中华老年医学杂志2000年第19卷第6期

陈锡群蔡定芳

关键词：帕金森病(Parkinson's disease,PD)；左旋多巴（L-Dopa）；神经毒性帕金森病(Parkinson's disease,PD)系一老年慢性神经系统变性疾病,60年代末，随着PD黑质纹状体多巴胺系统功能异常这一重大发现，左旋多巴（L-Dopa）开始作为替代方法用于PD治疗。30多年来，L-Dopa一直是治疗PD的最有效药物。然而在明显缓解症状的同时，L-Dopa也带来了许多难以克服的副作用，如运动障碍、“开关”现象、“剂末”现象等，尤其是近年来，有人认为L-Dopa具有神经毒性作用，可以加速脑内多巴胺（DA）能神经元的变性死亡和PD的进行性过程，但亦有对此持不同观点者。

一、PD的氧化应激学说与L-Dopa神经毒性

近年来，PD发病机制的研究取得了重要进展，提出了关于脑内黑质DA能神经元的氧化应激学说^〔1〕。诸多证据表明，氧化应激水平的升高及细胞的氧化损伤最终导致了PD黑质致密部DA能神经元的进行性变性死亡。PD氧化应激学说的最初理论根据即是DA的体内代谢过程。外源性L-Dopa及其脱羧产物DA易于通过自身氧化或酶促氧化产生自由基和其他活性氧类(reactive oxygen species,ROS)，在PD业已存在的氧化应激条件下，这种特性使人们推想，L-Dopa治疗可能会进一步加重神经系统的氧负荷，对残存DA能神经元具有毒性作用，从而加速PD的进行性过程^〔2〕。然而，关于L-Dopa氧化毒性的实验论证却颇为复杂，结果尚难定论。

二、体外实验及其毒性机制

L-Dopa和DA在体外均系强效有毒物质，可以使多种培养的神经细胞死亡。研究表明，氧化代谢是L-Dopa与DA体外毒性机制的关键所在。由L-Dopa和DA氧化产生的ROS可以攻击细胞膜上的多聚不饱和脂肪酸，产生脂质过氧化物，还可使结构蛋白、功能蛋白及核酸受氧化损伤，从而产生细胞毒性作用^〔3〕。这种毒性作用可被抗氧化剂，尤其是含巯基抗氧化剂，如N-乙酰半胱胺酸、还原型谷胱甘肽等阻断，维生素C、维生素E亦有此作用。但L-Dopa和DA所触发的毒性机制并不完全相同，因为不同的抗氧化剂对两者的抗毒性作用有所不同^〔4〕。

L-Dopa和DA的氧化代谢有自身氧化和酶促（单胺氧化酶）氧化两种途径。自身氧化可形成具有潜在毒性的醌和半醌，在代谢过程中，醌和半醌会产生毒性超氧自由基，并可进一步由铁离子催化转变为更具毒性的羟自由基，所以在有铁离子存在时，L-Dopa毒性会加强，而铁鏊合剂如去铁胺可抑制其毒性作用。而在L-Dopa和DA酶促氧化过程中则有过氧化氢的产生。正常情况下，过氧化氢通过酶系（主要是谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶）代谢失活，然而，过氧化氢也可以在有铁离子存在的条件下通过Fenton反应生成具有高度毒性的羟自由基。在PD的病理条件下，这个过程有自身不断重复加强的可能，因为DA耗竭后的补偿机制使得DA更新率增加，从而过氧化氢形成增加，对谷胱甘肽系统的需求也增加。但有人认为酶促机制似并不重要，因为单胺氧化酶B抑制剂无细胞保护作用。

兴奋性毒性作用亦被认为是L-Dopa神经毒性机制之一，也是L-Dopa与DA毒性的不同所在。L-Dopa可刺激谷氨酸释放，其对培养细胞的毒性可被N-甲基-D-天门冬氨酸（NMDA）及非NMDA谷胺酸受体拮抗剂阻断^〔5〕。此外，L-Dopa和DA还对线粒体呼吸链功能，尤其是复合物Ⅰ和Ⅳ有明显影响，可以抑制电子传递链中的酶活性，从而抑制电子传递，对细胞产生毒性作用^〔6〕。

三、动物活体实验及临床研究

L-Dopa处理可诱发实验动物的氧化应激状态，使黑质致密部羟自由基形成增加、纹状体脂质过氧化水平增高及DA氧化代谢产物形成等^〔7〕。但在正常动物中，模拟临床PD患者治疗过程的慢性L-Dopa处理对大鼠、小鼠黑质DA能神经元并无毒性作用。对黑质纹状体DA系统损毁的动物，如6-OHDA大鼠和1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶（MPTP）小鼠，多数报道亦示无毒性作用，但有两则报道结果不同，Blunt等^〔8〕报道，慢性L-Dopa治疗6-OHDA严重损毁大鼠对残存中脑腹侧被盖部(ventral tagmental area,VTA)DA能神经元有毒性作用；Fukuda等^〔9〕报道，L-Dopa治疗MPTP处理小鼠使黑质致密部及VTA总细胞数明显下降^〔9〕。L-Dopa对黑质纹状体损毁动物有毒性作用的原因，可能是在L-Dopa或DA注入后，正常动物DA能神经元可以使细胞外的高药物浓度迅速降低，而黑质纹状体损毁的动物则部分或全部丧失这种功能，且残存的DA能神经元由于处于高活动代偿状态，具有易感性。对移植入6-OHDA损毁大鼠纹状体的胚胎黑质DA能神经元，长期L-Dopa处理有有毒性和无毒性的不一致报道。此外，反复L-Dopa注射对妊娠大鼠的胚胎黑质神经元及胚胎出生后的发育无毒性作用^〔10〕。

在临床患者中，严密的对照试验难以开展，但有些研究结果表明，长期服用L-Dopa可以提高PD患者的生存率；尽早开始L-Dopa治疗能延长患者尤其是高龄患者的寿命。尸检资料也表明，非PD患者意外接受大剂量L-Dopa长期治疗后黑质无明显组织学异常，L-Dopa治疗的PD患者与未治疗的PD患者黑质致密部组织学检查的定量对比亦无差异。接受胎脑移植后一直服用L-Dopa的PD患者，死后尸检显示移植物生长良好^〔11〕。

临床上，L-Dopa治疗PD确也伴随了许多棘手的问题。不管病情严重程度及治疗开始时间，L-Dopa治疗数年后疗效进行性下降；持续服用L-Dopa不能阻止PD进展；长程L-Dopa治疗可以增加运动波动并发症。但这些副作用是PD自身病情进展抑或是L-Dopa毒性作用目前尚不清楚。有研究表明，病情进展、药物疗效及副作用发生率与L-Dopa治疗开始时间并不相关。更有报道认为，推迟L-Dopa治疗会使运动波动发生的可能性增加，副作用的出现也迅速。因此近来有作者建议，PD治疗应以L-Dopa作首选并尽早开始^〔12〕。

四、体外培养与在体发现明显差异的原因分析

尽管有大量实验表明，L-Dopa对体外培养的神经细胞有毒性作用，但至今在体动物实验和临床资料尚不能提供L-Dopa具有毒性作用、可促进PD进展的充分证据，造成这种结果差异的原因目前尚不完全清楚。

分析认为，细胞培养中得出的结论并不能反映完整动物活体的情况：（1）在培养条件下，神经元呈分散状态，较之活体内密集组织可以更多地暴露于作为介质的L-Dopa；（2）培养细胞缺乏自然条件下的充分防御机制，如清除自由基的酶系（超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶等）、抗氧化剂（如还原型谷胱甘肽）、神经生长因子及其他细胞内防卫系统；（3）慢性L-Dopa处理可能因代偿的建立使机体防御系统得到强化；（4）培养细胞介质中的L-Dopa浓度可能远远大于实验动物或患者全身投药所达到的中枢神经系统的药物浓度。

动物活体还具有另一关键保护机制，即胶质细胞作用。胶质细胞正常形态和功能的丧失参与了PD的发病现已初步得到公认。实验证明，胶质细胞可以明显对抗DA、过氧化氢、MPTP及L-Dopa等的毒性作用。培养介质中加入胶质细胞可以明显抑制，甚至完全阻断L-Dopa对神经元的毒性作用。正常情况下存在于黑质的胶质细胞可以缓冲环境毒物，包括内源性DA、铁离子、自由基、醌和半醌及外源L-Dopa的毒性作用。胶质细胞源性神经营养因子及胞内高浓度的谷胱甘肽是其具有这种作用的原因之一。有研究发现，PD患者脑中胶质细胞亦有凋亡的形态学改变，并认为这是胶质细胞对神经元保护作用的间接证据^〔13〕。

近年来，有报道认为L-Dopa对培养神经元有保护作用，预先给予亚致死量L-Dopa可使神经元耐受随后的致死量L-Dopa。长期L-Dopa治疗的PD患者外周血淋巴细胞对DA、过氧化氢及L-Dopa等有毒物质较对照组有更强抵抗力^〔14〕。Murer等^〔15〕的研究显示，在6-OHDA中度损毁大鼠中，L-Dopa可以促进DA系统功能恢复，使DA能标志物表达增加，纹状体DA神经末梢密度增高。我们对实验结果的解释是：（1）L-Dopa可以通过使DA能神经元轴突再生的方式改善纹状体神经支配；（2）L-Dopa促进了6-OHDA损毁后仅丢失DA标志物、但并未死亡的神经元恢复；（3）L-Dopa阻止了损伤DA能神经元的迟发细胞死亡过程。上述3个过程的关键是损毁程度的控制，即必须保证一定数量的残存神经元，故作者认为，L-Dopa可以延缓PD患者尤其是早期患者的病情进展。

L-Dopa保护作用的机制可能在于：（1）慢性L-Dopa治疗可使机体得以建立或强化防御机制；（2）L-Dopa可影响纹状体神经元和黑质残存细胞神经营养因子的产生；（3）外源性L-Dopa通过其自由弥散入突触间隙的DA产物，可以刺激存在于纹状体的残存DA神经末梢及黑质树突上的自身受体，抑制残存神经元代偿性的过度电活动。

五、结语

由于PD病因和发病机制目前尚属未知，所以L-Dopa替代治疗迄今仍是PD的最常用和最有效处理方法。体外实验证明，L-Dopa对培养神经元可产生毒性，但在体实验及临床观察有不同甚至相反结果，对此仍需深入研究，尤其是需要严密设计的临床研究，积累详实资料，以进一步明确L-Dopa的剂量、疗程、开始时间对PD患者症状体征、生活质量及病程进展的影响。同时，应加强对PD患者的细胞保护治疗，配合其他药物与L-Dopa合用，以对抗L-Dopa可能存在的神经毒性作用。总之，鉴于L-Dopa的化学特性及外源补充入体内的代谢特征，加之疗效、副