大麻二酚在眼部疾病中的應用前景

馬櫻格 綜述，李史序，張詠鑫，葉琳 審校

(1.暨南大學第二臨床醫學院，深圳 518001；2.暨南大學附屬深圳眼科醫院，深圳市眼病防治研究所，深圳 518000)

大麻作為一種古老的藥用植物，其莖、花、葉和種子等均具有實用價值，用途十分廣泛，并且大麻及其制品曾廣泛應用于人們的生產生活當中[1]。目前已知的天然大麻素有70余種，其中Δ9-四氫大麻酚(Δ9-tetrahydrocannabinol,THC)和大麻二酚(Cannabidiol,CBD)是大麻植株里含量最高的也是最常見的兩種大麻素，也是最常見的。然而，多年來，大多數與大麻衍生化學物質相關的研究工作都集中在THC。與THC相比，CBD不產生精神活性[2]，這突出了CBD用于臨床藥物開發的潛力。

近年來，CBD的化學、藥理學及各種分子靶點，包括大麻素受體和內源性大麻素系統(endocannabinoid system,ECS)，都已被廣泛研究。ECS是一種內源性脂質信號系統，該系統包括內源性大麻素、參與其合成和代謝的酶以及大麻素受體，其中大麻素受體分為大麻素受體1(cannabinoidreceptor 1,CB1R)和大麻素受體2(cannabinoidreceptor 2,CB2R)。CB1R在中樞和外周神經系統中廣泛表達，CB1R的激活能調節神經遞質的釋放。CB2R在免疫細胞上高度表達，其激活具有抗炎作用，可以減少促炎介質的產生和白細胞的聚集減少。研究表明，增強ECS激活的藥物，包括CB1R和CB2R的激活，已在疼痛和炎癥的實驗模型中顯示出療效[3-4]。

目前已有大量文獻證明CBD具有廣泛的治療潛力，包括治療癌癥[5]、炎癥性疾病[6]、神經退行性疾病[7]和精神疾病[8]。另外，隨著CBD在眼部的研究不斷深入，其抗炎、抗氧化和神經保護等作用也將為眼部疾病治療提供新的思路和手段。因此，本文就CBD在眼部疾病的應用前景做一綜述，為CBD的藥用研發提供理論基礎。

1 CBD在各種眼部疾病中的治療潛力

1.1 角膜炎癥

角膜是一種薄而無血管的組織，受感覺神經支配。當因感染、手術或外傷引起角膜損傷時，可發展為以痛覺過敏、慢性、衰弱性疼痛和炎癥為特征的角膜神經性疼痛(corneal neuropathic pain,CNP)[9]。另外，角膜損傷也會導致炎癥反應，從而導致促炎細胞因子的產生、白細胞的聚集、產生疼痛的神經肽釋放和角膜新生血管生成[9]。目前用于眼痛、炎癥和CNP的治療藥物包括外用糖皮質激素、三環類抗抑郁藥、γ-氨基丁酸類藥物和阿片類藥物。然而，這些藥物往往不能提供足夠的疼痛緩解，并伴有不良反應[10]。因此，迫切需要能夠減輕CNP相關疼痛和癥狀的新療法。

有研究報道角膜中存在大麻素受體[11]，可以在角膜上皮和內皮中檢測到CB1R，當角膜受損傷后角膜上皮細胞中CB2R表達上調[12]。研究發現[13]，CBD在角膜痛覺過敏的小鼠模型中具有抗痛覺和抗炎作用。實驗表明局部應用植物大麻素Δ8THC和CBD以及大麻素衍生物HU-308降低了角膜痛覺敏感性，并且減輕了角膜上皮淺表化學損傷引起的中性粒細胞浸潤。另外，這些大麻素的作用是由不同的受體介導的，包括CB1R、CB2R 以及 5-HT1A受體。所以，這些大麻素作為單一藥物或組合使用時，可能是治療角膜表面損傷引起的眼痛和炎癥的有效藥物。這項研究證明了CBD可以作為角膜疼痛和角膜炎癥的潛在治療方法。然而，目前關于CBD治療由眼表損傷引起的角膜疼痛和炎癥中的相關研究比較少，還需要后續的進一步基礎研究。

1.2 糖尿病視網膜病變

糖尿病視網膜病變(diabetic retinopathy,DR)是成年人視力喪失的主要原因之一。其特征為視網膜血管滲漏導致視物變形，血-視網膜屏障(blood-retinal barrier,BRB)破壞導致黃斑水腫和視網膜新生血管的生成，視力進一步喪失[14]。研究表明視網膜神經退行性病變是DR的一個重要組成部分，由于視網膜內神經節細胞的死亡，會導致視覺功能的永久性損害[15]。

目前DR的治療方法包括視網膜激光光凝、玻璃體視網膜手術和玻璃體腔內注射抗血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)。激光光凝是目前DR的推薦治療方法，然而，激光光凝與神經組織死亡有關，因此需要對DR進行非侵入性治療。另外，玻璃體視網膜手術，常伴有術后并發癥，如眼壓升高、眼內炎和白內障形成[16]。目前已有研究證實VEGF在增殖期DR中起著重要作用[17]，但抗VEGF治療僅對缺血引起的DR中新生血管有作用，并且該治療還具有一些眼部的不良反應，如視網膜萎縮、視網膜色素上皮撕裂等[18]。綜上所述，迄今為止還沒有治療DR神經退行性的方法[19]。所以，為了保護視力和防止缺血引起的視網膜病變，新生血管、神經退行性病變和炎癥三個部分必須都得到解決。

近年來，有關ECS參與調節眼部疼痛和炎癥的發現，為靶向大麻素受體系統(CB1和CB2)治療眼部炎癥病癥開辟了新的途徑[20]。有研究者通過免疫組化研究評估了CB1R定位于許多物種視網膜中的感光細胞、雙極細胞和神經節細胞[21]。另外，也有研究證實CB2RmRNA在成年大鼠的視網膜以及人視網膜色素上皮細胞(mRNA和蛋白)中均有表達[22]。目前已有研究證明CBD可以通過阻斷活性氧和腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)的形成以及p38 MAP激酶的激活來減少視網膜炎癥[23]。另外，它還可以通過抑制大鼠視網膜小膠質細胞中的腺苷再攝取來發揮抗炎活性[24]。因此，CBD的抗炎特性提示其可能成為DR誘發炎癥的治療選擇。

Azza等[23]在DR動物模型中發現，CBD治療可以降低氧化應激；降低TNF-α、VEGF和細胞間黏附分子-1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)的水平；防止糖尿病視網膜中的視網膜細胞死亡和血管通透性過高；并阻止p38MAP激酶的激活。此研究首次通過CBD的抗氧化和抗炎作用證明了CBD對早期糖尿病小鼠中的神經保護和BRB保護作用。還有研究報道，已在多種動物的視網膜中發現花生四烯醇乙醇酰胺(anandamide,AEA)和2-花生四烯醇甘油(2-arachidonoyl glycerol,2-AG)[25]。在AMPA(α-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異惡唑丙酸)興奮毒性模型中，研究者發現內源性大麻素AEA通過CB1R信號通路參與視網膜的神經保護作用，同時證實CB1R參與了2-AG對AMPA興奮性毒性小鼠視網膜的神經保護作用[26]。在鏈脲佐菌素誘導的DR大鼠模型中，CBD也被證明可以降低神經毒性、氧化應激、炎癥標志物表達、視網膜細胞死亡和血視網膜屏障破壞，并且這些作用是通過抑制p38 MAP激酶介導的[15]。這些模型都為CBD在不同視網膜疾病模型中的神經保護作用提供了強有力的證據。

綜上所述，CBD能夠減少活性氧的形成，抑制VEGF、ICAM-1和TNF-α的表達，并阻止p38 MAP激酶的激活。這些發現均表明CBD是一種潛在的治療DR的藥物，能夠抑制炎癥、視網膜神經元細胞死亡和保護血視網膜屏障。

1.3 青光眼

青光眼是世界范圍內導致不可逆失明的主要疾病之一，以視神經進行性變性為特征，并伴有視網膜神經節細胞的喪失。其中，眼壓升高是主要的危險因素[27]。由于人眼主要通過睫狀體分泌房水再經小梁網和葡萄膜通道流出的動態平衡來調節眼壓，因此，臨床上一般通過減少房水形成或增加房水流出(通過小梁網或葡萄膜途徑)來降低眼壓。目前用于青光眼的治療藥物包括前列腺素類似物、β-腎上腺素能受體拮抗劑、α-腎上腺素能受體激動劑、碳酸酐酶抑制劑、膽堿能激動劑，以及最近的Rho激酶抑制劑等[28]，通過以上藥物的單獨或聯合使用進行治療。然而，慢性青光眼患者應用降眼壓藥物的時間較長，其中一些藥物長期應用具有不良反應，并可產生耐受性。因此，對于上述藥物或藥物組合治療反應不佳的患者，或對現有藥物產生耐受性的患者，需要新的藥物控制眼壓，防止發生與青光眼相關的視神經損傷和視力喪失[29]。

有關吸食大麻降低眼壓的觀察最早出現在50多年前，Hepler和Frank[30]指出了大麻素在眼部生理和疾病中的功能意義。他們指出，吸食大麻的受試者眼壓較低。此后，多項研究證明了各種植物大麻素，包括?9-THC和CBD，均能夠降低眼壓[31-35]，這表明它們可能對青光眼具有治療作用。然而，?9-THC具有精神藥物的不良反應，這限制了其在青光眼的臨床應用，而CBD是非精神藥物，所以其在降眼壓方面具有更大的潛力[36-37]。

大麻素受體的降眼壓機制起初被認為是通過中樞神經系統起作用的，直至在睫狀體和小梁網中發現該受體，才使人們意識到，其降眼壓的作用位點在眼部，即大麻素通過激活位于小梁網細胞、睫狀體的大麻素受體，導致下游信號通路的激活，從而引起房水的外流和眼壓的改變。有研究報道，大麻素樣藥物會增加無色素睫狀上皮的環氧酶-2和基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMP)的表達[38]，而無色素睫狀上皮是負責房水分泌的，所以提示大麻素與房水分泌有關。還有研究顯示，CB2受體激動劑JWH015可以通過影響Rac1-GTPase酶的活性，調節小梁網細胞骨架肌動蛋白的移行，增加房水外流[39]。

Alyssa等[32]使用培養的豬小梁網細胞，研究CBD對小梁網細胞的收縮性、肌球蛋白輕鏈和肌球蛋白磷酸酶靶向亞基1磷酸化和RhoA活化的影響。發現用1 μmmol/LCBD處理小梁網細胞可降低小梁網細胞介導的膠原蛋白收縮，抑制肌球蛋白輕鏈和肌球蛋白磷酸酶靶向亞基1磷酸化并降低RhoA活化。這項研究首次發現，CBD可作為降眼壓的潛在治療劑，CBD可以增強房水流出并改變小梁網細胞信號傳導。還有研究發現[40]，在荷蘭大兔模型中使用以Carbopol(?)940聚合物為黏合劑、采用熱均質-探針超聲法制備的CBD納米乳液，會顯著降低治療眼的眼壓，這個結果也支持進一步探索CBD作為降眼壓的潛在活性藥物。

目前，?9-THC已有充分的文獻記載，并一致顯示可降低眼壓。然而，CBD對眼壓的影響還有爭議[35]。迄今為止，關于CBD對眼壓的影響，已經發表了10篇獨立報道: 4篇報道表明CBD對眼壓沒有影響[41-44]，4篇報道表明CBD降低眼壓[33,45-47]，2篇報道顯示CBD引起眼壓升高[34-35]。另外，最近的研究表明，?9-THC的眼壓降低作用是由CB1和GPR18受體的聯合激活介導的，而CBD的作用相反，會導致眼壓升高[48]。雖然眼壓降低的幅度似乎與劑量有關，但未觀察到作用持續時間與劑量之間的關系。此外，反復給藥是否會導致生理耐受及其降低眼壓的治療效果也尚不清楚。綜上所述，文獻并沒有明確地表明CBD對眼壓的影響。

2 CBD作為局部眼用制劑的挑戰

CBD作為眼部治療劑的實際應用還面臨著一些挑戰，包括低生物利用度、局部給藥困難和作用時間短。

2.1 生物利用度

大麻素的生物利用度個體差異大，影響因素包括體重、年齡、性別、健康狀況和生理狀態[49]。雖然FDA批準含有CBD的藥物可以口服[50]，但由于廣泛的肝臟首過效應會使CBD的口服生物利用度降至13%～19%[31]，因此需要大劑量使用才能達到治療效果。然而，高劑量使用的后果是不良反應的增加[51-52]。CBD的不良反應包括嗜睡、口干、食欲不振、惡心和胃腸道問題，其中最嚴重的不良反應為肝功能異常(轉氨酶升高)[53]。

導致CBD生物利用度差的另一個主要因素就是它的疏水性，CBD的化學結構包含芳香環和脂肪側鏈，這使其成為高度疏水分子，限制了其在角膜上的滲透性[54]。

2.2 給藥途徑

大麻素的藥代動力學特征隨著給藥途徑的不同而不同。眼科疾病的治療方法通常是口服或局部給藥。然而，由于CBD在腸道和肝臟較高的首關消除，導致進入全身血液循環內的藥物量較少，而且CBD的血漿蛋白結合率較高(>99%)，會導致血漿中游離態的有效藥物量減少[55]。因此，需要局部應用CBD。

然而，開發眼局部給藥系統是一項艱巨的任務。在大多數研究中，輕質礦物油一直是局部給藥大麻素的首選載體[20]。但輕質礦物油存在諸多問題，如水不溶性和局部毒性。水溶性對眼通透性很重要，因為眼睛經常被淚膜清洗和滋潤。但是輕質礦物油是不溶于水的，這極大地限制了藥物角膜通透性。此外，輕質礦物油還具有局部毒性，表現為眼瞼腫脹、燒灼感和結膜充血。因此迫切需要一種合適的載體，能夠實現以治療劑量局部給藥大麻素。

2.3 作用時間

CBD作為眼部治療藥物的另一個缺點是作用時間短。1980年第一項關于CBD與青光眼的安慰劑對照研究中，研究對象是18例青光眼患者。這項研究表明，在吸食18 mg CBD后，平均眼壓從28 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)降至22 mmHg，同時發現眼壓降低的效果持續不到4 h[56]。在另一項研究中，CBD需要通過小型泵持續輸注才能使眼壓降低[45]。作用時間短意味著CBD需要在一天中多次應用以保持治療效果。

然而，頻繁給藥會使患者的依從性降低。相比之下，每天應用一次的患者依從性更高。

3 未來的發展方向

大麻素在眼部生理和疾病中的功能意義已經報道了幾十年。到目前為止，CBD在青光眼、DR和角膜損傷中的治療潛力已被廣泛研究?？紤]到其抗炎、抗氧化和神經保護的特性，將來還可以繼續探索CBD在其他眼部疾病(如葡萄膜炎和慢性淚囊炎)方面的治療潛力。為提供有效的治療、了解CBD在眼部疾病治療中的作用機制，保證其作為眼部治療劑的有效和安全性十分重要，例如研究CBD的藥代動力學特性，考慮其在急性和長期使用后對人類眼部結構和功能特征的潛在影響，確定其在長期使用中的藥理療效。在未來，讓CBD成為治療許多眼部疾病的新方法，還必須解決有效的治療劑量和延長局部給藥作用時間的難題。

4 總結與展望

綜上所述，大量研究證實了CBD作為天然大麻素提取物在治療多種眼科疾病、延緩疾病進展以及提高患者生活質量等方面的積極作用，但CBD在治療眼科相關疾病上的機制尚未清楚闡明，其能否作為一種安全、有效的新型藥物還需要進一步的深入研究。二十余年前，大麻素受體在眼部被發現；十余年前，大麻素受體在視網膜的研究結果開始出現在期刊上；隨后非精神活性CBD的抗炎、抗氧化及神經保護等作用引起眼科醫生的極大興趣。遺憾的是，目前關于CBD的試驗僅限于歐美國家，國內仍缺乏CBD在眼部疾病治療的相關研究，這也需要國家政策的大力支持和科研機構的積極探索。

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