硫化氢减轻阿片依赖的作用机制综述

　　阿片依赖是一种慢性复发性脑疾病，长期使用阿片类药物会影响中枢神经系统细胞内信号正常转导，激发异常氧化应激反应，加快脑细胞凋亡，并严重损害阿片依赖患者的认知、学习、记忆等功能。其治疗则是以减轻阿片依赖所导致的严重戒断症状为主。1989 年Goodwin 等[1]和 Warenycia 等[2]第 1 次在大鼠及人的大脑中检测出硫化氢（hydrogen sulfide,H2S），1995 年 Awata等[3]进一步证实了内源性 H2S 产生的酶学机制 .H2S 作为一种新型内源性神经调节因子，不仅具有抗炎、抗氧化、抗细胞凋亡作用，还在腺苷酸环化酶/环磷酸腺苷/cAMP 反应元件结合蛋白（AC/cAMP/CREB）信号通路中发挥重要调节作用，从而改善神经系统病变所致的认知、学习、记忆等功能的异常。研究已证实，H2S 可通过减少阿片类药物介导的脑细胞凋亡，减轻阿片刺激的脑细胞异常氧化应激反应及抑制 AC/cAMP/CREB 信号通路，一定程度抑制对阿片依赖。本文就 H2S 减轻阿片依赖的作用机制作一综述。

　　1 内源性 H2S 的合成与代谢
　　
　　H2S 是一种无色、易燃、水溶性较好，并具有特征性臭鸡蛋味的有毒气体，其毒性是 CO 的 5 倍以上，当空气中的 H2S 浓度达 到 0.000 1% 时便可引起头痛等不适。在溶液中，H2S 可以离解成 H+、HS-、S2-等离子。H2S经酶促反应合成，其合成所依赖的酶包括胱硫醚-β-合成酶（cystathionine-β-synthase,CBS）、胱硫醚-γ-裂解酶（cystathionine-γ-lyase,CSE）、半胱氨酸转移酶（cysteinearminotransferase,CAT）和丙酮酸硫基转移酶（mertaptopy-ruvate sulfurtransferase,3-MST），其中 CSE 是人体心血管系统转硫途径中最关键的酶[4],CBS 是大脑和神经系统中主要的 H2S 合成酶[5],而 CAT 和 3-MST 在大脑和血管内皮中均能合成 H2S。
　　
　　此外，极少数 H2S 可通过由单质硫到 H2S 的非酶促反应产生。H2S 经氧化后的产物大部分经由肾脏排出，其氧化主要在肝脏中进行[7],小部分经线粒体甲基化代谢生成低毒性的甲硫醇和甲硫醚，另有小部分 H2S 从呼吸系统排出[8].

　　2 H2S 减轻阿片依赖所致脑损伤

　　据 2013 年联合国毒品和犯罪问题办公室的统计报告[9],世界药物成瘾趋势总体平稳 ,自 2009 年以来，阿片成瘾人数在亚洲和非洲部分地区仍有轻度升高。

　　药物成瘾被 WHO 定义为慢性复发性脑疾病[10].阿片类药物的长期使用会通过激发神经元胞内氧化应激反应，抑制神经元发育，导致神经元凋亡和脑损伤。H2S 作为神经调节因子，在中枢神经系统能发挥抗凋亡、抗氧化应激等作用，从而起到减轻阿片依赖所致的脑损伤。

　　2.1 外源性 H2S 抗阿片依赖所致的氧化应激作用 氧化应激是机体在遭受有害刺激后，体内氧化系统和抗氧化系统失衡，大量活性氧（reactive oxygen species,ROS）产生，ROS 主要包括超氧化物阴离子、自由基和组织过氧化物。年龄相关自由基理论认为，ROS 作用靶点是随机的、任意的，并可以积累，能随机发挥氧化作用。已有证据表明，ROS 在生理及病理生理状态下作为特殊的信号分子发挥作用，能引起疾病和衰老[11].正常情况下，机体内过量的 ROS 可被抗氧化剂（硫辛酸、胡萝卜素等）和酶类[超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）等]清除，从而维持细胞稳态。
　　
　　然而，阿片类药物作为一种强烈的有害刺激，在中枢神经系统中会刺激神经元发生氧化应激产生大量 ROS,且超过机体自身的调节能力，进而会使细胞脂质过氧化，损伤 DNA分子并使蛋白及酶失活而损伤神经细胞。研究表明，海洛因会导致血清内总抗氧化能力下降，降低 SOD、谷胱甘肽过氧化物酶等的活性[12].在中枢神经系统中，氧化应激反应的失衡则会引起脑损伤[13].H2S 作为一 种神经调节因子，其通过调节细胞内各种酶的活性来调控细胞内生物化学反应以维持细胞稳态。Jiang 等[14]通过实验证实，外源性 H2S 可减轻由海洛因导致的大鼠海马组织异常激活的氧化应激反应。

　　2.2 外源性 H2S 减少阿片依赖所致神经元凋亡 细胞凋亡是细胞自主有序的死亡过程，是机体新陈代谢中一个重要组成部分，起着维持生物体稳态的作用。研究已证实神经元凋亡的基本机制同其他类型细胞的凋亡机制[15].凋亡的发生受到多基因的严格控制 ,如 Bcl-2 家族、caspase 家族、癌基因 C-myc、抑癌基因 p53 等，其中分为促凋亡基因与抑制凋亡基因。阿片成瘾会对机体造成极为严重的损害， 其中一个重要的方面是阿片成瘾会加速神经元凋亡。作为永久性细胞，神经元的凋亡不可代偿，进而会导致机体脑神经功能逐渐下降，并最终影响人的正常生活，甚至导致严重的神经疾病。刘立伟等[16]应用脱氧核苷酸末端转移酶介导的生物素化 dUTP缺口末端标记技术 TUNEL 检测吗啡成瘾后 SD 大鼠大脑海马组织细胞凋亡情况，结果证明长期使用吗啡会诱发大鼠脑细胞异常凋亡。而 Jiang 等[14]通过蛋白质印迹法检测大鼠海马组织胱硫醚-β-合酶、细胞裂解凋亡蛋白酶 3 及凋亡相关基因 Bcl-2 和 Bax 的含量变化，结果提示用硫氢化钠治疗海洛因成瘾组大鼠，细胞裂解蛋白酶-3 和 Bax 基因水平下降，而 Bcl-2 基因水平上升，单独使用海洛因组则相反，从而证明 H2S 可以部分抑制由海洛因成瘾所致大鼠海马神经元的异常凋亡。

　　H2S 作为神经调节因子在神经细胞中通过抗细胞凋亡、抗氧化应激等机制在病理状态下减少外源性刺激所致的脑损伤。细胞凋亡是在细胞受损达到一定程度后启动的，长期使用阿片类药物，会通过激发细胞内氧化应激过度导致细胞损伤进而诱发细胞凋亡的启动。外源性 H2S 可能通过减轻氧化应激反应，减轻细胞损伤程度从而减少启动凋亡的细胞数目；此外，H2S 作为气体小分子，其可通过改变细胞内外微环境进而影响细胞内信号转导及生物代谢，最终调节细胞凋亡。