化疗为何会损伤神经,而刺痛感为何有时始终无法完全消失
从药物特异性损伤到部分神经损伤能够修复、部分无法修复,了解化疗诱导的周围神经病变背后的生物学机制

要点
- •化疗诱导的周围神经病变(CIPN)在治疗期间很常见,而且相当一部分患者在化疗结束六个月或更长时间后仍有症状。
- •背根神经节中的感觉神经元细胞体缺乏神经系统其他部位所具有的血神经屏障,因此会异常暴露于循环中的化疗药物。
- •铂类化疗药物会损伤感觉神经元内的DNA,而紫杉烷类和长春花生物碱类药物会破坏微管;微管是沿神经纤维运输物质所必需的内部支架。
- •线粒体功能障碍及其导致的氧化应激,似乎是不同化疗药物类别损伤周围神经时共同存在的下游机制。
- •受损感觉神经元中的离子通道活动发生改变,加上神经附近及脊髓的炎症,有助于解释CIPN为何常引起灼热感或电击样疼痛。
- •如果损伤局限于轴突,CIPN可能会恢复;但如果感觉神经元本身的细胞体丧失,病变可能变成永久性,因为这些细胞无法再生。
- •化疗累积剂量、既往存在的神经病变或糖尿病,以及某些基因变异,都与严重或持续性CIPN风险升高有关。
- •目前,度洛西汀是唯一有随机对照试验和临床指南支持用于治疗CIPN疼痛的药物,但它只能控制症状,不能逆转神经损伤。
化疗通过针对快速分裂的细胞发挥作用,而这正是肿瘤容易受到攻击的原因。但药物的作用并不会止于肿瘤。药物会随血液循环到达全身,并可能损伤那些负责将手指和脚趾的感觉向上传递至脊髓的长神经纤维。医生将这种情况称为化疗诱导的周围神经病变(chemotherapy-induced peripheral neuropathy,CIPN):麻木、刺痛、灼热感或锐痛,通常从手脚开始,也可能从那里向外扩展。
一种既常见又难以预测的副作用
许多患者在治疗期间就会出现CIPN。汇总了多项化疗研究结果的一项系统综述和荟萃分析发现,治疗结束后数周内,相关症状非常普遍;而且,仍有相当一部分患者在六个月或更长时间后报告症状依然存在。这种持续性正是CIPN严重影响日常生活的原因之一。CIPN也不是一种表现完全一致的疾病。有些人会在几个月内完全恢复,有些人则会多年持续麻木,还有少数人最终出现永久性的感觉改变。要理解为什么不同患者的结局会有如此大的差异,首先需要了解这些特定神经为什么一开始就特别容易受到影响。
为什么这些神经特别容易受到影响
人体大多数神经组织都位于一种保护屏障之后,这种屏障会限制血液中循环的药物有多少能够真正到达神经,其原理与血脑屏障相似。然而,感觉神经元的细胞体位于脊髓附近称为背根神经节的紧密细胞簇中,而这些细胞簇缺乏同样的保护屏障。它们的血管通透性异常高,就像一个没有围栏的社区,使通常会被过滤掉的物质可以直接进入。这使背根神经节成为神经系统中少数几个化疗药物能够以有临床意义的高浓度聚集的部位之一,也有助于解释为什么CIPN通常以感觉症状为主,而不是运动障碍。
不同药物,不同的攻击部位
进入这些脆弱的细胞体后,不同类别的化疗药物会通过不同方式造成损伤。铂类药物会直接与背根神经节神经元内的DNA结合,造成损伤,而这些代谢活跃的细胞很难将损伤完全修复。紫杉烷类和长春花生物碱类药物则通过另一种方式发挥影响:它们会干扰微管。微管是细胞内部管状的支架,可以像货运线路一样,将蛋白质和营养物质从细胞体一路输送到轴突,也就是延伸至指尖或脚趾的长纤维。当这种支架受到破坏,运输线路就会崩溃;而神经最远端、也就是支配足部的部分,通常最先受损,因为它依赖最长的供应路线。
在许多药物特异性损伤的背后,还存在一个共同的下游问题。化疗暴露会损害线粒体——细胞内负责产生可用能量的结构;受损的线粒体会产生过量的活性副产物,损伤周围组织,这种状态称为氧化应激。这一共同机制意味着,尽管铂类药物、紫杉烷类药物和长春花生物碱类药物启动损伤的方式不同,但最终可能在同一批脆弱的感觉神经元内汇聚为相似的能量衰竭和细胞损伤模式。
为什么疼痛本身会有触电般的感觉
单纯的神经损伤并不能解释为什么CIPN常常引起灼热感或电击样感觉,而不仅仅是麻木。部分原因在于控制神经元电信号的蛋白质,也就是离子通道。感觉神经元受损时,这些离子通道之间的平衡会发生改变,使神经比正常情况下更容易被触发。结果便是神经病理性疼痛:这种疼痛是由神经系统功能失常产生的,而不是由指尖或脚趾本身的实际损伤引起的。
这种过度兴奋并不是孤立发生的。免疫细胞会在受损神经附近以及脊髓内部被激活,而这种神经炎症似乎有助于在一开始触发疼痛症状,并使症状随时间持续。换句话说,最初的分子损伤可能启动了问题,但神经系统自身的炎症反应可能让问题延续下去。
为什么有些损伤能够修复,而有些不能
CIPN最终会消退还是持续存在,似乎取决于一个基本区别:损伤是否局限于轴突,也就是神经元的长纤维延伸部分,还是已经累及神经元本身的细胞体?轴突变性,即局限于神经纤维的损伤,确实有恢复的可能,因为只要细胞体仍然完整,细胞体通常可以随着时间推移重新长出一条神经纤维,这有点像植物从完整的根部重新长出受损的枝条。但如果化疗暴露严重或持续时间足够长,就可能直接杀死感觉神经元的细胞体。这种损失并不是身体可以简单再生的,因此,这很可能解释了为什么有些患者在最后一次输液很久之后,仍会留下永久性的感觉改变。
哪些人更容易受到严重影响
并非所有患者面临的风险都相同。化疗的累积剂量很重要:整个疗程中接触的药物总量越大,出现持续性损伤的可能性就越高。已经存在某种程度周围神经病变的患者,包括糖尿病患者,往往更容易在原有状况的基础上进一步受到化疗导致的神经损伤。遗传因素似乎也发挥一定作用;一项全基因组关联研究发现,某些基因变异与紫杉醇诱导的感觉神经病变风险升高有关,这提示患者之间的部分差异可能写在其生物学特征中,而不仅仅取决于剂量或药物选择。这些因素都不能保证患者一定会出现严重或永久性神经病变,但它们共同帮助解释了为什么两名接受完全相同治疗方案的患者,可能有截然不同的经历。
哪些方法有帮助,哪些方法目前还缺乏证据
CIPN并不只是令人不适。它会明显降低生活质量,而且在许多情况下严重到足以使肿瘤治疗团队降低化疗剂量,或比原计划更早停止治疗,这可能影响原发癌症治疗本身的进程。神经症状与癌症治疗强度之间的这种权衡,是预防和管理CIPN具有临床重要性的原因之一,而不仅仅是为了提高舒适度。
在治疗方面,现有证据基础可能比患者希望的更有限。目前,度洛西汀是唯一一种既有随机对照试验支持、又得到临床实践指南支持的用于治疗已出现疼痛性CIPN的药物。需要明确的是,这些证据说明了什么、没有说明什么:度洛西汀可以帮助控制疼痛并改善功能,但不能逆转已经发生的神经损伤,也不能使丧失的感觉神经元再生。患者群体中流传着许多其他方法,但就CIPN而言,它们目前并没有同等水平的支持性证据。
科学仍存在的空白
CIPN背后的广泛机制——背根神经节的易受损性、药物类别特异性的损伤以及线粒体应激——已经得到相当充分的确认。尚未解决得那么清楚的是如何进行预测:为什么一名患者的轴突能够顺利再生,而另一名患者的感觉神经元却会彻底丧失;以及遗传检测未来是否能够在治疗开始前可靠地识别出风险最高的人群。在这些问题得到更好回答之前,CIPN仍然是值得与肿瘤治疗团队坦诚讨论的副作用,因为不同患者的症状、出现时间和风险差异很大,没有一种描述能够适用于所有人。
常见问题
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团队审阅: 本文由以下人员审阅 Canceria Research Team

