【Osmosis】非甾体抗炎药 NSAIDs(中英编译)
Osmosis中文
2021年09月28日 21:44
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翻译:尔墨;

审稿:Yifan Xiao M.D.; Justin Ling, MD, MS;

Evan Debevec-McKenney; Sam Gillespie; Filip Vasiljevic; Ursula Florjanczyk, MS;

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非甾体抗炎药(Non-steroidal anti-inflammatory Drugs; NSAIDs)主要用于治疗炎症、疼痛和发热。

非甾体抗炎药可抗炎、镇痛、解热

这些情况与被称为前列腺素(prostaglandins)的促炎性化学物质(pro-inflammatory chemicals)的产生有关。非甾体抗炎药通过减少前列腺素的产生,从而抗炎、镇痛和解热。

1. 炎症的生理机制 Physiology of Inflammation

为了理解非甾体抗炎药是如何工作的,首先我们需要简单地谈谈炎症(inflammation),炎症是人体对有害刺激的反应,比如感染或损伤。

炎症:COX-1 & COX-2

在发生炎症时,免疫细胞利用磷脂酶A2(phospholipase A2)来摄取膜磷脂以制备二十碳多不饱和脂肪酸(20-carbon polyunsaturated fatty acid),称为花生四烯酸(arachidonic acid)。

花生四烯酸是环加氧酶(cyclooxygenase; COX)的底物(substrate)。环加氧酶以两种不同的构型(isoforms)存在:COX-1和COX-2。

  • COX-1是一种组成酶(constitutive enzyme),意味着它总是有活性的;

  • 而COX-2是一种诱导酶(inducible enzyme),意味着它必须被激活才能发挥作用,通常由炎症时的免疫细胞和血管内皮细胞触发。

两种酶都产生前列腺素E2(prostaglandin E2; PGE2)和前列环素(prostacyclin; PGI2),它们引起血管舒张(vasodilation)并趋化(attract)各种免疫细胞到该区域。它们还作用于感受疼痛的神经元(伤害感受器「nociceptors」),并通过降低其激活阈值使它们对刺激更敏感。

炎症:PGE2 & PGI2

最后,它们刺激下丘脑(hypothalamus)以增加体温,引起发烧。前列腺素E2还具有其他作用:例如引起子宫收缩(uterine contractions),减少胃酸分泌并增加保护性黏液的产生。

因此,在炎症、疼痛或发烧时,NSAIDs可用于抑制环加氧酶和减少前列腺素的产生。

2. 药物作用机制 Mechanism of Action

根据与这些酶的相互作用的方式,NSAIDs分为两大类:

NSAIDs 分类

  • 不可逆的COX抑制剂(irreversible COX inhibitors),如阿司匹林(aspirin);

  • 可逆的COX抑制剂(reversible COX inhibitors),即非阿司匹林NSAID(non-aspirin NSAIDs)。非阿司匹林NSAIDs可进一步细分为2组:

    • 非选择性COX抑制剂(non-selective COX inhibitors),包括布洛芬(ibuprofen)等常用药物,及

    • 选择性COX-2抑制剂(selective COX-2 inhibitors),如塞来昔布(celecoxib)。

2.1. 不可逆COX抑制剂:阿司匹林 Aspirin

现在让我们从阿司匹林(aspirin)开始,也称为乙酰水杨酸(acetylsalicylic acid),它通过不可逆地抑制COX-1和COX-2发挥作用。阿司匹林口服(perorally)给药,大部分吸收发生在回肠(ileum)。

一旦被吸收入血,阿司匹林通过共价乙酰化(covalent acetylation)不可逆地抑制血小板上的COX-1,从而减少血小板中血栓素A2(thromboxane A2)的产生。由于血栓素A2是血小板活化剂(platelet activator),这使得阿司匹林可用作 抗血小板药物(antiplatelet medication)。

不可逆COX抑制剂:阿司匹林

由于阿司匹林不可逆地阻止血小板合成新的COX-1,阿司匹林的作用将持续存在,直到产生足量的能够产生COX-1的新血小板。这导致出血时间增加,而不影响PT(凝血酶原时间)或PTT(部分促凝血酶原激酶时间)。

接着,在肝脏中,阿司匹林被代谢成水杨酸盐(salicylate);水杨酸盐不具有抗血小板作用,但它具有抗炎特性(anti-inflammatory properties)。水杨酸盐通过抑制COX-2起作用,从而减少前列腺素的产生,导致解热镇痛抗炎的效应。因此,它通常用于治疗头痛和肌肉骨骼疼痛。

它还用于慢性疼痛如骨关节炎(osteoarthritis)、类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis)和强直性脊柱炎(ankylosing spondylitis)的短期治疗。

阿司匹林 适应症、剂量

值得注意的是,阿司匹林的作用是剂量依赖性的(dose-dependent):

  • 低剂量(低于300毫克/天)作为抗血小板药物;

  • 中剂量(300至2400毫克/天)作为解热和镇痛药(antipyretic and analgesic)及

  • 高剂量(高于2400毫克/天)作为抗炎药(anti-inflammatory medication)。

81毫克 片剂形式(tablet)的低剂量或“婴儿阿司匹林”被长期使用以帮助血栓高风险人群预防心脏病发作、中风和血凝块形成。

2.2. 可逆性COX抑制剂

2.2.1. 非选择性COX抑制剂 Non-selective COX inhibitors

好!说到非选择性COX抑制剂,它们可逆地抑制COX-1和COX-2。

该类中的常见药物包括布洛芬(ibuprofen)、萘普生(naproxen)、酮咯酸(ketorolac)、吲哚美辛(indomethacin)、舒林酸(sulindac)、美洛昔康(meloxicam)等。

以上药物都可以口服,但酮咯酸、布洛芬和吲哚美辛是仅有的可以肠外(parenteral)给药的NSAIDs。就像阿司匹林一样,这些药物也能 抑制COX-1 来发挥 抗血小板(antiplatelet)作用;但由于它们是可逆性抑制剂,因此它们的作用是短暂(transient)的,不能提供与阿司匹林相当的益处。

非选择性COX抑制剂

如果与阿司匹林合用,它们甚至会竞争COX-1上的结合位点,这会导致阿司匹林的抗血小板作用降低。

接着,这些药物也可以抑制COX-2,从而解热、镇痛和抗炎,因此它们具有与阿司匹林相同的适应症(indications)。

但是,布洛芬、萘普生和吲哚美辛也用于急性痛风发作(acute gout attack)期间的抗炎;此时应该避免使用阿司匹林,因为它与尿酸(uric acid)在肾脏中竞争排泄,这可能会加重痛风的症状。

吲哚美辛还用于闭合新生儿(neonates)和早产儿(premature infants)的动脉导管(patent ductus arteriosus);而酮咯酸用于治疗术后严重的急性疼痛。

2.2.2. 选择性COX-2抑制剂 Selective COX-2 inhibitors

现在到了选择性COX-2抑制剂,这类的主要药物是塞来昔布(celecoxib)。

选择性COX-2抑制剂:塞来昔布

塞来昔布可逆地抑制COX-2,因此它可以像其他NSAIDs一样治疗疼痛和炎症。

由于它不影响COX-1,因此缺乏见于阿司匹林的抗血小板作用。另一方面,不像可逆的非选择性COX抑制剂,它不与阿司匹林竞争COX-1,因此它可与阿司匹林联合使用而不降低其抗血小板的作用。

3. 副作用 Side Effects

副作用方面,阿司匹林和非选择性COX抑制剂都可以通过阻断体内许多部位的COX-1而引发问题。

3.1. 胃肠道副作用 GI

NSAIDs对胃肠道的副作用

抑制胃内的COX-1会降低保护(胃黏膜)细胞的「cytoprotective」前列腺素的浓度,从而导致胃炎(gastritis)、胃溃疡甚至出血。

与阿司匹林相比,可逆性COX-1抑制剂引起的胃肠道问题较少。

由于不影响COX-1,选择性COX-2抑制剂如塞来昔布引起的胃肠道副作用最少。

3.2. 肾脏 Kidney

在肾脏中,所有非甾体抗炎药都会抑制 COX-2,降低扩张肾动脉的前列腺素水平,导致肾血流量减少。

这种血流减少会使肾脏误以为低血压,因此为了增加血压,它们会激活肾素-血管紧张素-醛固酮系统(renin-angiotensin-aldosterone system),从而导致高血压。

NSAIDs对肾脏的副作用

一个有趣的事实是,小剂量阿司匹林实际上可以降低血压,但只在睡前服用有效。这背后的机制仍在研究中,但大剂量阿司匹林和所有其他非甾体抗炎药一样会增加血压。

当肾脏的血流减少时,会导致急性肾损伤(acute kidney injury),这在老年人和有潜在心脏、肝脏或肾脏疾病的人中尤为明显。

此外,这些人长期滥用(chronic abuse)非甾体抗炎药可导致镇痛性肾病(analgesic nephropathy),表现为慢性肾炎或肾乳头坏死(renal papillary necrosis)。

3.3. 其它副作用 Others

其他副作用包括可能导致如 Stevens-Johnson综合征、中毒性表皮坏死松解症(toxic epidermal necrolysis)和 过敏反应(anaphylactic reactions)等副作用的超敏反应(hypersensitivity reactions)。

NSAIDs的其它副作用:超敏反应

值得注意的是,对一种非甾体抗炎药有超敏反应的个体,由于 交叉过敏(cross-hypersensitivity),在服用其他非甾体抗炎药时也会有同样的反应。

患有鼻息肉和哮喘的人也更容易出现非甾体抗炎药超敏,这三者合称为 Samter三联症(Samter’s triad),或阿司匹林加重性呼吸系统疾病(aspirin exacerbated respiratory disease)。

3.4. 阿司匹林副作用 Side Effect of Aspirin

需要特别注意阿司匹林的药物特有副作用。

首先,不能用于病毒感染的儿童退烧,因为它可能导致瑞氏综合症(Reye’s syndrome),这是一种以肝损伤和进行性脑病(progressive encephalopathy)为特征的疾病。

然而,阿司匹林可用于患有川崎病(Kawasaki’s disease)的儿童退烧。

阿司匹林副作用

其次,阿司匹林过量(overdose)可能致命。水杨酸盐中毒(salicylate poisoning)的早期症状包括耳鸣(tinnitus)、耳聋、头痛和呕吐;而高剂量水杨酸盐可直接刺激呼吸中枢(respiratory center),引起过度通气(hyperventilation)和呼吸性碱中毒(respiratory alkalosis)。

此外,随着剂量的增加,水杨酸盐开始抑制在需氧途径(aerobic pathway)中产生能量的氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)。因此,机体转为产生乳酸的无氧途径(anaerobic pathway),乳酸的增加最终导致阴离子间隙升高(elevated anion gap)的代谢性酸中毒(metabolic acidosis)。

随着血液pH值的降低,水杨酸盐更多地转变(shifts towards)为非电离形式的水杨酸(salicylic acid)。水杨酸很容易越过血脑屏障,引起癫痫发作甚至昏迷(coma)。

治疗阿司匹林过量副作用

需要注意的是,阿司匹林过量并没有特效的解药(specific antidote);相反,治疗方法包括服用能够结合阿司匹林、防止其在胃肠道吸收的活性炭(administration of activated charcoal);通过碳酸氢钠碱化尿液(alkalization of urine),有利于水杨酸盐排泄;通气支持(ventilatory support);以及酸碱失衡的处理。

4. 记忆宫殿 Mnemonic: Memory Palace

现在,我们来用一个简单有趣的助记口诀,帮助高效记住上述药物!首先,想象一家养满公鸡的养鸡场,来代表抑制COX酶的非甾体抗炎药。

4.1.  不可逆COX抑制剂 助记

在第一个笼子里,有两只死公鸡(COX 谐音):一只有两个头,代表COX-2;一只有一个头,代表COX-1。这些公鸡是死的(dead),这是为了帮助你记住这个鸡笼里含有不可逆性COX抑制剂(non-reversible COX inhibitors)。

杀死这两只鸡的是两个巨大的代表阿司匹林的弹簧(Aspirin 谐音 spring),你可以看到它们从公鸡胸口戳出。

不可逆COX抑制剂:助记(蓝圈内)

适应症方面,可以看到盛鸡肉的餐盘也碎了一地,来代表阿司匹林的抗血小板(antiplatelet)作用。有一个温度计代表它的解热(antipyretic)作用。温度过高以致燃烧,代表它的抗炎(anti-inflammatory)作用。

4.2.  可逆的非选择性COX抑制剂 助记

在下一个鸡笼里,我们也有2只类似的公鸡,代表COX-1和COX-2,但是它们还活着,因为我们的可逆性COX抑制剂(reversible COX inhibitors)就在这个鸡笼里。

可逆性的非选择性COX抑制剂:助记(蓝圈内)

这两只公鸡都目睹了第一个笼子里同伴的下场,所以他们采取了预防措施:一只穿着代表布洛芬的防弹背心(bulletproof 谐音 ibuprofen),另一只正在读医学书籍,因为他对吲哚美辛感兴趣(into medicine 谐音 indomethacin);这本书把他难哭了,所以让我们给他一盒代表萘普生的餐巾纸(napkin 谐音 naproxen)。最后,作为额外的预防措施,防弹鸡把代表酮咯酸的鸡笼钥匙撕成了两半(tore the key to the coop 谐音 ketorolac)。

适应症方面,所有这些药物都被用来治疗疼痛、炎症和发烧,所以这个笼子里还有一个燃烧的温度计。不同于阿司匹林,这些药物也可被用于痛风,因此让我们在火焰画上正受炙烤的有尿酸结晶的大脚趾。

对于药物特定的适应症,有一位小小外科医生正在尝试修复钥匙,因为酮咯酸是在术后使用的。吲哚美辛是用来封闭动脉导管未闭的,所以在医学书上,让我们放一张内有鸭脸的心脏(patent ductus arteriosus 谐音义 heart with a duck face inside)图片。

4.3.  可逆的选择性COX-2抑制剂 助记

最后一个鸡笼只有一只活的双头公鸡;这就是我们放置可逆的选择性COX-2抑制剂的地方。

可逆的选择性COX-2抑制剂:助记(蓝圈内)

所以我们可以看到这两个鸡头正在为一根芹菜(celery 谐音 celecoxib 塞来昔布)打架。

因为塞来昔布和可逆的非选择性COX抑制剂具有相同的适应症,所以这个鸡笼里也有类似的在燃烧温度计上炙烤的痛风大脚趾。

4.4. 非甾体抗炎药副作用 助记

副作用方面,我们把出血的胃放在每个鸡笼外,代表胃炎和胃溃疡;出血最严重的是在阿司匹林鸡笼前的胃,不那么严重的在可逆的非选择性的鸡笼;几乎没有出血的是在塞来昔布鸡笼前的胃,因为它不影响胃内的COX-1。

接下来,我们将一个颈部套着血压计袖套(blood pressure cuff)的濒死肾脏放在三个笼子前面,因为所有的非甾体抗炎药(NSAIDs)都会影响 COX-2,从而可能导致肾损伤和高血压。

NSAIDs 副作用:助记

交叉过敏方面,我们把“X”形板钉在每个鸡笼(每种NSAIDs)的门板上。

在阿斯匹林鸡笼门前的地上,有一个代表 Samter三联征 的三角形:一个顶点在交叉过敏的门板附近,另一个顶点画有哮喘吸入器(asthma inhaler),最后一个顶点是一个大鼻子,鼻孔里长出了息肉。

最后,让我们去阿司匹林鸡笼的顶部看看它的一些特殊副作用:

  • 首先,有一片吃了一半的黑麦面包(Rye 谐音 Reye),代表瑞氏综合征。

  • 接着,阿司匹林过量方面:

    • 有一个年轻人代表早期症状:他戴着耳机,代表耳毒性(ototoxicity)通过吸管吸食(snort)苏打水,代表呼吸性碱中毒(respiratory alkalosis);

    • 旁边是一个老年人代表晚期症状:他因中枢神经系统中毒(CNS toxicities)而昏迷,旁边是溢出的金属罐装酸性苏打水,代表代谢性酸中毒(metabolic acidosis)。

5. 小结 Summary

得,简单回顾一下!NSAIDs,即 非甾体抗炎药(Non Steroidal Anti-Inflammatory Drugs),通过抑制COX酶发挥作用。

NSAID 小结:适应症 & 副作用

不可逆的COX抑制剂(Irreversible COX inhibitors)包括非选择性的阿司匹林,对COX-1和COX-2都有抑制。

可逆性的COX抑制剂(Reversible COX inhibitors)包括非选择性的布洛芬(ibuprofen)等药物 及 选择性的COX-2抑制剂 塞来昔布(celecoxib)等。

所有的NSAIDs都可以用来治疗疼痛、炎症和发烧,但只有阿司匹林被用作抗血小板药物。

NSAIDs的常见副作用包括胃病、肾损伤、高血压 & 过敏反应。

最后,阿司匹林过量有潜在的致命性,并且可能导致听力损害、呼吸性碱中毒、代谢性酸中毒和昏迷。

5.1. 思维导图自测

这里有一张包含所有助记方法的思维导图;看看你是否能识别出来相关药理概念——

NSAIDs 思维导图 自测


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NSAIDS 助记思维导图

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