一氧化氮供體抗炎藥的臨床應用

一氧化氮供體抗炎藥的臨床應用

非體抗炎劑（nit）和環(huán)丙烯酸-2（cox-2）的選擇性抑制劑臨床應用非常廣泛。它是抗感染藥物的第二個主要藥物，但對嚴重的胃腸道副作用（gi）和最近發(fā)現(xiàn)的心血管副作用有限。一氧化氮(NO)供體型NSAIDs(NO-NSAIDs)的問世是近年來抗炎藥物研究的重大進展,此類藥物既抑制COX,產生抗炎、鎮(zhèn)痛作用,又具有NO介導的GI和心血管保護作用。迄今為止,已有一些NO-NSAIDs進入不同階段的臨床研究,其中NO-萘普生(HCT3012,又名AZD3582,naproxcinod)已進入III期,NO-阿司匹林(NCX4016)處于II/III期,NO-撲熱息痛(NCX701)進入II期,NO-氟比洛芬(HCT1026),NO-布洛芬藥已在I期,NO-酮基布洛芬和NO-雙氯芬酸等即將進入臨床研究(圖1)。本文簡要介紹NO-NSAIDs的化學,重點綜述NO-NSAIDs的藥理特點和作用機制以及一些潛在的治療應用。1no-nsidsNO-NSAIDs的問世得益于人們對NO的深入研究,其最初的設計思想是將具有NO釋放性質的基團直接偶聯(lián)或通過連接基團引入到傳統(tǒng)的NSAIDs分子中,生成物在體內釋放NO和原藥NSAIDs。由于NO在GI系統(tǒng)中具有與前列腺素(PGs)相同的保護作用,如刺激黏液分泌、維持黏膜血流、抑制白細胞黏附和激活及調節(jié)生長因子等,所以此類藥物在發(fā)揮其抗炎、鎮(zhèn)痛作用的同時,可減少或消除NSAIDs引起的GI不良反應。大多數(shù)NO-NSAIDs的合成主要利用NSAID分子中的羧基與含有羥基或酚羥基的NO供體部分(包括連接基團)通過酯鍵連接而成。例如,NCX4016就是通過阿司匹林分子中的羧基,經酰鹵化、酯化、還原、氯化,最后與硝酸銀作用得到。另一些NO-NSAIDs的制備則是利用NSAID分子中的羥基或烯醇羥基與含有羧基的NO供體部分(包括連接基團)如4-硝氧基丁酸、3-[(硝氧基)甲基]苯甲酸等通過酯鍵連接而成。NCX701就是利用乙酰氨基酚結構中的酚羥基與鹵代羧酸酯化后再與硝酸銀反應來制備的。2no-nsaids分子中連接產物的代謝和釋放noNO-NSAIDs結構中有兩個酶敏感的代謝部分,一個是酯鍵,另一個是NO供體(通常是硝酸酯、亞硝基硫醇酯、呋咱氮氧化物等)。以下以硝酸酯為例,介紹NO-NSAIDs的NO釋放及其作用機制。硝酸酯類NO供體(包括連接基團)可經體內酯酶裂解NO-NSAIDs的酯鍵而再生。例如,人口服NCX4016后,血液中可檢測到3-[(硝氧基)甲基]苯酚。至于NO如何從有機硝酸酯片段中釋放出來,目前仍有爭議,雖然由硫醇介導的作用有較強的說服力,但確切機制仍不清楚。另有報道,NCX4016和HCT1026與硝酸甘油類似,經細胞色素P450代謝,釋放NO。此外,涉及谷胱甘肽轉移酶的機制亦見報道。必須指出的是,NO-NSAIDs分子中連接基團的化學性質對NO釋放的影響也相當重要。就NO-阿司匹林來說,硝氧基甲基在苯酚母核上的3種位置(o,m,p)異構體,其代謝速率相差1~4倍,它們的體內外活性也有較大差異。傳統(tǒng)的NO供體包括無機硝普鈉(SNP)和有機硝酸酯如硝酸甘油,盡管作用機制不同,但均能在體內快速釋放NO,發(fā)揮擴張冠狀動脈作用。由于釋放NO的速度太快,導致血管持久擴張,常產生直立性低血壓和頭痛等副反應。與此相反,NO-NSAIDs無上述不良反應。為什么它們對血壓沒有明顯的影響呢?一種可能的解釋是:NO-NSAIDs在體內緩慢、持續(xù)地釋放NO,就象涓涓“小溪”注入人體血流這個“大?！?并可能通過亞硝化與血紅蛋白(或其他含巰基的生物大分子)迅速結合,或通過與其他游離基如超氧陰離子(O2-)反應而銷聲匿跡。如果NO-NSAIDs所釋放的NO轉化成更穩(wěn)定的形式,如上述亞硝基血紅蛋白,那么又如何解釋NO-NSAIDs所產生的長時間生物活性呢?亞鐵血紅蛋白是否有可能和紅細胞轉運體、陽離子交換器-1一同使NO進入血循環(huán)系統(tǒng)呢?答案是有可能的。己知撲熱息痛及其他一些NSAIDs能與紅細胞緊密結合,如果NO-撲熱息痛能保留這種能力,那么就可在紅細胞附近產生高濃度,促進NO與紅細胞結合,由其轉運至其他部位,并可能在適合的條件下再釋放NO,發(fā)揮其作用。有關NO-NSAIDs釋放NO的問題,尚有許多關鍵點須進一步研究。例如,是否所有酯酶還是某些特異性亞型裂解酯鍵?這些酯酶確切地處于何種部位,細胞內還是細胞外?為什么在以細胞或離體組織進行的體外試驗中即無酯酶存在的情況下,某些NO-NSAIDs也顯示其生物活性呢?等等。3抗炎、鎮(zhèn)痛作用的增強和作用機制3.1no-5-氨基水楊酸NO-NSAIDs一般發(fā)揮與NSAIDs相當?shù)目寡鬃饔?。有趣的?在某些情況下,NO-NSAIDs抗炎作用更為廣泛。例如,NCX4016能抑制白細胞黏附到腸系膜的血管內皮,而阿司匹林卻具有相反的作用。NO-5-氨基水楊酸在抑制實驗性結腸炎方面,比5-氨基水楊酸更有效。研究還發(fā)現(xiàn),在某些動物模型,NO-NSAIDs的鎮(zhèn)痛作用強于NSAIDs。例如,NCX4016抑制醋酸誘導的大鼠扭體試驗中,鎮(zhèn)痛作用明顯優(yōu)于阿司匹林。在另一實驗中,NO-萘普生的鎮(zhèn)痛作用是萘普生的10倍。類似的結果還可從慢性疼痛模型如佐劑性關節(jié)炎大鼠模型得到。作者研究的NO-雙氯芬酸(II2,又名ZLR-8)(圖2)的抗炎、鎮(zhèn)痛活性也高于雙氯芬酸。3.2no-nsaids的免疫抑制作用NO-NSAIDs作用的增強可從以下3個方面加以解釋:①抑制前炎性細胞因子。NO-NSAIDs在體內釋放出的NO,能抑制半胱氨酸蛋白水解酶-1(caspase-1)的活性,故減少了前炎性細胞因子IL-1β,IL-6,TNF-α等的生成。因此,與NSAIDs比較,NO-NSAIDs有可能增強抗炎活性。②抑制COX-2和誘生型NO合酶(iNOS)的表達。研究發(fā)現(xiàn),NO-阿司匹林和NO-氟比洛芬抑制了經細菌脂多糖(LPS)處理過的J774巨噬細胞中COX-2和iNOS的表達,而阿司匹林和氟比洛芬卻未顯示出抑制活性。③抑制NF-κB的活性。NO-NSAIDs可通過釋放NO,干擾IκB的磷?；?或通過對P450亞單位進行亞硝基化,抑制NF-κB與DNA結合的親和力,從而調控NF-κB的活性。4單次給藥對di損傷及致腐爛作用NO-NSAIDs最吸引人的藥理特點之一是其對GI的保護作用,動物試驗和臨床研究均表明,此類藥物對GI損傷及致潰瘍作用顯著小于相應的NSAIDs。4.1單次給藥對大鼠的影響大鼠經口給予單劑量(80mg·kg-1)萘普生,24h后明顯引起胃潰瘍,但等摩爾劑量的NO-萘普生卻未引起任何胃損傷。類似地,大鼠經口給予NO-阿司匹林、NO-雙氯芬酸、NO-吲哚美辛和NO-酮基布洛芬均未引起胃腸損傷。此外,對大鼠注射NO-氟比洛芬未見其腸道潰瘍,而類似劑量的氟比洛芬卻使大鼠腸道產生彌漫性出血。上述單次給藥,NO-NSAIDs的GI不良反應明顯小于相應的NSAIDs,多次給藥也驗證了這一結果。大鼠經口給予氟比洛芬,每日兩次,給藥一周后,引起體重和血細胞比容下降,GI出血,而等摩爾劑量的NO-氟比洛芬給藥,未見這些現(xiàn)象發(fā)生。萘普生長期給藥引起大鼠胃腸損傷,然而NO-萘普生長期給藥卻未引起任何胃損傷。雙氯芬酸和NO-雙氯芬酸分別給藥,其結果與上述類似。此外,一些實驗誘導的肝硬化、佐劑性關節(jié)炎或糖尿病動物對阿司匹林的GI毒性非常敏感,即使很低的劑量也能導致嚴重的胃出血。與此形成鮮明對照的是,等摩爾劑量的NO-阿司匹林對動物不產生胃損傷或僅引起很小的毒性。除了不產生GI不良反應外,NO-NSAIDs對一些受到特殊(如某種毒性)刺激的動物也具有GI保護作用。例如,對LPS誘導的胃黏膜血流減少,NO-氟比洛芬能使其恢復到正常水平,并減輕GI損傷。類似地,NO-阿司匹林也可抑制出血性休克大鼠整個休克期的胃血流減少。NO-NSAIDs保護GI的另一個顯著特點是,對已有胃腸潰瘍的動物用藥,不影響其潰瘍治愈,有的甚至具有加速治愈的作用。作者研究的ZLR-8(圖2)與雙氯芬酸和nitrofenac相比,對正常大鼠及胃潰瘍大鼠都具有較輕的GI不良反應,且不影響胃潰瘍的愈合,而雙氯芬酸和COX-2抑制劑羅非昔布則明顯延遲潰瘍愈合,其機制可能與ZLR-8釋放NO,增加胃黏膜血流量有關。NCX4016和NO-萘普生(AZD3582)的I期臨床研究結果與動物試驗是一致的。AZD3582的II期臨床研究結果也表明,療效與萘普生相當,但胃潰瘍發(fā)生率降低40%。4.2參與決定的作用機制NO-NSAIDs保護GI的確切機制仍然不是十分清楚,以下僅介紹近年來對此所進行的有關研究及可能的解釋。4.2.1no-nsaids釋放no血管的影響研究發(fā)現(xiàn),氟比洛芬引起大鼠GI血管收縮(16.6%),而NO-氟比洛芬卻使這些血管舒張(6.7%)。類似地,雙氯芬酸腹腔注射給藥60min,能引起大鼠胃血流減少50%,而NO-雙氯芬酸(nitrofenac)對血流無影響。以上結果支持了NO-NSAIDs通過釋放NO,產生血管舒張作用,導致胃腸道不良反應降低的觀點。但是NO-NSAIDs在體外僅有微弱的血管舒張活性,在體內又對血壓無明顯影響(見下述),那么它們是如何僅影響GI血管而不影響其他部位的血管呢?幾種可能的解釋是:①NO-NSAIDs給藥后釋放NO,GI比其他部位接觸到更高濃度的NO;②胃腸黏膜血管比其他部位血管對NO更為敏感;③GI中的酶更易使NO-NSAIDs裂解,釋放出NO。這3種解釋是否正確,尚須進一步證明。4.2.2ids抑制劑的作用研究表明,NSAIDs抑制了COX-1,減少了抗中性細胞黏附的PGI2的生成;NO-NSAIDs釋放出的NO,抑制了中性細胞黏附到血管壁上,因此可取代PGI2,既作為黏膜血管舒張劑,也可作為中性細胞激活的抑制劑。例如,阿司匹林等NSAIDs明顯增加大鼠白細胞黏附到腸系膜的毛細管后血管,而相應的NO-阿司匹林、NO-氟比洛芬、NO-萘普生明顯減少了白細胞的浸潤。4.2.3-阿斯匹林對caspases的催化研究表明,阿司匹林增加大鼠胃腸黏膜中caspase-1和caspase-3的活性,但NO-阿司匹林卻能對這些caspases催化中心的半胱氨酸殘基亞硝化,使其失活。此外,還發(fā)現(xiàn)氟比洛芬能濃度依賴性地引起胃黏液細胞凋亡,而NO-氟比洛芬抑制了這些細胞的凋亡。NO-阿司匹林也能通過激活環(huán)烏苷酸(cGMP)依賴性的通路,保護胃主細胞免受TNFα誘導的毒性。5no-nsaids長期服用NSAIDs可能引起腎乳頭壞死或其他形式的腎損傷,對一些依賴PGs維持腎臟血流的病人可能減少腎灌流。此外,NSAIDs還會加重高血壓,干擾一些藥物的降壓作用。COX-2選擇性抑制劑也具有這些不良反應,其嚴重性有的甚至超過NSAIDs。例如,羅非昔布致心肌梗死的幾率比萘普生大5倍。NO-NSAIDs不產生腎臟和心血管毒性或不良反應。例如,在動物模型,NO-氟比洛芬能顯著恢復部分切除的腎臟結構及其功能,氟比洛芬無此作用。另有報道,雙氯芬酸明顯減少了大鼠腎臟血流,但NO-雙氯芬酸對其血流無影響。雖然NO-阿司匹林、NO-氟比洛芬和NO-撲熱息痛等在體外能舒張去甲腎上腺素預先收縮的大鼠主動脈,但與傳統(tǒng)的NO供體相比,它們的舒張活性還是較弱的。已知SNP舒張血管的活性至少比NO-NSAIDs大3個數(shù)量級。NO-NSAIDs相對較弱的血管舒張活性也反映在不降低正常動物的血壓,即使大劑量靜脈注射也不引起低血壓。有趣的是,NO-阿司匹林能顯著降低高血壓大鼠血壓。更有趣的是,雖然NO-氟比洛芬對麻醉大鼠血壓無明顯影響,但對注射LPS導致的低血壓卻具有拮抗作用。如何解釋上述3種情況?有學者認為,對正常血壓的動物無升壓作用,可能如前述,NO-NSAIDs緩慢釋放NO,且NO的量有限,不足以引起廣泛的血管舒張;對高血壓大鼠的降壓作用,很難解釋,也許是某種機制使其對NO-NSAIDs所釋放的NO尤為敏感所致;對LPS導致的低血壓拮抗作用可能與NO-NSAIDs抑制了LPS介導的血管iNOS表達有關。以上解釋特別是后兩種情況的解釋尚須進一步研究,加以證實。6糖尿病的作用機制近年來,基于NO-NSAIDs在GI和心血管系統(tǒng)的安全性,人們試圖進一步擴大其臨床應用范圍。NO-NSAIDs防治癌癥特別是結腸癌的優(yōu)勢已嶄露頭角,對其作用機制已進行了較深入的研究。NO-NSAIDs也試用于治療那些能增加GI損傷和心血管不良反應傾向的糖尿病、肝硬化等疾患。NCX4016作為治療外周動脈阻塞性疾病(PAOD)進入II期臨床研究,最近又將其作為胰島素增敏劑和并發(fā)癥治療劑進入II期臨床研究,治療2型糖尿病。據(jù)報道,HCT1026能抑制老年癡呆(AD)大鼠模型腦部炎癥,減少β-淀粉樣蛋白沉積;還發(fā)現(xiàn)HCT1026具有抗骨質疏松作用。7no在臨床醫(yī)學上的問題及防治策略NO-NSAIDs研究的初衷是為了降低NSAIDs的GI不良反應,經過10多年的努力,這一目的不僅已達到,而且還發(fā)現(xiàn)了它們對腎臟和心血管的保護作用。NO-NSAIDs除了用于抗炎、鎮(zhèn)痛,治療類風濕關節(jié)炎、骨關節(jié)炎等慢性炎癥疾病外(對于那些同時患有胃