
疼痛,作為人類最古老也的醫學難題,長久以來困擾著無數患者與醫生。從古代植物提取物到現代靶向藥物,鎮痛手段雖不斷演進,卻始終面臨一個核心挑戰:療效與安全性需要協同優化。成癮風險、耐受性升高、中樞不良反應——這些臨床應用中的現實制約,使得鎮痛藥物的研發始終在精準性與廣譜性之間尋求平衡。如今,浙江大學研究團隊的一項突破性成果,正在從分子層面重新書寫這一困局。他們在《細胞》期刊發表的論文中,成功設計出一種新型小分子藥物,在保留顯著鎮痛效果的同時,幾乎規避了傳統植物來源活性成分相關的中樞神經相關不良反應,為鎮痛、抗焦慮、抗抑郁藥物的研發開辟了一條全新路徑。
一、“雙功能調控":療效與安全性的分子基礎
多種傳統藥用植物中含有的活性成分,可通過調控體內特定受體(如CB1受體),發揮鎮痛、抗焦慮、抗抑郁等治療作用。然而,傳統植物提取物類藥物在臨床應用中仍面臨挑戰:其多靶點作用特性易導致治療效應與非特異性反應交織,限制了臨床適用范圍。
浙江大學醫學院李曉明團隊的前期研究發現,大腦杏仁核中CB1受體活性異常與焦慮抑郁等情緒障礙密切相關。當外界壓力刺激導致杏仁核CB1表達下調時,神經環路過度興奮,進而誘發負性情緒。外源性活性成分可通過調節該區域受體活性,產生情緒穩定效應。與此同時,丘腦中CB1受體則在疼痛信號調控中發揮關鍵作用,是實現中樞鎮痛的重要靶點。
這意味著,特定受體通路確可作為治療性干預節點,而其非特異性激活所引發的系統性反應,正是團隊亟需厘清的核心問題。
二、信號通路分選:實現療效精準化的關鍵突破
研究團隊深入探索了CB1受體下游的信號轉導機制,發現其可特異性激活兩條不同功能的信號通路:其中一條(Gi/o通路)主要介導鎮痛、情緒調節等治療效應;另一條(β-arrestin通路)則與耐受性形成、行為依賴等非治療性反應相關。
傳統植物活性成分的主要局限在于其對兩條通路的非選擇性激活,這導致治療獲益與非目標效應共存。細胞與結構生物學研究表明,正是這種“廣譜激活"模式,使得藥物既具治療潛力,又可能引發需規避的生理反應。
這一發現為團隊提供了關鍵思路:若能設計一種分子,使其選擇性激活治療相關通路,同時規避另一通路,則有望實現“療效優化、風險降低"的雙重目標。
三、AI驅動的理性設計:構建高選擇性新候選物
基于對CB1受體構效關系的深刻理解,研究團隊聯合浙江大學藥學院董曉武教授與醫學院張巖教授團隊,依托人工智能輔助藥物設計平臺,開展高精度分子篩選與優化。
該過程依托計算結構生物學與系統藥理學方法,通過模擬受體動態構象,定向篩選可精準結合特定構象態的小分子化合物。這種新型候選物如同“分子級導航系統",可在高效激活Gi通路的同時,顯著抑制β-arrestin通路的招募。
換言之,該分子實現了“功能選擇性"——僅激活有益通路,而規避可能引發適應性變化的途徑,從而在保持治療效應的同時,顯著降低中樞神經系統相關風險。
四、多維度安全性驗證:從細胞到動物模型的系統評估
新型候選物的安全性評價結果積極:在為期7天的重復給藥實驗中,未出現明顯的耐受性累積;行為學檢測(如條件位置偏好試驗)未提示依賴性傾向;且對體溫、運動協調等基礎生理功能影響輕微,顯著優于傳統干預方案。
團隊進一步在體型更大、神經解剖更接近人類的動物模型中開展驗證,證實該分子在復雜生理環境下仍能保持高選擇性與良好耐受性,為其后續臨床轉化奠定了堅實基礎。
五、臨床導向的轉化醫學研究:面向真實世界問題的創新路徑
“我們的研究始于臨床痛點,經機制深挖與靶點確認,最終回歸藥物創新——核心目標是為患者提供更安全、更有效的治療選擇。"李曉明教授表示。
這項歷時十余年的系統攻關,完整體現了“臨床問題驅動—基礎機制解析—創新技術賦能—候選藥物產出"的轉化醫學范式。團隊不僅揭示了壓力應激下杏仁核CB1表達調控的病理機制,闡明了受體信號分選的功能邏輯,更通過AI賦能的理性設計,實現了對既有干預策略的迭代升級。
結論:邁向精準鎮痛新階段
浙大團隊的這項原創性研究,不僅為鎮痛藥物研發提供了全新策略,更在方法-論上樹立了典——通過深度解析疾病發生機制與藥物作用原理,結合人工智能等前沿工具,推動治療范式從“廣譜干預"向“精準調控"躍升。該研究范式亦可推廣至精神神經類疾病的藥物開發。
當然,新候選物尚需通過規范的臨床試驗驗證其人體安全性與有效性。但這一成果無疑標志著我國在神經藥理與轉化醫學領域的重要突破,為全球慢性疼痛管理提供了中國方案。當傳統治療面臨療效與安全性的權衡困境時,這種“功能選擇性"分子設計思路,正為疼痛科學開辟新的前行方向——疼痛治療的歷史,正被以分子為筆、以科學為墨,重新書寫。