常見(jiàn)的疼痛研究模型及方法

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疼痛是機(jī)制非常復(fù)雜的神經(jīng)活動(dòng)。疼痛研究已經(jīng)成為當(dāng)前神經(jīng)科學(xué)研究的重要課題之一。由于疼痛機(jī)制的復(fù)雜性，使得在患者身上研究與疼痛有關(guān)的神經(jīng)機(jī)制成為不可能的事。因而，我們的研究需要相應(yīng)的動(dòng)物模型。本章介紹了在現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)研究中常用的疼痛動(dòng)物模型。在概要介紹了疼痛研究的意義及其現(xiàn)狀之后，重點(diǎn)介紹了在生理痛研究和急性、慢性病理痛研究中所應(yīng)用的動(dòng)物模型。生理痛的模型即常用的動(dòng)物傷害性感受閾測(cè)定法；急性病理痛的模型則主要是各種急性炎癥模型模型；慢性病理痛的模型則包括慢性炎癥模型和慢性神經(jīng)損傷模型。

前言

疼痛(pain)是人們一生中經(jīng)常遇到的不愉快的感覺(jué)。它提供軀體受到威脅的警報(bào)信號(hào)，是生命不可缺少的一種特殊保護(hù)功能。另一方面，它又是各種疾病最常見(jiàn)的癥狀，也是當(dāng)今困擾人類健康最嚴(yán)重的問(wèn)題之一。近年來(lái)，僅在美國(guó)就有三至四千萬(wàn)人患有慢性痛。據(jù)估計(jì)，美國(guó)每年用于治療慢性痛的費(fèi)用約為400~600億美元；澳大利亞每年用于治療疼痛的費(fèi)用占全部醫(yī)療費(fèi)用的40%。隨著醫(yī)學(xué)的進(jìn)步和人類生活水平的提高，烈性傳染病逐漸得到控制，疼痛在人的身心痛苦和醫(yī)療費(fèi)用消耗上的相對(duì)地位將越來(lái)越重要。

由于難以在人體對(duì)疼痛進(jìn)行深入的機(jī)制研究，有必要建立疼痛的動(dòng)物模型。但疼痛是是包括性質(zhì)、強(qiáng)度和程度各不相同的多種感覺(jué)的復(fù)合，并往往與自主神經(jīng)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)反應(yīng)、心理和情緒反應(yīng)交織在一起，它既不是簡(jiǎn)單地與軀體某一部分的變化有關(guān)，也不是由神經(jīng)系統(tǒng)某個(gè)單一的傳導(dǎo)束、神經(jīng)核和神經(jīng)遞質(zhì)進(jìn)行傳遞的，所以很難將某種客觀指標(biāo)與疼痛直接聯(lián)系起來(lái)。因而，我們只能根據(jù)模型動(dòng)物對(duì)傷害性刺激的保護(hù)反應(yīng)和保護(hù)性行為來(lái)推測(cè)它們的疼痛程度。

傷害性感受(nociception)和痛覺(jué)是兩個(gè)有密切關(guān)系但又不相同的概念。前者是指中樞神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)由于傷害性感受器的激活而引起的傳入信息的加工和反應(yīng)，以提供組織損傷的信息；痛覺(jué)則是指上升到感覺(jué)水平的疼痛感覺(jué)。兩者之間有時(shí)并沒(méi)有嚴(yán)格的相關(guān)性。

生理痛模型與常用的痛閾測(cè)定法

概述

為了能夠?qū)ν从X(jué)現(xiàn)象及其機(jī)制作深入細(xì)致的觀察，特別是在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的形態(tài)學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)水平研究痛覺(jué)機(jī)制，必須建立動(dòng)物的痛覺(jué)模型。又由于痛覺(jué)是意識(shí)水平的感覺(jué)，我們無(wú)法確定動(dòng)物是否具有痛覺(jué)，只能觀察其對(duì)傷害性刺激的行為反應(yīng)。因而在下文的描述中有時(shí)用傷害性感受閾(nociceptive threshold)取代痛閾(pain threshold)。

正常情況下，疼痛是機(jī)體對(duì)外界傷害性刺激的感受，它是一種報(bào)警系統(tǒng)，提示實(shí)存的或潛在的組織損傷的可能性。如果這種傷害性刺激是可以回避的，那么痛覺(jué)就是一種具有完全的積極意義的感覺(jué)形式，稱為生理痛。這種意義上的疼痛模型實(shí)際上就是對(duì)傷害性感受閾的測(cè)量。它是通過(guò)觀察動(dòng)物對(duì)傷害性溫度和機(jī)械刺激的逃避反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。

如果動(dòng)物遇到無(wú)法逃避的傷害性刺激，就會(huì)引起它的情緒反應(yīng)，發(fā)出嘶叫聲。這是需要高級(jí)神經(jīng)中樞配合的反應(yīng)，并且不受局部運(yùn)動(dòng)功能的影響。因而，在傷害性刺激下引起的嘶叫反應(yīng)也可以作為傷害性感受閾的測(cè)量指標(biāo)。

熱輻射-逃避法

這是最常見(jiàn)的傷害性感受閾測(cè)量方式。最常用的有熱輻射-甩尾法、熱輻射-甩頭法和熱輻射-抬足法。

熱輻射-甩尾法

以大鼠為例。先將大鼠固定在特制的塑料筒中，令其尾部暴露在外并自然下垂，待動(dòng)物安靜20分鐘后再予測(cè)定。輻射熱源可采用8.75毫米放映燈泡(電壓為18.5伏，可調(diào)節(jié))，經(jīng)透鏡聚焦后發(fā)射出直徑約4毫米的光束，照射相當(dāng)于尾部中、下三分之一交界處的皮膚(光源與尾部皮膚必須緊密相貼)；采用與光源并聯(lián)的電子計(jì)時(shí)器同步記錄照射持續(xù)時(shí)間，即當(dāng)照射開(kāi)始同時(shí)啟動(dòng)秒表，當(dāng)動(dòng)物尾部出現(xiàn)明顯逃避應(yīng)時(shí)，關(guān)閉光源并同時(shí)停止計(jì)時(shí)。所測(cè)得的時(shí)間間隔即為甩尾反應(yīng)潛伏期(Tail-Flick Latency, TFL)。

一般在正式測(cè)量之前先調(diào)節(jié)電壓，使TFL值保持在4~6秒左右，然后每5分鐘測(cè)定一次，取三次測(cè)定的平均值作為基礎(chǔ)傷害性感受閾。若動(dòng)物在鎮(zhèn)痛作用下TFL延長(zhǎng)至超過(guò)15秒，則停止照射并以15秒作為甩尾潛伏期的上限，以免照射過(guò)久灼傷皮膚。

用類似的方法也可以在小鼠測(cè)定其熱輻射-甩尾反應(yīng)潛伏期。

熱輻射-甩頭法

一般用家兔作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。先將家兔用特制的布帶懸空吊起，令其四肢自由伸展，并蒙蔽其眼睛。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)用彎剪刀小心剪去口唇部胡須。待動(dòng)物安靜后，用上述同樣的光源照射家兔口唇，等待其明顯的逃避反應(yīng)(將頭部移開(kāi))。利用同樣的電子計(jì)時(shí)器測(cè)定此反應(yīng)的潛伏期。計(jì)算方法如上所述。注意其最長(zhǎng)照射時(shí)間不要超過(guò)10秒。

熱輻射-抬足法

仍以大鼠為例，將大鼠固定在特制塑料筒中，令其后肢暴露在外。待動(dòng)物安靜后，用同樣的輻射光源照射其后足掌底部；或令大鼠自由站立于玻璃板上，將輻射光源置于玻璃板下，隔玻璃照射足底。測(cè)定其逃避反應(yīng)(抬足)出現(xiàn)的潛伏期。以15秒為其最長(zhǎng)照射時(shí)間的上限。

冷水、熱水刺激逃避法

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物可以是大鼠或小鼠。刺激部位可以選擇尾尖或后足。將動(dòng)物適當(dāng)固定后，令尾尖或后足自然下垂。待動(dòng)物安靜后，將被刺激部位浸于10°C的冷水或46°C的熱水中，記錄從開(kāi)始浸入到被刺激部位逃離水面或出現(xiàn)明顯掙扎行為的時(shí)間作為傷害性感受閾。仍以15秒為最長(zhǎng)刺激時(shí)間的上限。

機(jī)械刺激-逃避法

又稱為Randall-Selitto反應(yīng)。一般選用大鼠作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。動(dòng)物置于特制塑料固定筒內(nèi)，用Randall-Selitto反應(yīng)測(cè)定儀給鼠后足跖部施加以恒定速率連續(xù)遞增的壓力。當(dāng)其后足縮回時(shí)，即停止加壓并讀出此時(shí)之壓力數(shù)值(mmHg)，以此壓力-縮腿閾(Paw-Withdrawal Threshold, PWT)作為傷害性感受閾。先測(cè)定三次PWT，每次測(cè)定間隔5min，取其平均值作為基礎(chǔ)閾值；以后測(cè)定所得結(jié)果均與它比較，并以150%作為PWT升高的上限以免損傷局部組織。

另一種方法是，每次給動(dòng)物足底施加恒定的壓力，記錄從開(kāi)始加壓至動(dòng)物做出逃避反應(yīng)的時(shí)間，以此時(shí)間作為傷害性感受閾。

機(jī)械刺激-嘶叫法

此方法一般以大鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。采用的固定方法與前節(jié)相同，但給予動(dòng)物不可逃避的刺激，記錄動(dòng)物發(fā)出嘶叫時(shí)的壓力數(shù)值(當(dāng)采用連續(xù)遞增的壓力時(shí))或時(shí)間潛伏期(當(dāng)采用恒定壓力時(shí))。

電刺激-嘶叫法

本法同樣以大鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。刺激部位可以是尾部或后足。首先將動(dòng)物適當(dāng)固定，并將一對(duì)不銹鋼針刺激電極插入待測(cè)部位(兩極間距1cm)，待動(dòng)物安靜后給刺激電極通以頻率為50Hz的方波刺激，逐漸增大電流強(qiáng)度，記錄動(dòng)物開(kāi)始發(fā)出嘶叫時(shí)的刺激強(qiáng)度，作為其傷害性感受閾。

急性病理性疼痛模型

概述

當(dāng)疼痛并非由外部環(huán)境原因所致時(shí)，疼痛感覺(jué)將持續(xù)而無(wú)法逃避，此時(shí)的疼痛就屬于病理性疼痛范圍。病理性疼痛按其病程可分為急性和慢性兩大類。前者多由確定的損傷或炎癥反應(yīng)所致，當(dāng)損傷痊愈或炎癥消失時(shí)，疼痛即可消除。后者則多由難以消除的慢性炎癥或神經(jīng)病變所致，病程常遷延很久。

本節(jié)將介紹三種急性病理性疼痛模型：模擬腹腔炎癥的扭體模型、模擬軀體炎癥的福爾馬林致痛模型和白陶土-鹿角菜膠炎癥模型。

扭體模型

本模型可采用小鼠或大鼠。有多種刺激物都可誘發(fā)動(dòng)物扭體(writhing)行為。最常見(jiàn)的刺激物是醋酸(acetic acid)。將1克阿拉伯膠(arabic gum)加入9ml濃度為1%的醋酸溶液中，再注入實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體內(nèi)，觀察注射后90分鐘期間每15分鐘內(nèi)出現(xiàn)典型扭體癥狀的次數(shù)。

該模型可以模擬腹腔炎癥引起的腹痛癥狀，常用于鎮(zhèn)痛藥物的篩選。即觀察藥物處理組與安慰劑組扭體癥狀的差別，以確定該藥物是否具有鎮(zhèn)痛效應(yīng)以及其劑量-效應(yīng)曲線。

福爾馬林致痛模型

本模型的目的是模擬急性組織損傷所致的持續(xù)性疼痛。一般以大鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。在動(dòng)物一肢足背皮下注射稀釋的福爾馬林(formalin)溶液，導(dǎo)致動(dòng)物的行為改變?nèi)绨察o時(shí)的屈腿、運(yùn)動(dòng)時(shí)的跛行以及舔足等。這些行為的程度(如舔足時(shí)間)與福爾馬林濃度成正比，一般認(rèn)為它是疼痛的象征。此外，其它行為如理毛、探索和運(yùn)動(dòng)活動(dòng)等也受福爾馬林注射的影響。具體做法如下：

將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物隨機(jī)分為若干組，其中福爾馬林組在一肢足背皮下注射稀釋的福爾馬林溶液50ml，濃度在0.1%~10%之間。對(duì)照組動(dòng)物將注射針刺入同部位注射等體積的生理鹽水。注射后，將動(dòng)物置于觀察籠中，在動(dòng)物不能察覺(jué)的前提下記錄其在60分鐘內(nèi)對(duì)注射側(cè)和對(duì)側(cè)后足的舔足時(shí)間。每隔5分鐘計(jì)算一次舔足分?jǐn)?shù)(即總舔足時(shí)間)。另外一種評(píng)分方法是，按如下的四級(jí)評(píng)分：0=注射足承擔(dān)正常重量；1=運(yùn)動(dòng)時(shí)跛行、休息時(shí)足輕觸地面；2=注射足抬高，最多用指甲觸地；3=出現(xiàn)針對(duì)注射足的舔、咬和理毛行為。

必須注意的是，動(dòng)物應(yīng)事先訓(xùn)練10天使之適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境及手捉等處理。動(dòng)物應(yīng)飼養(yǎng)在恒定的晝夜節(jié)律(光照時(shí)間)環(huán)境中，且觀察應(yīng)當(dāng)在“暗夜期”在暗紅色光線下進(jìn)行。

本模型的各種癥狀普遍分為兩個(gè)時(shí)相：前5分鐘為第一相，20~60分鐘為第二相。兩相均可用于實(shí)驗(yàn)，但以第二相為常用。據(jù)認(rèn)為，使用1.5%的福爾馬林劑量加上綜合的評(píng)分方法具有最強(qiáng)的分辨痛程度的能力。

Clavelou等人新近提出了一種用于面部的福爾馬林致痛模型。他們把不同濃度的福爾馬林溶液(0.2~10%)皮下注射到大鼠的右上唇，對(duì)照動(dòng)物則注射鹽水。注射后，立即把動(dòng)物放在觀察箱中觀察45分鐘。記錄注射后每3分鐘時(shí)間內(nèi)動(dòng)物用同側(cè)前肢或后肢摩擦注射部位的秒數(shù)作為痛分?jǐn)?shù)。注射后動(dòng)物呈現(xiàn)出類似的兩相痛敏。結(jié)果表明濃度在0.5~2.5%之間的福爾馬林溶液最有利于觀察疼痛強(qiáng)度的變化情況。

白陶土-鹿角菜膠炎癥模型

本模型的目的是模擬亞急性炎癥所引起的疼痛。白陶土(Kaolin)是一種細(xì)顆粒狀物質(zhì)，成分為氧化鋁，在此起機(jī)械刺激作用；鹿角菜膠(carrageenan)是由水生植物鹿角菜中提取的膠體物質(zhì)，具有過(guò)敏刺激作用。鹿角菜膠單獨(dú)實(shí)驗(yàn)即可誘發(fā)炎癥，若與白陶土合并使用，則炎癥更為強(qiáng)烈。

可采用家兔或大鼠作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。今以大鼠為例。關(guān)節(jié)炎的引發(fā)分為兩步：首先將動(dòng)物麻醉(可用戊巴比妥鈉或水合氯醛)，由一側(cè)后肢足底注入4%白陶土混懸液0.1ml，并按摩5分鐘使之在組織中分散。在第一次注射的1小時(shí)后，再注入2%鹿角菜膠溶液0.05ml并按摩5分鐘。以第一次注射的時(shí)間作為致炎開(kāi)始時(shí)間。

炎癥過(guò)程一般在第一次注射后2小時(shí)內(nèi)開(kāi)始。動(dòng)物后足明顯紅腫，皮溫顯著升高，PWT值顯著降低，呈現(xiàn)類似痛敏的癥狀。這些癥狀一般能持續(xù)至第一次注射后12小時(shí)以上，24小時(shí)后基本復(fù)原。因而本模型屬于亞急性炎癥痛模型范圍。本模型亦可采用關(guān)節(jié)腔注射。

此模型適合進(jìn)行急**理實(shí)驗(yàn)以及比較炎癥發(fā)作前后變化的電生理實(shí)驗(yàn)。

慢性病理性疼痛模型

概述

臨床上持續(xù)超過(guò)6個(gè)月的疼痛即被視為慢性痛。慢性病理性痛的特征是，疼痛持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，一般均涉及機(jī)體的系統(tǒng)性病變(如免疫反應(yīng)異�；蛏窠�(jīng)系統(tǒng)的異常)。其疼痛沒(méi)有明顯的外界刺激作為誘因或疼痛程度與局部的病變之嚴(yán)重性不成比例。在這個(gè)意義上，癌癥痛不屬于慢性痛，因?yàn)樗哂忻鞔_的局部持續(xù)刺激，應(yīng)當(dāng)屬于急性痛的持續(xù)狀態(tài)。

慢性病理性疼痛模型主要分為兩大類型：炎癥性及神經(jīng)源性。

炎癥痛模型

炎癥是疼痛最常見(jiàn)的原因。很多原因不明的疼痛疾患實(shí)際上是由于軟組織的無(wú)菌性炎癥所致。因而，在動(dòng)物模型上研究炎癥痛的特征、機(jī)制，可能為理解疼痛及尋找有效的鎮(zhèn)痛方法提供幫助

我們介紹3種慢性炎癥痛模型，均是以福氏佐劑作為致炎物質(zhì)的。它們是：多發(fā)性佐劑關(guān)節(jié)炎，單發(fā)性佐劑關(guān)節(jié)周圍炎和單發(fā)性佐劑關(guān)節(jié)腔炎模型。

多發(fā)性佐劑關(guān)節(jié)炎模型

本模型系采用每毫升含干重為1毫克結(jié)核桿菌的高濃度福氏佐劑，向大鼠尾根部或足底作皮內(nèi)注射。溶劑采用4份石蠟油、4份生理鹽水和1份乳化劑(Falba或Aracel A)混和而成。注射后77~90%的大鼠會(huì)出現(xiàn)一定的持續(xù)時(shí)間不等的關(guān)節(jié)炎癥。動(dòng)物的一側(cè)或雙側(cè)后肢通常首先出現(xiàn)改變，出現(xiàn)多個(gè)關(guān)節(jié)的紅腫；其次是前肢和尾部出現(xiàn)關(guān)節(jié)炎癥。根據(jù)動(dòng)物受累及的關(guān)節(jié)數(shù)目及其行為表現(xiàn)，可以對(duì)此炎癥的嚴(yán)重程度予以評(píng)價(jià)。多數(shù)動(dòng)物在第18~25天內(nèi)病情最為嚴(yán)重。

福氏佐劑是一種免疫佐劑，可以加強(qiáng)機(jī)體對(duì)抗原產(chǎn)生免疫的能力。本模型所誘導(dǎo)的是動(dòng)物的免疫反應(yīng)性炎癥，其目的是模擬某些自身免疫性疾病如風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。多發(fā)性佐劑關(guān)節(jié)炎是最早提出的關(guān)節(jié)炎模型之一。利用此模型曾經(jīng)做了大量工作。這一模型適合于進(jìn)行抗類風(fēng)濕的藥物研究和自身免疫性疾病的研究。用于作為疼痛模型時(shí)，其缺點(diǎn)是病變范圍過(guò)于廣泛，除了多個(gè)關(guān)節(jié)均有炎癥反應(yīng)以外，往往伴隨有機(jī)體多個(gè)器官系統(tǒng)(包括中樞神經(jīng)系統(tǒng))的免疫性病變。這一情況限制了它在疼痛研究特別是疼痛的中樞神經(jīng)機(jī)制研究中的廣泛應(yīng)用。

單發(fā)性佐劑關(guān)節(jié)周圍炎模型

為了避免上述模型的缺點(diǎn)，同時(shí)又要利用佐劑造成慢性的炎癥反應(yīng)，人們采用了單發(fā)關(guān)節(jié)炎周圍炎模型。其制作方法是：把0.15ml完全福氏佐劑(內(nèi)含0.1%滅活結(jié)核桿菌)注射到動(dòng)物后肢足底，造成關(guān)節(jié)周圍局部組織的炎癥反應(yīng)。該模型的技術(shù)要點(diǎn)是：佐劑應(yīng)注射至皮下而非皮內(nèi)，注射后要按住針孔按摩數(shù)分鐘以促進(jìn)藥物擴(kuò)散。注射1天后，局部即呈現(xiàn)明顯的紅腫、自我保護(hù)和運(yùn)動(dòng)障礙現(xiàn)象。

本模型病程約為7周。局部在第1周內(nèi)對(duì)輻射熱呈現(xiàn)痛敏，第1~3周內(nèi)對(duì)機(jī)械壓力呈現(xiàn)痛敏。其局部腫脹需要6~7周才能完全恢復(fù)。除利用上述方法測(cè)量傷害性感受過(guò)敏情況以外，還可以評(píng)定其關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)情況。包括下述三項(xiàng)內(nèi)容：(1)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)評(píng)分；(2)站立姿態(tài)評(píng)分；(3)肢體僵硬狀態(tài)評(píng)分。具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表50-1。

本模型避免了多發(fā)性關(guān)節(jié)炎的病變過(guò)廣和發(fā)病率不高的缺點(diǎn)。但它本身也存在一些不足：首先，本模型痛敏持續(xù)時(shí)間較短，只有1~3周；其次，盡管模型動(dòng)物表現(xiàn)出明顯的自我保護(hù)行為(痛敏存在的標(biāo)志)，但其機(jī)械和熱痛敏卻不易引出。

單發(fā)性佐劑關(guān)節(jié)腔炎模型

表50-1 動(dòng)物后肢運(yùn)動(dòng)、站立及肌僵評(píng)分法

評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

分?jǐn)?shù)

運(yùn)動(dòng)評(píng)分

動(dòng)物只能躺著

0

動(dòng)物只能爬行

1

動(dòng)物可行走，但較困難

2

動(dòng)物可行走或快跑，但較困難

3

動(dòng)物可正常行走或快跑

4

站立評(píng)分

動(dòng)物只能三足站立

0

動(dòng)物關(guān)節(jié)炎足可觸地，但足趾蜷曲

1

動(dòng)物關(guān)節(jié)炎足可支持部分體重

2

動(dòng)物四肢平等支持體重

3

肢體僵硬評(píng)分(每足最大分值為2分)

肢體伸展受限

1

肢體屈曲受限

1

為了解決前述模型存在的問(wèn)題，本模型將高濃度的福氏佐劑(含有300mg結(jié)核菌素)直接注射到大鼠后肢踝關(guān)節(jié)腔中(注射體積為0.05ml)，從而導(dǎo)致一個(gè)具有急性、慢性兩相的高度局限的關(guān)節(jié)炎癥。具體制作方法如下：

將50毫克滅活結(jié)核菌素加入由6ml石蠟油、4ml生理鹽水和1ml吐溫80組成的混和物中，充分混和并在120°C下高壓處理20分鐘。然后冷藏保存，至使用前加溫并徹底混和。

注射時(shí)，在麻醉下將動(dòng)物后肢踝關(guān)節(jié)伸展，在外踝后的凹陷處刺入注射針頭，然后轉(zhuǎn)向足趾方向，在脛骨、腓骨和距骨之間的縫隙處刺入踝關(guān)節(jié)囊。刺入大約3mm時(shí)可體會(huì)到落空感，此時(shí)推注福氏佐劑。若確實(shí)刺入關(guān)節(jié)囊，則在推注0.05ml之后將感到極強(qiáng)的阻力。

該模型在注射后第1周內(nèi)出現(xiàn)急性炎癥，以紅腫、體重增長(zhǎng)減慢、直立行為減少和運(yùn)動(dòng)減弱為特征；第3周開(kāi)始出現(xiàn)慢性炎癥。痛行為表現(xiàn)為探索和直立行為顯著減少，PWT顯著降低而呈現(xiàn)痛敏狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)減弱現(xiàn)象也進(jìn)一步加重。此時(shí)屈、伸關(guān)節(jié)評(píng)分(將動(dòng)物肢體作被動(dòng)屈伸，屈曲時(shí)出現(xiàn)縮腿反應(yīng)為1分，出現(xiàn)嘶叫也為1分，共2分，反復(fù)5次計(jì)算總分；伸展時(shí)亦做同樣評(píng)分)也顯著增高，提示存在明顯的痛敏。

小結(jié)

如上所述，在三類關(guān)節(jié)炎模型中，多發(fā)佐劑性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率較低，動(dòng)物全身病變較為嚴(yán)重，且常涉及其它系統(tǒng)尤其是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的病變，對(duì)于神經(jīng)系統(tǒng)功能研究會(huì)有一定程度的影響。這種模型也常受到國(guó)際動(dòng)物保護(hù)組織的批評(píng)。單發(fā)性關(guān)節(jié)周圍炎模型制作簡(jiǎn)單，發(fā)病局限，但炎癥持續(xù)時(shí)間較短，可用于短期疼痛的神經(jīng)機(jī)制研究，但作為長(zhǎng)期的慢性痛模型并不適當(dāng)。單發(fā)佐劑性關(guān)節(jié)腔炎模型持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，其臨床癥狀比較易于定量研究，且發(fā)病只局限于關(guān)節(jié)局部，是一種進(jìn)行長(zhǎng)期慢性炎癥痛狀態(tài)下神經(jīng)系統(tǒng)功能改變的理想模型。

神經(jīng)痛模型

神經(jīng)源性痛指由外傷或疾患導(dǎo)致的外周神經(jīng)、脊髓背根、脊髓或腦內(nèi)某些區(qū)域的病損所致的疼痛。它具有幾種不同類型的特征性異常痛感覺(jué)。自發(fā)痛最為常見(jiàn)，可能是持續(xù)的表面灼痛，或深部的酸痛；也可表現(xiàn)為電擊樣的發(fā)作性痛�；颊叱１憩F(xiàn)為對(duì)熱、冷及機(jī)械刺激的痛敏和痛覺(jué)異常(指將通常的非痛刺激感受為疼痛)。神經(jīng)源性痛的機(jī)理不明，臨床治療效果也常不令人滿意。

由于臨床癥狀的千變?nèi)f化，對(duì)神經(jīng)源性痛進(jìn)行臨床研究是很困難的。因此，在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物身上重現(xiàn)這種狀況對(duì)于有關(guān)研究具有重要意義。人們已經(jīng)制備了幾種有關(guān)的動(dòng)物模型，可以很好地模擬幾種神經(jīng)源性痛。

中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷性神經(jīng)源性痛模型

在人類，腦和脊髓某些部位的損傷可導(dǎo)致中樞性疼痛�，F(xiàn)在已知所謂“丘腦痛”是由于丘腦、腦干或皮層損傷(一般是由于腦血管意外)造成的；但在動(dòng)物模型中類似情況的研究相對(duì)較少。

脊髓損傷也可以導(dǎo)致嚴(yán)重的神經(jīng)源性痛。目前有兩種有關(guān)的大鼠模型。應(yīng)用得最多的是Hao等提出的光化學(xué)損傷模型。動(dòng)物在麻醉下做一側(cè)頸靜脈插管。然后在背部中線切開(kāi)皮膚，暴露T8-T12節(jié)段的椎體。將Erythrosin B染料溶解在生理鹽水中作靜脈注射，在5分鐘內(nèi)達(dá)到32.5mg/kg體重的劑量。注射后，動(dòng)物立即置于波長(zhǎng)為514.5nm的氬離子激光照射之下，將刀口形激光束對(duì)準(zhǔn)T10節(jié)段椎體(相當(dāng)與脊髓T11~12)照射1、5或10分鐘。所用的激光為平均功率0.16瓦，頻率500赫茲的脈動(dòng)激光(最大鋒功率2.4瓦)。為避免組織過(guò)熱，用最大風(fēng)速為6米/秒的電風(fēng)扇盡可能靠近脊柱(距離約5mm)開(kāi)動(dòng)。照射期間用加熱板將動(dòng)物體溫控制在37至38°C之間。此處理可導(dǎo)致血管內(nèi)的光化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致脊髓缺血性損傷。照射之后動(dòng)物出現(xiàn)明顯的異常痛覺(jué)，輕觸即可導(dǎo)致動(dòng)物嘶叫，輕刷體側(cè)即可引起明顯激惹。在此期間用von Frey毛所引出的機(jī)械壓力嘶叫閾明顯降低，部分動(dòng)物還出現(xiàn)自發(fā)嘶叫。這種異常痛覺(jué)可持續(xù)數(shù)小時(shí)至數(shù)日。異常痛覺(jué)的程度及持續(xù)時(shí)間與照射時(shí)間沒(méi)有明顯關(guān)系。而且盡管照射1分鐘并無(wú)可見(jiàn)的脊髓損傷，異常痛覺(jué)仍舊出現(xiàn)。該模型的異常痛覺(jué)在照射后4小時(shí)可為2mg/kg**所消除(與假手術(shù)動(dòng)物的一過(guò)性異常痛覺(jué)現(xiàn)象相同)，但24~48小時(shí)之后即使用較大劑量**(5mg/kg)亦無(wú)法消除異常痛覺(jué)。

由于中樞痛敏及中樞損傷過(guò)程一般被認(rèn)為有興奮性氨基酸參與，Yezierski和Park近來(lái)提出了另一個(gè)中樞神經(jīng)損傷模型。他們?cè)诖笫笙挛恍厮韬蜕衔谎鑳?nèi)注射海人酸(quisqualic acid, QA, 劑量為0.3~1.5ml，8.3~125mM)，在此后7~36天內(nèi)動(dòng)物腰2~5節(jié)段內(nèi)的神經(jīng)元對(duì)機(jī)械刺激及可興奮A和C纖維的坐骨神經(jīng)電刺激的反映均明顯加強(qiáng)，提示這種處理也可以作為一種疼痛模型。

疾病導(dǎo)致的周圍神經(jīng)性疼痛模型

最常見(jiàn)的周圍神經(jīng)損傷性神經(jīng)源性痛是由兩種疾病引起的，即帶狀皰疹和糖尿病。

帶狀皰疹可引起嚴(yán)重的疼痛，但大多數(shù)患者在皮疹消失后疼痛亦消失。僅在少數(shù)病例特別是老年人中，疼痛可在皮疹痊愈之后持續(xù)數(shù)月、數(shù)年甚至幾十年。這種皰疹后神經(jīng)痛的發(fā)病率隨著人類壽命的延長(zhǎng)而日趨增加，但目前尚無(wú)法制備類似的動(dòng)物模型。

相反地，嚙齒類動(dòng)物的糖尿病模型很容易制備。Courteix等人用大鼠制備了具有慢性痛行為的糖尿病模型。他們將streptozocin溶解在蒸餾水中給大鼠腹腔注射，劑量為75mg/kg；對(duì)照動(dòng)物只注射蒸餾水。一周后測(cè)量尾靜脈血糖水平，只有最終血糖高于14mM的動(dòng)物才被認(rèn)為是合格的糖尿病動(dòng)物。動(dòng)物在注射一周后血糖開(kāi)始明顯升高，體重增長(zhǎng)明顯減慢，在冷、熱水浸尾、壓力-縮腿反應(yīng)和福爾馬林測(cè)痛實(shí)驗(yàn)中均表現(xiàn)為痛敏。此模型的痛敏和糖尿病臨床癥狀同時(shí)出現(xiàn)，因而為人類糖尿病性神經(jīng)痛的研究提供了可能性。

外傷導(dǎo)致的周圍神經(jīng)性疼痛模型

首先應(yīng)指出的模型是Wall等人的“神經(jīng)瘤”模型。大鼠或小鼠在麻醉和無(wú)菌操作下，在股段中部切斷后肢坐骨神經(jīng)，然后縫合肌肉和皮膚，并給予一定量的抗菌素以消除術(shù)后感染。術(shù)后動(dòng)物飼養(yǎng)在正常的晝夜節(jié)律光照下，可存活一年以上。術(shù)后定期觀察動(dòng)物的自殘行為。自殘一般從咬趾甲開(kāi)始，逐步向前發(fā)展。有些動(dòng)物可以咬到踝關(guān)節(jié)附近。評(píng)分方法：若有一個(gè)或以上的趾甲被咬掉則給1分(由于趾甲不斷增長(zhǎng)，這種現(xiàn)象可能有時(shí)出現(xiàn)，有時(shí)又消失)；每有一節(jié)足趾的遠(yuǎn)端被咬掉再加1分；每有一節(jié)足趾的近端被咬掉再加1分。因而，若所有的趾甲和所有足趾的每一部分都被咬掉，動(dòng)物將得到11分。當(dāng)動(dòng)物得到11分時(shí)，即處死動(dòng)物。一般術(shù)后一周內(nèi)即出現(xiàn)少量自殘現(xiàn)象，10周后平均自殘可達(dá)4分。

其次是Bennett和Xie提出的“坐骨神經(jīng)部分結(jié)扎”模型。大鼠麻醉后，在股段中部切開(kāi)皮膚和肌肉，暴露坐骨神經(jīng)干。將約7厘米的神經(jīng)游離出來(lái)，并用4.0號(hào)鉻制腸線在其上作4道較松的結(jié)扎，結(jié)扎間距約1厘米。因而受損神經(jīng)長(zhǎng)度約為4~5厘米。結(jié)扎程度以在40倍放大鏡下觀察有形變但不影響神經(jīng)被膜表明的血管流通為準(zhǔn)，有時(shí)可見(jiàn)暴露區(qū)周圍肌肉的短暫收縮。結(jié)扎后按層縫合。對(duì)側(cè)坐骨神經(jīng)也同樣暴露但不予結(jié)扎。術(shù)后1周到10天，動(dòng)物即出現(xiàn)明顯的熱痛敏，而且動(dòng)物后肢出現(xiàn)異常痛覺(jué)現(xiàn)象，患肢不敢觸地，對(duì)寒冷刺激也更加敏感。

Seltzer等人提出了另一個(gè)“坐骨神經(jīng)半結(jié)扎”模型。大鼠在麻醉及無(wú)菌操作下在股段高位暴露右側(cè)坐骨神經(jīng)。在25倍放大鏡下，在坐骨神經(jīng)干向后二頭肌和半腱肌分支處的遠(yuǎn)端小心地將神經(jīng)背側(cè)與周圍組織分離開(kāi)來(lái)，用小止血鉗夾住神經(jīng)背側(cè)(注意勿將神經(jīng)擠壓在其下的組織上)，將一條8-0號(hào)硅制絲線縫入神經(jīng)干內(nèi)，使神經(jīng)的背側(cè)3/1~2/1被收在線套內(nèi)。然后扎緊線套。肌肉和皮膚均用棉線縫合。假手術(shù)組只作切開(kāi)暴露和縫合。從術(shù)后數(shù)小時(shí)起直到此后數(shù)月之內(nèi)，動(dòng)物均表現(xiàn)出明顯的同側(cè)后肢保護(hù)行為和舔足行為的增加，提示自發(fā)痛的存在。足底區(qū)域?qū)π约胺莻π源碳け憩F(xiàn)出同等的過(guò)敏現(xiàn)象，但無(wú)自殘現(xiàn)象出現(xiàn)。動(dòng)物還表現(xiàn)出對(duì)觸覺(jué)的異常痛感覺(jué)和對(duì)激光脈沖熱刺激縮腿閾的雙側(cè)降低，但只有同側(cè)對(duì)閾上刺激表現(xiàn)出過(guò)度的反應(yīng)，提示熱痛敏現(xiàn)象的存在。對(duì)銳利性壓迫機(jī)械刺激的痛敏則雙側(cè)均存在。據(jù)認(rèn)為，該模型的痛敏現(xiàn)象與交感神經(jīng)傳出的關(guān)系極為密切。

冷凍鎮(zhèn)痛是一種臨床技術(shù)，即通過(guò)對(duì)周圍神經(jīng)的冷凍實(shí)現(xiàn)對(duì)術(shù)后痛或慢性痛的鎮(zhèn)痛治療目的。有趣的是Deleo等人卻利用類似的技術(shù)提出了模擬神經(jīng)源性痛的坐骨神經(jīng)的冷凍損傷模型(sciatic cryoneurolysis, SCN)。他們使用溫度為-60°C的冷凍探頭按照30/5/30秒的冷凍/解凍/冷凍周期處理坐骨神經(jīng)干，每一次冷凍都在神經(jīng)干上形成一個(gè)小冰球。冷凍處理后動(dòng)物均出現(xiàn)一定程度的自殘現(xiàn)象，自手術(shù)后第4天開(kāi)始，至第14天達(dá)到高峰。并且此種自殘并未發(fā)生在神經(jīng)功能暫時(shí)喪失的冷凍后即刻，而是伴隨著感覺(jué)功能的恢復(fù)而出現(xiàn)，表明這是一種神經(jīng)源性痛敏的模型。

為解釋神經(jīng)損傷模型的機(jī)制，近來(lái)Maves等人制作了一種酸性環(huán)境神經(jīng)痛模型。他們把酸化了的生理鹽水(pH=3.5和pH=5)用微動(dòng)泵持續(xù)7天灌流給未加束縛的大鼠坐骨神經(jīng)，結(jié)果作為對(duì)照組(灌注正常pH=7生理鹽水)的大鼠沒(méi)有任何痛敏跡象，而酸化生理鹽水組大鼠的后足底出現(xiàn)進(jìn)行性熱痛敏，第6天達(dá)到最高峰；其中pH=5組在第12天恢復(fù)正常，而pH=3.5組的熱痛敏持續(xù)15天以上。這種模型提供了一種簡(jiǎn)單的模擬神經(jīng)源性痛的方法。

小結(jié)

神經(jīng)痛是臨床上常見(jiàn)的嚴(yán)重而難于治療的疼痛性疾患。上述的幾種模型分別在一定程度是模擬了相應(yīng)的臨床疼痛疾患。但也有一些神經(jīng)痛如皰疹后神經(jīng)痛、三叉神經(jīng)痛等，目前尚無(wú)法制備相應(yīng)的動(dòng)物模型進(jìn)行研究。這方面的有關(guān)模型還有待于進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。

結(jié)語(yǔ)

本章敘述了某些生理性和病理性疼痛動(dòng)物模型的建立方法。毫無(wú)疑問(wèn)，動(dòng)物模型的建立將為相應(yīng)的疼痛性疾患的診斷和治療研究提供幫助。已有的研究結(jié)果表明，不同類型的疼痛模型，其中樞過(guò)程有很大的差異。這表明，疼痛可能并非由簡(jiǎn)單的中樞機(jī)制決定；痛覺(jué)調(diào)質(zhì)以及疼痛本身可能涉及若干中樞機(jī)制的復(fù)雜組合。比較不同疼痛模型的中樞機(jī)制，可能有助于揭示疼痛的真正中樞本質(zhì)，從而使我們對(duì)疼痛現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)和臨床療效均獲得飛躍式的提高。這樣的比較研究也可能為我們理解某些目前尚不知其病因因而無(wú)法制備相關(guān)模型的疼痛疾患，并為這些疾患的治療提供幫助。

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