疼痛動物模型

1、疼痛實(shí)驗(yàn)動物模型科研探索 2007-04-25 23:11:36 閱讀147 評論0   字號：大中小 訂閱 疼痛是機(jī)制非常復(fù)雜的神經(jīng)活動。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)用的動物模型。生理痛的模型即常用的動物傷害性感受閾測定法；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

2、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。它提供軀體受到威脅的警報信號，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的癥狀，也是當(dāng)今困擾人類健康最嚴(yán)重的問題之一。近年來，僅在美國就有三至四千萬人患有慢性痛。據(jù)估計，美國每年用于治療慢性痛的費(fèi)用約為400600億美元；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)用消耗上的相對地位將越來越重要。由于難以在人體對疼痛進(jìn)行深入的機(jī)制研究，有必要建立疼痛的動物模型。但疼痛是是包括性質(zhì)、強(qiáng)度和程度各不

3、相同的多種感覺的復(fù)合，并往往與自主神經(jīng)系統(tǒng)、運(yùn)動反應(yīng)、心理和情緒反應(yīng)交織在一起，它既不是簡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。因而，我們只能根據(jù)模型動物對傷害性刺激的保護(hù)反應(yīng)和保護(hù)性行為來推測它們的疼痛程度。傷害性感受(nociception)和痛覺是兩個有密切關(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；痛覺則是指上升到感覺水平的疼痛感覺。兩者之間有時并沒有嚴(yán)格的相關(guān)性。生理痛模型與常用的痛閾測定法概述為了能夠?qū)ν从X現(xiàn)象及其

4、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)水平研究痛覺機(jī)制，必須建立動物的痛覺模型。又由于痛覺是意識水平的感覺，我們無法確定動物是否具有痛覺，只能觀察其對傷害性刺激的行為反應(yīng)。因而在下文的描述中有時用傷害性感受閾(nociceptive threshold)取代痛閾(pain threshold)。正常情況下，疼痛是機(jī)體對外界傷害性刺激的感受，它是一種報警系統(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，那么痛覺就是一種具有完全的積極意義的感覺形式，稱為生理痛。這種意義上的疼痛模型實(shí)際上就是對傷害性感受閾的測量。它是通過觀察動物對傷害性溫

5、度和機(jī)械刺激的逃避反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。如果動物遇到無法逃避的傷害性刺激，就會引起它的情緒反應(yīng)，發(fā)出嘶叫聲。這是需要高級神經(jīng)中樞配合的反應(yīng)，并且不受局部運(yùn)動功能的影響。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量指標(biāo)。熱輻射-逃避法這是最常見的傷害性感受閾測量方式。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，待動物安靜20分鐘后再予測定。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

6、皮膚必須緊密相貼)；采用與光源并聯(lián)的電子計時器同步記錄照射持續(xù)時間，即當(dāng)照射開始同時啟動秒表，當(dāng)動物尾部出現(xiàn)明顯逃避應(yīng)時，關(guān)閉光源并同時停止計時。所測得的時間間隔即為甩尾反應(yīng)潛伏期(Tail-Flick Latency, TFL)。一般在正式測量之前先調(diào)節(jié)電壓，使TFL值保持在46秒左右，然后每5分鐘測定一次，取三次測定的平均值作為基礎(chǔ)傷害性感受閾。若動物在鎮(zhèn)痛作用下TFL延長至超過15秒，則停止照射并以15秒作為甩尾潛伏期的上限，以免照射過久灼傷皮膚。用類似的方法也可以在小鼠測定其熱輻射-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)對象。先將家兔用特制的布帶懸空吊起，令其四肢自由伸展，并

7、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)。利用同樣的電子計時器測定此反應(yīng)的潛伏期。計算方法如上所述。注意其最長照射時間不要超過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。測定其逃避反應(yīng)(抬足)出現(xiàn)的潛伏期。以15秒為其最長照射時間的上限。冷水、熱水刺激逃避法實(shí)驗(yàn)動物可以是大鼠或小鼠。刺激部位可以選擇尾尖或后足。將動物適當(dāng)固定后，令尾尖或后足自然下垂。待動物安靜

8、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)明顯掙扎行為的時間作為傷害性感受閾。仍以15秒為最長刺激時間的上限。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)動物。動物置于特制塑料固定筒內(nèi)，用Randall-Selitto反應(yīng)測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，即停止加壓并讀出此時之壓力數(shù)值(mmHg)，以此壓力-縮腿閾(Paw-Withdrawal Threshold, PWT)作為傷害性感受閾。先測定三次PWT，每次測定間隔5min，取其平均值作為基礎(chǔ)閾值；以后

9、測定所得結(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，每次給動物足底施加恒定的壓力，記錄從開始加壓至動物做出逃避反應(yīng)的時間，以此時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)對象。采用的固定方法與前節(jié)相同，但給予動物不可逃避的刺激，記錄動物發(fā)出嘶叫時的壓力數(shù)值(當(dāng)采用連續(xù)遞增的壓力時)或時間潛伏期(當(dāng)采用恒定壓力時)。電刺激-嘶叫法本法同樣以大鼠為實(shí)驗(yàn)對象。刺激部位可以是尾部或后足。首先將動物適當(dāng)固定，并將一對不銹鋼針刺激電極插入待測部位(兩極間距1cm)，待動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，記錄動物開始發(fā)出嘶叫

10、時的刺激強(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，疼痛感覺將持續(xù)而無法逃避，此時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，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)動物扭體(writhing)行為。最常見的刺激物是醋酸(acetic acid)。將1克阿拉伯膠(arabic

11、gum)加入9ml濃度為1%的醋酸溶液中，再注入實(shí)驗(yàn)動物體內(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)對象。在動物一肢足背皮下注射稀釋的福爾馬林(formalin)溶液，導(dǎo)致動物的行為改變?nèi)绨察o時的屈腿、運(yùn)動時的跛行以及舔足等。這些行為的程度(如舔足時間)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)動活動等也受福爾馬

12、林注射的影響。具體做法如下：將實(shí)驗(yàn)動物隨機(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。對照組動物將注射針刺入同部位注射等體積的生理鹽水。注射后，將動物置于觀察籠中，在動物不能察覺的前提下記錄其在60分鐘內(nèi)對注射側(cè)和對側(cè)后足的舔足時間。每隔5分鐘計算一次舔足分?jǐn)?shù)(即總舔足時間)。另外一種評分方法是，按如下的四級評分：0=注射足承擔(dān)正常重量；1=運(yùn)動時跛行、休息時足輕觸地面；2=注射足抬高，最多用指甲觸地；3=出現(xiàn)針對注射足的舔、咬和理毛行為。必須注意的是，動物應(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。動物應(yīng)飼養(yǎng)在恒定的晝夜節(jié)律(光照時

13、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時相：前5分鐘為第一相，2060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(0.210%)皮下注射到大鼠的右上唇，對照動物則注射鹽水。注射后，立即把動物放在觀察箱中觀察45分鐘。記錄注射后每3分鐘時間內(nèi)動物用同側(cè)前肢或后肢摩擦注射部位的秒數(shù)作為痛分?jǐn)?shù)。注射后動物呈現(xiàn)出類似的兩相痛敏。結(jié)果表明濃度在0.52.5%之間的福爾馬林溶液最有利于觀

14、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?？刹捎眉彝没虼笫笞鳛閷?shí)驗(yàn)對象。今以大鼠為例。關(guān)節(jié)炎的引發(fā)分為兩步：首先將動物麻醉(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。以第一次注射的時間作為致

15、炎開始時間。炎癥過程一般在第一次注射后2小時內(nèi)開始。動物后足明顯紅腫，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小時以上，24小時后基本復(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)行急性藥理實(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6個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)時間長，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。在這個意義上，癌癥痛不屬于慢性痛，因?yàn)樗哂忻鞔_的

16、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菌性炎癥所致。因而，在動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

17、7790%的大鼠會出現(xiàn)一定的持續(xù)時間不等的關(guān)節(jié)炎癥。動物的一側(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)動物受累及的關(guān)節(jié)數(shù)目及其行為表現(xiàn)，可以對此炎癥的嚴(yán)重程度予以評價。多數(shù)動物在第1825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)體對抗原產(chǎn)生免疫的能力。本模型所誘導(dǎo)的是動物的免疫反應(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，其缺點(diǎn)是病變范圍過于廣泛，除了多個關(guān)節(jié)均有炎癥反應(yīng)以外，往

18、往伴隨有機(jī)體多個器官系統(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)動障礙現(xiàn)象。本模型病程約為7周。局部在第1周內(nèi)對輻射熱呈現(xiàn)痛敏，第13周內(nèi)對機(jī)械壓力呈現(xiàn)痛敏。其局部腫脹

19、需要67周才能完全恢復(fù)。除利用上述方法測量傷害性感受過敏情況以外，還可以評定其關(guān)節(jié)的運(yùn)動情況。包括下述三項內(nèi)容：(1)運(yùn)動狀態(tài)評分；(2)站立姿態(tài)評分；(3)肢體僵硬狀態(tài)評分。具體評分標(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)時間較短，只有13周；其次，盡管模型動物表現(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 動物后肢運(yùn)動、站立及肌僵評分法評價標(biāo)準(zhǔn)分?jǐn)?shù)運(yùn)動評分動物只能躺著0動物只能爬行1動物可行走，但較困難2動物可行走或快跑，但較困難3動物可正常行走或快跑4站立

20、評分動物只能三足站立0動物關(guān)節(jié)炎足可觸地，但足趾蜷曲1動物關(guān)節(jié)炎足可支持部分體重2動物四肢平等支持體重3肢體僵硬評分(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，在麻醉下將動物后肢踝關(guān)節(jié)伸展，在外踝后的凹陷

21、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時可體會到落空感，此時推注福氏佐劑。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、體重增長減慢、直立行為減少和運(yùn)動減弱為特征；第3周開始出現(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)動減弱現(xiàn)象也進(jìn)一步加重。此時屈、伸關(guān)節(jié)評分(將動物肢體作被動屈伸，屈曲時出現(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次計算總分；伸展時亦做同樣評分)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

22、關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率較低，動物全身病變較為嚴(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，對于神經(jīng)系統(tǒng)功能研究會有一定程度的影響。這種模型也常受到國際動物保護(hù)組織的批評。單發(fā)性關(guān)節(jié)周圍炎模型制作簡單，發(fā)病局限，但炎癥持續(xù)時間較短，可用于短期疼痛的神經(jīng)機(jī)制研究，但作為長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)時間長，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。自發(fā)痛最為常見，可能是持續(xù)的表面灼痛

23、，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)為對熱、冷及機(jī)械刺激的痛敏和痛覺異常(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)動物身上重現(xiàn)這種狀況對于有關(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；但在動物模型中類似情況的研究相對較少。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

24、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。動物在麻醉下做一側(cè)頸靜脈插管。然后在背部中線切開皮膚，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，動物立即置于波長為514.5nm的氬離子激光照射之下，將刀口形激光束對準(zhǔn)T10節(jié)段椎體(相當(dāng)與脊髓T1112)照射1、5或10分鐘。所用的激光為平均功率0.16瓦，頻率500赫茲的脈動激光(最大鋒功率2.4瓦)。為避免組織過熱，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)開動。照射期間用加熱板將動物體溫控制在37至38°C

25、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。照射之后動物出現(xiàn)明顯的異常痛覺，輕觸即可導(dǎo)致動物嘶叫，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，部分動物還出現(xiàn)自發(fā)嘶叫。這種異常痛覺可持續(xù)數(shù)小時至數(shù)日。異常痛覺的程度及持續(xù)時間與照射時間沒有明顯關(guān)系。而且盡管照射1分鐘并無可見的脊髓損傷，異常痛覺仍舊出現(xiàn)。該模型的異常痛覺在照射后4小時可為2mg/kg嗎啡所消除(與假手術(shù)動物的一過性異常痛覺現(xiàn)象相同)，但2448小時之后即使用較大劑量嗎啡(5mg/kg)亦無法消除異常痛覺。由于中樞痛敏及中樞損傷過程一般被認(rèn)為有興奮性氨基酸參與，Yeziersk

26、i和Park近來提出了另一個中樞神經(jīng)損傷模型。他們在大鼠下位胸髓和上位腰髓內(nèi)注射海人酸(quisqualic acid, QA, 劑量為0.31.5ml，8.3125mM)，在此后736天內(nèi)動物腰25節(jié)段內(nèi)的神經(jīng)元對機(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而日趨增加

27、，但目前尚無法制備類似的動物模型。相反地，嚙齒類動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；對照動物只注射蒸餾水。一周后測量尾靜脈血糖水平，只有最終血糖高于14mM的動物才被認(rèn)為是合格的糖尿病動物。動物在注射一周后血糖開始明顯升高，體重增長明顯減慢，在冷、熱水浸尾、壓力-縮腿反應(yīng)和福爾馬林測痛實(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

28、鼠或小鼠在麻醉和無菌操作下，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)后定期觀察動物的自殘行為。自殘一般從咬趾甲開始，逐步向前發(fā)展。有些動物可以咬到踝關(guān)節(jié)附近。評分方法：若有一個或以上的趾甲被咬掉則給1分(由于趾甲不斷增長，這種現(xiàn)象可能有時出現(xiàn)，有時又消失)；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，動物將得到11分。當(dāng)動物得到11分時，即處死動物。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Bennet

29、t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，并用4.0號鉻制腸線在其上作4道較松的結(jié)扎，結(jié)扎間距約1厘米。因而受損神經(jīng)長度約為45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)，有時可見暴露區(qū)周圍肌肉的短暫收縮。結(jié)扎后按層縫合。對側(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，動物即出現(xiàn)明顯的熱痛敏，而且動物后肢出現(xiàn)異常痛覺現(xiàn)象，患肢不敢觸地，對寒冷刺激也更加敏感。Seltzer等人提出了另一個“坐骨神經(jīng)半結(jié)扎”模型。大鼠在麻醉及無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，

30、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)與周圍組織分離開來，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號硅制絲線縫入神經(jīng)干內(nèi)，使神經(jīng)的背側(cè)3/12/1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)組只作切開暴露和縫合。從術(shù)后數(shù)小時起直到此后數(shù)月之內(nèi)，動物均表現(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)出同等的過敏現(xiàn)象，但無自殘現(xiàn)象出現(xiàn)。動物還表現(xiàn)出對觸覺的異常痛感覺和對激光脈沖熱刺激縮腿閾的雙側(cè)降低，但只有同側(cè)對閾上刺激表現(xiàn)出過度的反應(yīng)，提示熱痛敏現(xiàn)象的存在。對銳利性壓迫機(jī)械刺激的痛敏

31、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)，即通過對周圍神經(jīng)的冷凍實(shí)現(xiàn)對術(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)干上形成一個小冰球。冷凍處理后動物均出現(xiàn)一定程度的自殘現(xiàn)象，自手術(shù)后第4天開始，至第14天達(dá)到高峰。并且此種自殘并未發(fā)生在神經(jīng)功能暫時喪失的冷凍后即刻，而是伴隨著感覺功能的恢復(fù)而出現(xiàn)，表明

32、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)果作為對照組(灌注正常pH=7生理鹽水)的大鼠沒有任何痛敏跡象，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，

33、目前尚無法制備相應(yīng)的動物模型進(jìn)行研究。這方面的有關(guān)模型還有待于進(jìn)一步開發(fā)。結(jié)語本章敘述了某些生理性和病理性疼痛動物模型的建立方法。毫無疑問，動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，其中樞過程有很大的差異。這表明，疼痛可能并非由簡單的中樞機(jī)制決定；痛覺調(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)，從而使我們對疼痛現(xiàn)象的認(rèn)識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。參考文獻(xiàn)Abb

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43、ection of quisqualic acid. In: Abstracts: 7th World Congress on Pain. Seattle: IASP Publications, 1993, 470-471.  I  Models of imflammatory pain1  按部位分：腳掌炎癥痛、關(guān)節(jié)炎癥痛2  按致炎劑分：福爾馬林、角叉菜膠、弗氏佐劑、膠原3  其它有鉀離子皮下透入致痛模型、扭體疼痛模型等等II  Models of neuropathic pain

44、1  Central pain model(1)  Weight-drop or contusion model (allen technique)最古老、應(yīng)用最廣的脊髓損傷模型，胸腰水平脊髓損傷引起的嚴(yán)重截癱以及相應(yīng)節(jié)段的壞死。目前應(yīng)用減少。(2)  Photochemical SCI model靜脈給予光敏感物質(zhì)赤鮮紅B，引起脊髓暴露段血管堵塞以及脊髓血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，導(dǎo)致脊髓缺血。該動物模型表現(xiàn)出自殘，機(jī)械、冷痛覺超敏，痛覺過敏。(3)  Excitotoxic spinal cord injury (ESC

45、I)脊髓內(nèi)注射具有興奮毒作用的物質(zhì)如使君子酸（quisqualic acid, QUIS）引起大鼠長期自發(fā)痛，機(jī)械性痛覺超敏，熱痛覺過敏。該模型也可以在小鼠身上復(fù)制?？捎脕碇谱鬟@類模型的有其他興奮性氨基酸（如glutamate, N-methyl-Daspartic acid, kainic acid），dynorphin A(1-17), des-Tyr-dynophin A peptides, serotonin, tryptamine等。也可鞘內(nèi)注射。2  Peripheral nerve injury models(1)  Neuroma mod

46、el模擬臨床截肢，大小鼠神經(jīng)完全切斷后，在神經(jīng)干的遠(yuǎn)端由于神經(jīng)出芽再生形成神經(jīng)瘤，該模型鼠主要表現(xiàn)出自發(fā)性痛行為（自殘），而痛覺超敏和痛覺過敏不明顯。(2)  Chronic constriction injury model (CCI or Bennett model)Bennet和謝的CCI模型，大鼠大腿中部坐骨神經(jīng)上結(jié)扎四道羊腸線，CCI大鼠表現(xiàn)自發(fā)性疼痛（如輕到中度的自殘，自衛(wèi)，過度的舔爪以及損傷同側(cè)后肢的跛行，負(fù)重能力降低等）、冷痛覺超敏、觸痛覺超敏、傷害性熱、機(jī)械性痛覺過敏。疼痛行為可持續(xù)2月以上。(3)  Partial sciatic n

47、erve ligation model (PSL or Seltzer model)模擬臨床部分神經(jīng)損傷引起的灼性神經(jīng)痛，坐骨神經(jīng)大腿中上部的1/3-1/2結(jié)扎，引起機(jī)械性痛覺超敏，熱痛覺過敏和機(jī)械性痛覺過敏，同時伴有自發(fā)性痛行為如自衛(wèi)、舔爪。疼痛癥狀可持續(xù)超過7月。激發(fā)痛可以為雙側(cè)的。(4)  L5/L6 spinal nerve ligation model (SNL)模擬灼性神經(jīng)痛，緊扎L5和L6脊神經(jīng)的背根神經(jīng)節(jié)的遠(yuǎn)端，結(jié)扎后表現(xiàn)出痛覺過敏和痛覺超敏，可持續(xù)至少4月。有自發(fā)性痛行為如自衛(wèi)、舔爪但無自殘表現(xiàn)。(5)  L5 spinal nerve

48、 ligation結(jié)扎L5脊神經(jīng)大鼠表現(xiàn)長時程的痛覺過敏和機(jī)械性痛覺超敏。  Sciatic cryoneurolysis model (SCN)坐骨神經(jīng)凍傷引起的神經(jīng)痛模型，表現(xiàn)自殘和觸誘發(fā)痛，損傷前7天表現(xiàn)與結(jié)扎、切斷模型不同，該模型的優(yōu)點(diǎn)神經(jīng)損傷時可逆的，自殘、自發(fā)性傷害性行為及觸誘發(fā)痛覺超敏只能持續(xù)15-21天。(7)  Inferior caudal trunk resection model (ICTR)低位尾干切斷引起機(jī)械性痛覺超敏、冷熱痛覺過敏，持續(xù)數(shù)周。該模型較新，測痛方便，易于單盲試驗(yàn)。  Sciatic infl

49、ammatory neuritis model (SIN)酵母聚糖、致炎性羊腸線、滅活細(xì)菌、角叉菜膠等引起坐骨神經(jīng)炎，表現(xiàn)痛覺超敏，不表現(xiàn)熱痛覺過敏。III  Peripheral neuropathy induced by diseases1  Postherpetic neuralgia model (PHN)皰疹感染后神經(jīng)痛，皰疹病毒感染引起的同側(cè)的持續(xù)性痛覺超敏和痛覺過敏。2  Diabetic neuropathic pain model糖尿病模型，有胰島素缺陷型BB大鼠、NOD小鼠、胰島素抵抗ob/ob、db/db小鼠、沙

50、鼠以及化學(xué)誘導(dǎo)模型。常用的是鏈佐星誘導(dǎo)糖尿病神經(jīng)病模型。大鼠單次腹腔注射鏈佐星引起長時程的熱、機(jī)械性痛覺過敏，冷、熱痛覺超敏。IV  Cancer pain model1  Chemotherapy-induced peripheral neuropahy models（1）  Vincristine-induced peripheral neuropathy model (VIPN)不同的給藥途徑引起的痛行為不一，連續(xù)注射長春新堿10天，引起大鼠痛覺過敏；有報道則引起機(jī)械性痛覺過敏、痛覺超敏，熱痛覺低敏；靜脈給藥則引起劑量依賴性觸誘

51、發(fā)痛覺超敏而無熱痛覺過敏。（2）  Taxol-induced peripheral neuropathy model (TIPN)大小鼠模型，引起痛覺超敏、熱痛覺過敏。（3）  Cisplantin-induced peripheral neuropathy model (CIPN)反復(fù)腹腔注射順鉑引起機(jī)械性痛覺超敏和痛覺過敏。2  Cancer invasion pain model (CIP)腫瘤浸潤引起的疼痛模型，在BALB/c小鼠坐骨神經(jīng)周圍接種Meth A肉瘤細(xì)胞，引起小鼠自發(fā)性痛行為、痛覺超敏、熱痛覺過敏。3  Cultaneous cancer pain model C57BL6小鼠腳掌皮下接種黑色素瘤細(xì)胞B16-BL6引起同側(cè)腳掌熱痛覺過敏。4