《Discover Neuroscience》:Amphetamines revisited with focus on current pharmacology, cognitive effects, and treatment strategies
编辑推荐:
本文系统综述了安非他明(Amphetamines)与甲基苯丙胺(METH)从历史应用、药理机制到神经毒性与治疗挑战的全景。文章深入剖析了安非他明类药物通过调控多巴胺(DA)、去甲肾上腺素(NE)等单胺系统发挥治疗作用(如注意缺陷多动障碍, ADHD)与产生依赖的双重性,并重点揭示了长期METH滥用导致的广泛认知损害、神经炎症、兴奋性毒性及白质通路损伤等多层次神经生物学改变。尽管机制研究不断深入,但针对METH使用障碍(MUD)的有效治疗手段仍极为有限,现有药物长期疗效欠佳,凸显了从机制认知到临床转化之间的巨大鸿沟。
安非他明:历史旅程与现状
安非他明的故事始于19世纪末,在20世纪30年代因其从减充血到治疗抑郁和发作性睡病的 psychiatric 用途而获得医学相关性。其滥用潜力,特别是甲基苯丙胺(METH),很快引起了重大关切。在20世纪30年代,安非他明还被用作抗抑郁药和减肥药。二战期间,安非他明和METH被军队广泛用于维持警觉和对抗疲劳。到了20世纪60年代,其成瘾性变得明显,各国政府开始对其销售实施严格管制。尽管有管控措施,但安非他明类药物的滥用,包括ADHD药物的滥用,仍然严重。从全球范围看,安非他明类兴奋剂的使用是一个持续增长的公共卫生问题。
安非他明的治疗用途:范围、局限与证据
在医疗领域,安非他明类药物仍扮演着重要角色。注意缺陷/多动障碍(ADHD) 是其核心适应症。从机制上看,ADHD与前额叶皮层(PFC)中多巴胺和去甲肾上腺素信号传导失调密切相关。安非他明类药物通过抑制多巴胺转运体(DAT)和去甲肾上腺素转运体(NET)的再摄取,以及促进囊泡释放等机制,增强PFC中的儿茶酚胺能传递,从而改善注意力、工作记忆和行为控制。哌甲酯(Methylphenidate, MPH)是处方最广泛的药物,而安非他明及其类似物也常用。
发作性睡病 是另一个传统适应症。安非他明通过增强多巴胺和NE信号来促进觉醒。尽管新型药物如莫达非尼(Modafinil)、索林非妥(Solriamfetol)和匹托利生(Pitolisant)因安全性更好、滥用倾向更低而成为首选,但安非他明对于对新型疗法反应不佳、产生耐受或获取受限的患者,仍可作为指南推荐的备选治疗。
此外,安非他明及相关精神兴奋剂也被考虑用于创伤性脑损伤(TBI)后的认知功能障碍、作为难治性抑郁(TRD) 的增效治疗,以及用于体重管理。然而,在这些领域,证据参差不齐,疗效有限,且需警惕心血管效应、易怒和滥用风险等副作用。总体而言,安非他明类药物的临床应用受到安全性问题的制约,其长期疗效,尤其是在非ADHD适应症中,仍不明确。
安非他明暴露后的结构与神经传递变化
长期METH暴露会导致大脑结构改变,并随之引起突触可塑性和神经传递的 alteration。在非人灵长类动物和人类研究中,都观察到了海马体萎缩,这与记忆损伤相关。METH引起的结构重塑具有物种特异性和实验方案敏感性,其结果从显著萎缩到海马体积增大或无变化均有报道。这些结构变化与涉及多巴胺、谷氨酸、血清素、γ-氨基丁酸(GABA)等的神经传递改变有关。
多巴胺能传递 是安非他明作用的核心。传统观点认为,安非他明通过竞争性抑制DAT再摄取、促进囊泡多巴胺释放至胞质、以及通过DAT介导的反向转运,显著增加伏隔核和背侧尾状核等成瘾相关脑区的细胞外多巴胺浓度。METH还会破坏DAT trafficking,促进其内化,并抑制囊泡单胺转运体2(VMAT2),导致多巴胺从存储囊泡中泄漏。最近的研究,特别是使用快速扫描循环伏安法的体内研究,对“安非他明必然导致多巴胺能未梢耗竭”的传统观点提出了挑战,表明其效应具有剂量敏感性,急性低剂量可能增强而不是耗尽多巴胺释放。微量胺相关受体1(TAAR1)的发现进一步增进了我们对安非他明作用机制的理解,其激活可抑制多巴胺摄取并促进反向转运。关于慢性METH暴露后DAT depletion 的性质和程度,是文献中的一个关键争论领域。一些正电子发射断层扫描(PET)研究提示DAT减少可能反映了不可逆的 terminal loss,而另一些纵向研究则表明DAT水平可能随着长期戒断而部分恢复,提示其可能是一种可逆的功能性适应。
谷氨酸能传递 也受到安非他明的调节。METH会扰乱前额叶皮层(PFC)的谷氨酸传递。其机制可能涉及通过多突触通路解除对皮质纹状体投射的抑制,以及METH诱导的氨释放导致星形胶质细胞激活和兴奋性氨基酸转运体(EAAT)功能的双向逆转,最终增加突触谷氨酸水平。磁共振波谱(MRS)研究显示,METH滥用者背外侧前额叶皮层(DLPFC)和前扣带皮层(ACC)中的谷氨酸+谷氨酰胺(Glx)水平升高,且与注意力和执行功能损伤相关。有趣的是,长期METH暴露会触发前边缘皮层(PrL)一部分锥体神经元从谷氨酸能表型向GABA能表型转换,这种转换与记忆缺陷相关,并且可能是活动依赖性的。
血清素能传递 在安非他明的急性 intoxication 和 subsequent withdrawal 阶段的细微情感紊乱中扮演关键角色,如焦虑、易怒和情绪波动。临床观察表明,METH使用者的抑郁症状与5-羟色胺转运体(SERT) binding 减少有关。
甲基苯丙胺诱导认知功能障碍的机制
长期METH使用会导致显著的认知能力下降,损害语言学习、记忆、执行能力、工作记忆和社会认知。神经影像学研究揭示了白质通路的损伤,特别是左侧上纵束和右侧皮质脊髓束,这与冲动和执行功能障碍相关。METH还破坏谷氨酸和GABA的平衡,并对多巴胺和5-羟色胺系统产生神经毒性作用。这些多层次的功能损害源于多种机制,包括神经炎症、兴奋性毒性、氧化和亚硝化应激、内质网应激、线粒体功能障碍、细胞凋亡和自噬改变。
甲基苯丙胺使用障碍的治疗:挑战与未来方向
尽管对METH神经毒性的机制理解在不断扩展,但针对METH使用障碍的治疗选择仍然有限。目前的药物,如哌甲酯、安非他明、利右苯丙胺(Lisdexamfetamine)和莫达非尼,只能提供 modest 的短期益处,主要是减少早期戒断症状或改善某些认知功能,但长期疗效 weak,戒断结果差,治疗保留率低。尚无药物展现出持久的临床效益。通过整合神经生物学和治疗证据,本综述强调了机制性知识与有效临床管理之间持续存在的差距。它 underscores 了对靶向的、基于机制的治疗的迫切需求,并为未来的转化研究奠定了基础,旨在改善METH使用障碍患者的治疗结局。未来的视角应优先开展以机制为导向的研究,以优化治疗效用并最小化风险,包括探索基于神经生物学特征的个性化药物治疗、开发更安全的兴奋剂类似物,以及整合非兴奋剂或行为干预。