降鈣素的研究進(jìn)展Δ

侯笑然，張慶，李國(guó)坤，邱志霞，陳西敬（中國(guó)藥科大學(xué)藥物代謝研究中心，南京市 211198）

降鈣素的研究進(jìn)展Δ

侯笑然＊，張慶，李國(guó)坤，邱志霞，陳西敬#（中國(guó)藥科大學(xué)藥物代謝研究中心，南京市 211198）

目的：了解降鈣素的研究進(jìn)展，為進(jìn)一步研究和利用提供參考。方法：根據(jù)文獻(xiàn)，對(duì)降鈣素的藥理作用、臨床應(yīng)用及新劑型等方面的進(jìn)展進(jìn)行綜述。結(jié)果：降鈣素具有中樞鎮(zhèn)痛的特點(diǎn)；可用于治療骨髓炎等與骨代謝率升高有關(guān)的疾??；現(xiàn)有的新劑型有以脂質(zhì)體為載體的降鈣素給藥系統(tǒng)（包括柔性脂質(zhì)體、前體脂質(zhì)體等）、聚乙二醇修飾的降鈣素等。結(jié)論：隨著降鈣素新作用的發(fā)現(xiàn)及其新劑型的發(fā)展，使其具有廣闊的應(yīng)用前景。

降鈣素；鎮(zhèn)痛；新劑型；綜述；研究進(jìn)展

降鈣素是由甲狀腺濾泡旁細(xì)胞分泌產(chǎn)生的一種重要的多肽類激素，其主要作用是調(diào)節(jié)全身鈣離子流，抑制骨的重吸收。其在臨床上被用來治療多種疾病，尤其是骨質(zhì)疏松癥。隨著我國(guó)人口老齡化日益嚴(yán)重，對(duì)降鈣素的需求也將越來越大，所以其有關(guān)研究日益受到人們重視。但又因多肽類藥物在體內(nèi)易被降解，使得降鈣素的給藥方式受到一定限制，給患者的服藥造成不便，故不少學(xué)者正在從事其新劑型的研究工作。為此本文綜述了降鈣素的研究進(jìn)展，為其進(jìn)一步研究和利用提供參考。

1 降鈣素新的藥理作用及臨床應(yīng)用

近年來的研究表明，降鈣素抑制骨吸收的作用與破骨細(xì)胞（OC）的特殊結(jié)構(gòu)偽足小體有關(guān)。OC通過富含肌動(dòng)蛋白的偽足小體來黏附骨髓基質(zhì)。降鈣素則可以使偽足小體解聚，促使OC收縮，降低其運(yùn)動(dòng)性，最終使其與骨脫離。其結(jié)合受體后將激活腺苷酸環(huán)化酶/環(huán)磷酸腺苷（cAMP）/蛋白激酶A通路和磷脂酶C通路并使酪氨酸酶磷酸化[1]。下游信號(hào)分子通過調(diào)控富脯氨酸蛋白酪氨酸激酶（Pyk2）和原癌基因Src的磷酸化狀態(tài)以及在OC內(nèi)的分布，誘導(dǎo)偽足小體重新裝配[2]。此外，降鈣素還可以調(diào)控骨細(xì)胞中核因子κB受體活化因子配基（RANKL）和護(hù)骨素（OPG）的表達(dá)。由于RANKL能夠促進(jìn)OC的生成，因此研究者認(rèn)為，降鈣素對(duì)RANKL的抑制也可能參與抑制骨的重吸收[3，4]。利用降鈣素這種抑制骨吸收的作用，不僅能夠治療骨質(zhì)疏松癥，還能治療其他與骨代謝率升高有關(guān)的疾病，同時(shí)，其還具有其他抑制骨吸收的藥物不具有的鎮(zhèn)痛作用。

1.1 降鈣素的鎮(zhèn)痛藥理作用

與其他抑制骨吸收的藥物不同的是，降鈣素可以減輕骨痛。此作用最早于1974年被報(bào)道用于治療佩吉特氏病，1年后通過動(dòng)物模型證明降鈣素確實(shí)具有鎮(zhèn)痛作用[5]。此后的臨床研究[5]發(fā)現(xiàn)，降鈣素對(duì)多種疼痛有效，包括反射性交感神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)不良綜合征、黏連性關(guān)節(jié)囊炎、強(qiáng)直性脊柱炎、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、脊椎壓縮骨折、幻肢痛等。骨質(zhì)疏松患者每天接受200u的鮭魚降鈣素（sCT，應(yīng)用于臨床的降鈣素通常指的是鮭魚降鈣素）就能大大減少止痛藥的用量。關(guān)于鎮(zhèn)痛作用的機(jī)制，有學(xué)者認(rèn)為降鈣素能抑制前列腺素E2的合成，還有學(xué)者認(rèn)為降鈣素通過激活內(nèi)源性阿片系統(tǒng)而發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用，因?yàn)榻碘}素受體（CTRs）結(jié)構(gòu)與阿片受體類似，且降鈣素能夠提高血漿β-內(nèi)啡肽水平[6]。降鈣素在腦內(nèi)的結(jié)合位點(diǎn)位于痛覺感受區(qū)，腦室內(nèi)給予sCT可以提高家兔的痛閾值，此作用不能被阿片受體拮抗藥納洛酮所對(duì)抗，因此有研究者設(shè)想降鈣素也可能是通過直接激動(dòng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的CTRs而發(fā)揮作用[7]。有報(bào)道[8]稱在大鼠腦橋髓質(zhì)部發(fā)現(xiàn)了sCT的特異性結(jié)合位點(diǎn)，進(jìn)一步證實(shí)了這一設(shè)想。

1.2 降鈣素的臨床應(yīng)用

CTRs在許多組織器官中均有發(fā)現(xiàn)，例如中樞神經(jīng)系統(tǒng)、胃腸道、卵巢、胎盤、骨髓以及OC、腎小管細(xì)胞和淋巴細(xì)胞中，在一些乳腺癌及肺癌細(xì)胞中也有表達(dá)。綜合其抑制骨吸收及鎮(zhèn)痛作用，降鈣素被廣泛用于臨床各種組織器官疾病的治療。

骨關(guān)節(jié)炎的特征是關(guān)節(jié)軟骨發(fā)生原發(fā)性或繼發(fā)性退行性病變。實(shí)驗(yàn)及臨床觀察[9]表明，關(guān)節(jié)軟骨的結(jié)構(gòu)完整性有賴于軟骨成骨和關(guān)節(jié)軟骨之間的相互作用，而Ⅱ型膠原蛋白和蛋白聚糖占到了正常軟骨細(xì)胞干重的90%。因此，理想的骨關(guān)節(jié)炎治療藥物應(yīng)該對(duì)成骨和軟骨的代謝都發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，并且能夠抑制酶對(duì)Ⅱ型膠原蛋白和蛋白聚糖的降解。降鈣素是骨關(guān)節(jié)炎重要的治療藥物。從結(jié)構(gòu)重建的角度，降鈣素對(duì)軟骨和軟骨下骨均有調(diào)節(jié)作用，具有長(zhǎng)期療效，這一點(diǎn)與其他抗骨吸收藥物只作用于關(guān)節(jié)軟骨不同。另外，降鈣素還能止痛，可以迅速緩解癥狀[9]。

目前在關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞中已發(fā)現(xiàn)了CTRs，降鈣素與其結(jié)合后將啟動(dòng)cAMP信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，促進(jìn)軟骨細(xì)胞的增殖、分化和成熟并合成蛋白聚糖和Ⅱ型膠原蛋白。另一方面，白細(xì)胞介素-1（IL-1）、抑瘤素（OSM）和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）是軟骨細(xì)胞分解代謝中重要的細(xì)胞因子，可促使基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）在關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞中表達(dá)，導(dǎo)致大量軟骨細(xì)胞變性。降鈣素對(duì)MMP進(jìn)行向下調(diào)節(jié)，抑制其表達(dá)及活性，從而抑制蛋白聚糖和Ⅱ型膠原蛋白的變性[10，11]。使用sCT后，尿中Ⅱ型膠原蛋白的排泄量顯著降低，且有劑量依賴性，說明sCT能抑制軟骨降解，保護(hù)軟骨，對(duì)那些軟骨降解快的絕經(jīng)后婦女療效可能更好[12]。

下頜骨彌散性硬化性骨髓炎以陣痛及下頜骨膨大為標(biāo)志，并伴有牙關(guān)緊閉癥。該病因尚不明確，可能由一種低毒性細(xì)菌感染引起。但目前采用的抗生素、非類固醇類消炎藥、高壓氧和骨骼肌松弛藥治療其療效均不顯著。而患者使用降鈣素后脹痛癥狀得到明顯改善，療效令人鼓舞[13]。

2 降鈣素新劑型研究進(jìn)展

目前，國(guó)內(nèi)、外市場(chǎng)上降鈣素劑型以注射劑、噴鼻劑為主。但現(xiàn)階段的注射給藥存在患者依從性差、不良反應(yīng)較多、長(zhǎng)期用藥不方便等問題；噴鼻劑也存在穩(wěn)定性差、對(duì)鼻黏膜有一定的刺激性等缺點(diǎn)。鑒于這2種劑型的不足，不少學(xué)者研究采用以脂質(zhì)體為載體、聚乙二醇（PEG）修飾等方法制備全新的口服等劑型或改良現(xiàn)有劑型，以克服現(xiàn)有劑型的缺點(diǎn)，并促進(jìn)降鈣素的吸收。以下介紹幾種降鈣素新劑型。

2.1 以脂質(zhì)體為載體的降鈣素給藥系統(tǒng)

脂質(zhì)體作為一種親脂性的微型泡囊體，具有靶向性和淋巴定向性、緩釋作用、生物相容性好、藥物毒性低等特點(diǎn)。雖然脂質(zhì)體存在穩(wěn)定性較差等問題，但經(jīng)改良后的脂質(zhì)體仍可作為一種優(yōu)良的藥物載體。近年來，國(guó)內(nèi)、外研究者嘗試?yán)酶鞣N改良后的脂質(zhì)體以增強(qiáng)降鈣素的吸收和降血鈣效果。

2.1.1 柔性脂質(zhì)體。陳銘等[14]在脂質(zhì)體膜材中加入一定比例的去氧膽酸鈉（大豆磷脂∶去氧膽酸鈉＝100∶32，W/W），使脂質(zhì)體具有充分的柔性，從而制備成柔性脂質(zhì)體。該研究利用柔性脂質(zhì)體優(yōu)越的變形性能，降低了sCT透過鼻腔上皮黏膜進(jìn)入血液循環(huán)的阻力，從而促進(jìn)sCT的鼻黏膜吸收。其研究結(jié)果表明，由表面活性劑去氧膽酸鈉修飾的sCT柔性脂質(zhì)體經(jīng)鼻腔給藥后，可以迅速降低血清鈣離子濃度，并長(zhǎng)時(shí)間維持降血鈣效應(yīng)，與sCT水溶液有顯著性差異（P＜0.05）。并且柔性脂質(zhì)體的降血鈣效應(yīng)與其變形性呈正相關(guān)。脂質(zhì)體的變形性越大，其降血鈣效果越強(qiáng)，即其相對(duì)生物利用度越高。國(guó)外研究[15]也表明，由去氧膽酸鈉修飾的sCT柔性脂質(zhì)體經(jīng)鼻腔給藥后的效果與上述研究結(jié)果相似，且柔性脂質(zhì)體中的去氧膽酸鈉的含量明顯影響脂質(zhì)體的粒徑大小和包封率。

2.1.2 前體脂質(zhì)體。這是一種將脂質(zhì)吸附在極細(xì)的水溶性載體，如氯化鈉、山梨醇等聚合糖類（增加脂質(zhì)分散面積）而制成的脂質(zhì)體。作為一種新型的靶向脂質(zhì)體，前體脂質(zhì)體具有可預(yù)防脂質(zhì)體之間相互聚集等優(yōu)點(diǎn)，因而備受國(guó)內(nèi)、外研究者關(guān)注。Song等[16]制備了多種膽鹽修飾的sCT前體脂質(zhì)體，發(fā)現(xiàn)以這些膽鹽，如由表面活性劑?；侨パ跄懰徕c修飾的前體脂質(zhì)體可明顯促進(jìn)sCT的腸吸收，增加sCT的生物利用度且對(duì)腸黏膜上皮細(xì)胞的毒性低，有望制成一種新的降鈣素口服制劑。

2.1.3 其他脂質(zhì)體。另有許多研究者嘗試使用其他物質(zhì)修飾的脂質(zhì)體來促進(jìn)降鈣素在體內(nèi)的吸收，已取得比較理想的成果。有報(bào)道[17]用果膠修飾的sCT納米脂質(zhì)體顯示出較強(qiáng)藥理活性，具有增強(qiáng)降鈣素的腸吸收和降血鈣效果。還有報(bào)道[18]采用殼聚糖修飾的sCT納米脂質(zhì)體具有較好的緩釋作用。這些改良的納米脂質(zhì)體都有望應(yīng)用于新的口服多肽類藥物的制備。

2.2 PEG修飾的降鈣素

隨著基因工程技術(shù)的發(fā)展，多肽類藥物的應(yīng)用日益受到人們的青睞。然而由于多肽類藥物具有血漿半衰期較短、有一定的免疫原性等不足，在一定程度上限制了其臨床應(yīng)用。因PEG可與蛋白質(zhì)相容，用其對(duì)多肽類藥物進(jìn)行化學(xué)修飾已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)和生物工程領(lǐng)域的熱門課題，現(xiàn)已得到了廣泛的研究和應(yīng)用[19]。因此有許多研究者嘗試用PEG修飾降鈣素，以期獲得一種高效、低毒的降鈣素藥物。

Youn等[20]將分子量為2000的PEG分別與降鈣素多肽上1位的半胱氨酸、11位的賴氨酸、18位的賴氨酸相偶聯(lián)，發(fā)現(xiàn)PEG偶聯(lián)在18位的賴氨酸上時(shí)，降鈣素的生物活性最高。與PEG偶聯(lián)后，降鈣素的分子量增大，可防止其從腎小球毛細(xì)血管中滲出，減小腎清除率。同時(shí)，降鈣素經(jīng)PEG修飾后可增強(qiáng)其在腸中的穩(wěn)定性，且沒有明顯減弱降鈣素的腸膜透過性和生物活性。另外有研究[21]探討了不同分子量PEG與降鈣素偶聯(lián)后的降血鈣效果，經(jīng)研究篩選出分子量為2000的PEG修飾的降鈣素生物活性最高。國(guó)內(nèi)也有專利[22]稱優(yōu)選了一種結(jié)構(gòu)為（m-PEG-（CH2）Q-T-NH）P-R的PEG修飾的降鈣素，其中m優(yōu)選甲氧基；PEG可以是支鏈或者是直鏈的，分子量?jī)?yōu)選3000～6000。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[22]中發(fā)現(xiàn)其降血鈣效果增強(qiáng)1倍，作用時(shí)間也顯著延長(zhǎng)，且有更低的免疫原性。這說明選用大小合適的PEG來修飾降鈣素可較好地保持其原有生物活性。

2.3 其他降鈣素給藥系統(tǒng)

有學(xué)者也探索用一些新合成的化合物以改善降鈣素的某些特性，以克服降鈣素的原有缺陷，并從中發(fā)現(xiàn)有潛在價(jià)值的新降鈣素給藥系統(tǒng)。有報(bào)道[23]用合成的乙二醇?xì)ぞ厶菐€基聚合物（GCS）及其與巰基乙酸（TGA）結(jié)合后產(chǎn)生的衍生物（GCS-TGA），制備包裹了降鈣素的GCS和GCS-TGA的納米粒，研究結(jié)果表明這2種納米粒促進(jìn)了降鈣素在肺中的吸收，且對(duì)肺組織的毒性較低。另有報(bào)道[24]構(gòu)建一種由二碳磷酸鹽化合物（BP）介導(dǎo)的以O(shè)C為靶目標(biāo)的降鈣素給藥系統(tǒng)，這種給藥系統(tǒng)增強(qiáng)了降鈣素與OC上的CTRs結(jié)合的特異性和親和力，且有較強(qiáng)的生物活性，有望成為一種全新、高特異性的降鈣素藥物。

3 結(jié)語

綜上所述，降鈣素鎮(zhèn)痛作用的發(fā)現(xiàn)必將帶來人們對(duì)降鈣素應(yīng)用方式、適用范圍的全新思考，更給一些疾病的臨床治療提供了另一種選擇。此外，在近年來降鈣素劑型的研究中，許多研究者利用脂質(zhì)體、PEG等物質(zhì)的特性來提高降鈣素的生物利用度和穩(wěn)定性，均取得積極成果，可以預(yù)見這些物質(zhì)在降鈣素等多肽類藥物的使用中具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，降鈣素或?qū)l(fā)揮更大的作用，從而為相關(guān)患者提供更好的治療方式，減少其不必要的痛苦。

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R97；R58

A

1001-0408（2011）17-1617-03

Δ國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863）資助項(xiàng)目（2007AA02Z171）；國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)人才培養(yǎng)基金資助項(xiàng)目（J0630858）

＊在讀本科生。研究方向：藥動(dòng)學(xué)。電話：025-83271286。E-mail：houxiaoran@126.com

#通訊作者：教授，博士研究生導(dǎo)師。研究方向：藥動(dòng)學(xué)。電話：025-83271286。E-mail：chenxj-lab@hotmail.com

2010-11-23

2011-02-13）

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