(fā)展[18]。因此，神經病理性疼痛的起始過程可能首先依賴于DRG 中受損的神經元胞體釋放的外泌體和炎性遞質（如ATP、CSF1 等），它們能夠活化巨噬細胞和SGCs。其中神經元胞體釋放的含有miR-21 的外泌體可通過促進M1 型巨噬細胞分化和抑制M2 型巨噬細胞的形成，從而加劇神經病理性疼痛[10]。

受損神經元胞體釋放的ATP，其作為一種細胞外信號分子可激活P2 嘌呤能受體，P2 嘌呤能受體包括P2X 離子型受體和P2Y 代謝型受體，P2X受體可分為P2X (1-7)受體，P2Y 受體可分為P2Y(1、2、4、6、11-14)受體，這兩種受體在SGCs 和巨噬細胞上有不同的亞型表達。巨噬細胞主要表達P2X1、P2X4、P2X7、P2Y1、P2Y2、P2Y4、P2Y6和P2Y12 受體。本文主要討論巨噬細胞在神經病理性疼痛中可能發(fā)揮作用的受體。在神經病理性疼痛中，巨噬細胞與神經元相互作用主要依賴于P2X4和P2X7 受體，這兩種受體參與了基于ATP 的細胞間促炎通訊，激活后能夠促使巨噬細胞釋放（如IL-1β、TNF-α 和IL-6 等）促炎細胞因子，維持了長期的炎癥狀態(tài)。此外，巨噬細胞上的P2X4 被單獨刺激時，能夠通過促進花生四烯酸 (AA) 和前列腺素E2(PGE2) 的釋放，導致Ca2+內流和p38MAPK 活化從而增加感覺神經元興奮性，其誘導的Ca2+反應的幅度由P2Y13 和P2Y11 受體的活性決定，但持續(xù)時間由P2X4 受體活性決定，巨噬細胞的遷移也與P2X4 受體有關；而巨噬細胞上的P2X7 受體與細胞中活性氧的產生有關，可介導小鼠巨噬細胞釋放IL-1β，這兩種介質皆可作用于感覺神經元使其損傷從而促進神經病理性疼痛的發(fā)生[18]。

巨噬細胞在DRG 神經元周圍與SGCs 緊密相連，并為其提供結構支持。如前所述，在外周神經損傷后，DRG 神經元周圍的巨噬細胞擴增先于SGCs 活化。因此，巨噬細胞可能在神經病理性疼痛DRG 中的三聯(lián)體中起著關鍵作用。神經損傷后，巨噬細胞所釋放的炎性介質如TNF-α，能夠直接作用于SGCs，促進其活化從而放大疼痛信號[30]。綜上可知巨噬細胞-衛(wèi)星膠質細胞-神經元三聯(lián)體在神經病理性疼痛可能起著關鍵作用，為靶向嘌呤能P2受體的拮抗劑緩解神經病理性疼痛提供了理論依據(jù)。

四、巨噬細胞與骨癌痛的關系

骨癌痛作為常見的慢性疼痛，通常由其他部位的腫瘤細胞轉移侵入骨骼而引起。這種骨轉移形成的疼痛通常是深部的、難以忍受的，并會嚴重影響病人的生活質量[11]。骨骼系統(tǒng)是腫瘤轉移的常見部位之一，僅次于肺和肝，其中最常見的骨轉移源于前列腺癌、乳腺癌等，60%～84%的癌癥病人在骨轉移后會經歷不同程度的骨癌痛[9]。因此，有效緩解骨癌痛對于提高病人的生活質量和延長其生存期至關重要。

目前，對于骨癌痛的治療仍缺乏有效的方法。近年來，一些研究發(fā)現(xiàn)免疫細胞在骨癌痛的發(fā)生和維持中起著重要的作用。其中腫瘤相關巨噬細胞(tumor-associated macrophages, TAMs)被認為可能參與了骨癌痛的發(fā)展。TAMs 是一種多功能的免疫細胞，可以根據(jù)腫瘤微環(huán)境的信號而極化為不同的表型。在骨轉移癌中，TAMs 通常表現(xiàn)為M2 型表型，其主要作用為抗炎和促進腫瘤生長轉移，釋放的細胞因子（如IL-10）與免疫抑制有關，TGF-β 則會促進腫瘤的生長發(fā)育，血管內皮生長因子A 能促進癌癥病人的腫瘤血管生成使其更容易發(fā)生轉移，可能會促進骨癌痛的發(fā)生[13]。因此，調節(jié)TAMs 的極化狀態(tài)可能是治療骨癌痛的有效策略。最近有研究報道了STING 激動劑在骨癌痛模型中對腫瘤造成的骨質破壞及其誘發(fā)疼痛的抑制作用；該激動劑可通過巨噬細胞STING 依賴的方式，將表現(xiàn)為M2 型從而促進腫瘤發(fā)展的TAMs 重新轉化為M1 型抗腫瘤的狀態(tài)，并通過IFN-I 信號通路和CD8+T 細胞介導的免疫反應，可以抑制BRCA1 基因缺陷的乳腺癌細胞在骨髓內的生長和侵襲[31]；并且還有研究發(fā)現(xiàn)STING 激動劑能夠在多種骨癌痛模型中有效的改善骨癌痛和病人的運動功能，這種激動劑能通過調節(jié)腫瘤微環(huán)境中的巨噬細胞活化狀態(tài)，減少破骨細胞的生成，從而減輕腫瘤對骨骼的破壞和壓迫，提供長期有效的癌痛緩解[32]。有研究發(fā)現(xiàn)巨噬細胞作為一種調節(jié)骨代謝和骨重塑的免疫細胞，可通過分泌RANKL 等物質來刺激破骨細胞的生成；M2 型TAMs可能會增強RANKL 的表達和分泌，從而促進骨質的破壞和吸收。而M1 型TAMs 可能會抑制RANKL 的表達和分泌，從而抑制骨質的損傷及破壞[33]。綜上所述，我們推測如果能使腫瘤微環(huán)境中的TAMs 從M2 型轉變?yōu)镸1 型，則可通過減少破骨細胞的生成及腫瘤的生長轉移，從而有效的緩解骨癌痛。

五、小結與展望

隨著對巨噬細胞在疼痛中作用的深入研究，巨噬細胞作為免疫系統(tǒng)中的重要成分，已被發(fā)現(xiàn)在炎性痛、神經病理性疼痛、骨癌痛中都扮演著重要的角色。在炎性痛中，巨噬細胞的活化和炎癥因子的釋放對于疼痛的產生和持續(xù)起到了關鍵作用。在神經病理性疼痛中，巨噬細胞和膠質細胞、神經元之間的相互作用對于疼痛的治療具有潛在的價值。在骨癌痛中，巨噬細胞的活化和分型可以影響腫瘤細胞的轉移和破骨細胞的生成，從而影響骨癌痛。

現(xiàn)在巨噬細胞在慢性疼痛的分子和細胞機制仍未完全闡明，需要進一步的研究驗證；如巨噬細胞的亞型在慢性疼痛的不同階段發(fā)揮的作用和機制，巨噬細胞與神經系統(tǒng)其他膠質細胞之間的相互調節(jié)機制，巨噬細胞分化與腫瘤細胞生長轉移相互作用的具體機制。但我們有理由相信，基于巨噬細胞的靶向治療策略，可能會成為慢性疼痛治療領域的一個新的研究方向。未來的研究可以探討如何通過調控巨噬細胞的表型分化和抑制其具體的受體，以及如何針對性地干預巨噬細胞相關的信號傳導通路，最終在不影響其原有生理功能如吞噬、修復、抗原呈遞的基礎上促進慢性疼痛的緩解。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。