各种神经痛造模方法.doc

1、神 经 病 理 性 疼 痛 动 物 模 型对 神 经 病 理 性 疼 痛 发 病 机 制 的 研 究 大 多 来 源 于 动 物 模 型 ； 尽 管 模 型 还 存 在 不少 缺 点 ， 但 是 它 为 理 解 和 探 索 人 类 神 经 病 理 性 疼 痛 的 发 病 机 制 提 供 了 有 用 的 工 具 。动 物 模 型 的 缺 点 是 动 物 无 法 语 言 交 流 ， 对 动 物 的 疼 痛 测 量 多 基 于 主 观 行 为 反 应 ，比 如 测 量 痛 敏 和 异 常 痛 敏 。最 常 用 的 动 物 模 型 包 括 坐 骨 神 经 慢 性 压 迫 模 型 （ The chron

2、ic constriction injury of the sciatic nerve， CCI） （ .Bennet G J,1988） 、 坐 骨 神 经 部 分 损 伤 模型 （ The partial sciatic nerve injury model,PNL） （ Seltzer Z,1990; Malmber,A.B.,1998） 、 脊 神 经 选 择 结 扎 模 型 （ The spinal nerve ligation model , SNL） （ Kim SH,1992） ， 坐 骨 神 经 轴 索 切 断 模 型 （ Wall,P.D.， 1979） 、 背 跟 节 慢

3、 性 压迫 模 型 （ Hu SH,1998； Song XJ,1999） 、 和 坐 骨 神 经 分 支 选 择 损 伤 模 型 （ Decosterd I and Woolf CJ,2000） 。 通 过 测 量 神 经 损 伤 侧 肢 体 脚 爪 皮 肤 的 感 觉 阈 值 即 主 要 通 过测 评 对 热 、 机 械 刺 激 痛 敏 （ hyperalgesia） 和 冷 、 触 异 常 痛 敏 (allodynia)来 确 定模 型 是 否 成 功 。 下 面 分 别 叙 述 。坐 骨 神 经 轴 索 切 断 模 型 （ The sciatic nerve axotomy model

4、） 由 Wall 等 人于 20 世 纪 70 年 代 首 先 介 绍 的 神 经 病 理 性 疼 痛 模 型 ； 具 体 方 法 是 在 麻 醉 下 暴 露 坐骨 神 经 ， 其 后 用 丝 线 结 扎 神 经 干 ， 将 结 扎 部 位 切 断 ， 近 端 植 入 一 端 封 闭 的 医 用 聚乙 烯 管 内 ， 保 留 的 断 端 可 以 在 9-40 天 后 形 成 神 经 瘤 ， 亦 称 为 神 经 瘤 模 型 （ The neuroma model） （ Wall,P.D.， 1979） 。 模 型 行 为 学 主 要 是 受 伤 肢 体 残 废 ， 在 手 术 几天 后 动 物

5、开 始 自 噬 或 咬 掉 其 受 伤 侧 肢 体 和 足 趾 （ autotomy 或 self-mutilation） 。对 动 物 自 噬 伤 残 肢 体 现 象 是 由 于 痛 敏 或 异 常 痛 敏 ， 还 是 因 为 局 部 失 去 知 觉 而 被 当作 异 物 咬 掉 ， 一 直 存 在 争 议 ， 目 前 的 研 究 显 示 自 噬 伤 残 肢 体 现 象 不 是 由 于 疼 痛 ,而是 因 为 后 肢 缺 乏 运 动 和 感 觉 神 经 支 配 （ Kauppila T,1998） 。坐 骨 神 经 慢 性 压 迫 模 型 （ The chronic constriction

6、 injury of the sciatic nerve， CCI） 为 了 克 服 上 述 模 型 的 缺 陷 ， Bennett 等 开 发 出 CCI 模 型 ，此 模 型 与 临 床 神 经 病 理 性 疼 痛 特 征 有 相 似 之 处 ， 得 到 疼 痛 学 界 的 广 泛 应 用（ Bennett 和 Xie， 1988） 。 方 法 是 暴 露 出 坐 骨 神 经 干 ， 用 4-0 铬 制 肠 线 环 绕 神 经干 分 别 做 4 个 轻 度 结 扎 环 ， 间 距 1mm， 结 扎 强 度 以 引 起 小 腿 肌 肉 轻 度 颤 动 反 应 为宜 。 术 后 5-7 天 开

7、 始 出 现 痛 反 应 ， 10-14 天 达 高 峰 ， 持 续 2 个 月 后 痛 反 应 表 现 消失 ， 代 之 以 感 觉 迟 钝 ， 但 无 伤 肢 自 噬 现 象 。 具 体 包 括 ： a 自 发 痛 ， 自 发 抬 起 损 伤肢 体 ， 时 而 舔 足 、 咬 足 或 甩 足 ； b 热 痛 敏 ， 动 物 损 伤 足 PWTL 显 著 降 低 （ 约 30%） ，提 示 有 热 痛 敏 ； c 用 von Frey（ 0.4-2.0g） 和 冷 刺 激 (10 )检 测 ， 损 伤 足 对 机 械和 冷 刺 激 反 应 次 数 显 著 增 多 ， 提 示 有 机 械 痛

8、敏 、 异 常 痛 敏 和 冷 痛 敏 。 CCI 模 型 大约 在 术 后 2 周 神 经 损 伤 区 域 远 端 的 有 髓 鞘 纤 维 几 乎 全 部 脱 髓 鞘 ， 但 无 髓 鞘 纤 维 完整 。 损 伤 区 域 近 端 神 经 纤 维 正 常 ， 无 显 著 DRG 细 胞 死 亡 证 据 。坐 骨 神 经 部 分 损 伤 模 型 （ The partial sciatic nerve injury model） 为 了模 拟 外 周 神 经 损 伤 后 的 烧 灼 痛 （ causalgiform pain） ， Seltzer 等 介 绍 了 一 种与 CCI 模 型 相 似

9、的 神 经 病 理 痛 模 型 。 方 法 是 用 丝 线 紧 紧 结 扎 坐 骨 神 经 干 1/3 或1/2， 因 为 是 结 扎 部 分 坐 骨 神 经 ， 故 叫 坐 骨 神 经 部 分 损 伤 模 型 。 该 模 型 也 有 抬 足 、舔 足 等 自 发 痛 行 为 表 现 ， 但 无 自 噬 伤 肢 行 为 ， 动 物 损 伤 肢 体 有 对 辐 射 热 刺 激 和 CO2激 光 照 射 敏 感 的 热 痛 敏 、 对 von frey 纤 维 刺 激 敏 感 的 异 常 机 械 痛 敏 。 与 CCI 模 型不 同 的 是 ， 该 模 型 在 手 术 后 出 现 痛 相 关 行

10、为 的 时 间 比 较 早 ， 一 般 在 几 个 小 时 之 后 ，持 续 几 个 月 （ Seltzer,Z.， 1990） 。脊 神 经 选 择 结 扎 模 型 （ The spinal nerve ligation model 或 chungsmodel） 虽 然 Bennett-Xie 和 Seltzer 模 型 具 有 临 床 病 理 痛 的 特 点 ， 但 是 还 存 在一 些 缺 陷 ， 比 如 ： a 损 伤 神 经 的 数 目 和 类 型 难 以 控 制 ， 如 Bennett-Xie 模 型 结 扎的 强 度 和 Seltzer 模 型 中 损 伤 神 经 的 具 体 部

11、 位 因 人 而 异 ， 常 造 成 动 物 个 体 差 异 大 ，模 型 成 功 检 出 率 较 低 b 因 损 伤 部 位 在 坐 骨 神 经 ， 难 以 模 拟 所 有 临 床 神 经 损 伤 性 痛 。故 Chung 等 开 发 出 了 脊 神 经 选 择 结 扎 模 型 。 方 法 在 大 鼠 L4-S1 水 平 切 取 一 侧 椎 旁肌 肉 ， 切 除 L6 脊 椎 横 突 ， 分 离 l4-l6 脊 神 经 ， 用 3-0 医 用 丝 线 分 别 紧 紧 结 扎 L5和 L6 脊 神 经 ， 或 仅 结 扎 L5 脊 神 经 。 术 后 动 物 出 现 步 态 异 常 ， 但 手

12、 术 侧 后 肢 除 了轻 度 外 翻 、 足 趾 紧 收 外 ， 无 其 他 畸 形 改 变 。 术 侧 后 肢 足 底 对 0.86 和 19.05g 两 个强 度 的 von frey 纤 维 刺 激 敏 感 性 均 增 加 ， 机 械 痛 敏 和 异 常 痛 敏 出 现 于 手 术 后 12-20h， 持 续 10 周 左 右 ； 热 痛 敏 也 可 在 手 术 后 1 天 出 现 ， 手 术 后 3 天 最 显 著 ， 而 后持 续 5 周 左 右 恢 复 术 前 水 平 。 该 模 型 的 优 点 是 ： 结 扎 部 位 和 结 扎 强 度 变 异 小 ， 动物 个 体 差 异 仅

13、 来 自 于 动 物 生 物 学 变 异 ， 尽 可 能 排 除 了 实 验 误 差 ； 脊 髓 损 伤 和 非 损伤 节 段 完 全 分 开 ， 有 利 于 对 比 研 究 损 伤 和 非 损 伤 脊 髓 节 段 的 初 级 传 入 是 否 或 如 何参 与 疼 痛 的 发 生 和 持 续 慢 性 化 机 制 （ Kim ,S.H.,1992） 。背 跟 节 慢 性 压 迫 模 型 （ The chronic compression of dorsal root gangalion model,CCD） 上 面 四 种 均 属 于 外 周 神 经 干 损 伤 痛 模 型 ， 但 在 临 床

14、上 更为 常 见 的 是 慢 性 腰 腿 痛 ， 如 腰 椎 间 盘 突 出 等 引 起 椎 管 或 椎 间 孔 狭 窄 造 成 的 神 经 跟性 痛 （ radicular pain） 。 Hu 和 Song 等 通 过 将 一 根 细 钢 柱 植 入 大 鼠 一 侧 腰 椎 间 孔 ，模 拟 椎 间 孔 狭 窄 ， 建 立 了 背 跟 节 慢 性 压 迫 模 型 。 术 后 第 二 天 开 始 出 现 痛 行 为 表 现 ：术 后 2 周 自 发 痛 显 著 ， 主 要 偏 爱 受 损 伤 肢 体 ， 经 常 有 抬 足 舔 足 活 动 等 ， 无 伤 侧 肢体 自 噬 现 象 ； 辐 射

15、 热 照 射 法 检 测 ， 受 伤 侧 后 肢 足 底 出 现 热 痛 敏 ， 持 续 30 天 左 右 ；von frey 纤 维 刺 激 检 测 ， 受 伤 侧 后 肢 足 底 出 现 机 械 痛 敏 ， 持 续 一 个 月 左 右 （ Hu SH,1998； Song XJ,1999） 。 该 模 型 与 前 四 种 模 型 的 区 别 是 ： CCD 模 型 保 留 了 外 周 初级 神 经 传 入 和 传 出 功 能 ； 其 DRG 神 经 原 胞 体 直 接 持 续 压 迫 和 继 发 炎 症 的 刺 激 。 上述 两 个 特 点 与 临 床 跟 性 痛 的 情 况 相 似 。坐

16、 骨 神 经 分 支 选 择 损 伤 模 型 （ spared nerve injury） Woolf 等 建 立 模 型 ， 方法 是 将 一 侧 坐 骨 神 经 干 的 胫 神 经 和 腓 总 神 经 分 支 切 断 ， 保 留 腓 肠 神 经 分 支 。 检 测发 现 ： 后 肢 足 底 和 足 背 外 侧 缘 腓 肠 神 经 的 支 配 野 出 现 显 著 的 机 械 异 常 痛 敏 ， 术 后24h 开 始 出 现 ， 14 天 达 高 峰 ， 持 续 7-8 月 ； 此 外 后 肢 足 底 内 侧 缘 隐 神 经 支 配 野 也出 现 机 械 异 常 痛 敏 ， 但 较 腓 肠 神

17、 经 支 配 野 弱 ； 腓 肠 神 经 支 配 区 热 痛 阈 无 变 化 ， 但是 热 刺 激 引 起 抬 足 的 维 持 时 间 延 长 ； 用 丙 酮 酸 冷 刺 激 也 可 引 起 抬 足 的 维 持 时 间 延长 。 该 模 型 的 显 著 特 点 是 具 有 显 著 异 常 机 械 痛 敏 ， 但 是 无 热 痛 阈 变 化 （ Decosterd I and Woolf CJ,2000） 。另 外 通 过 注 射 细 胞 毒 药 物 比 如 四 氧 嘧 啶 和 链 脲 霉 素 （ STZ） 建 立 的 糖 尿 病 神 经病 理 性 模 型 ， 常 用 的 方 法 是 采 用 静

18、 脉 或 腹 膜 注 射 STZ。 神 经 病 理 性 疼 痛 的 STZ 模 型坐 骨 神 经 存 在 功 能 、 生 物 化 学 和 结 构 异 常 ， 这 一 点 和 人 类 糖 尿 病 病 变 相 似 （ Sima AAF,1999） 。 在 糖 尿 病 大 鼠 模 型 上 观 察 到 神 经 病 理 性 疼 痛 症 状 比 如 异 常 痛 敏 和 机械 、 温 度 痛 敏 （ Courteix C,1993; Kamei J.,1991; Rashid M ,2002） 。 还 有 多 种 动 物模 型 ， 模 拟 其 他 类 型 神 经 病 理 性 疼 痛 。 比 如 化 疗 药

19、物 引 起 的 毒 性 神 经 病 变 ， 通 过静 脉 注 射 长 春 新 碱 模 拟 出 了 这 种 疼 痛 模 型 （ Aley K O,1996） ； 感 染 小 鼠 单 纯 带 状 疱疹 病 毒 开 发 出 了 急 性 疱 疹 和 带 状 疱 疹 后 神 经 痛 模 型 （ Takasaki I.,2000） 。 上 述 多 种 神 经 损 伤 模 型 在 许 多 方 面 不 相 同 ， 提 示 其 发 病 机 制 也 不 相 同 。 这 些 模型 的 多 样 性 发 生 机 制 可 能 反 映 了 临 床 不 同 神 经 病 理 性 痛 的 表 现 多 样 性 ， 通 过 对 各自 模 型 机 制 的 深 入 探 讨 ， 可 能 会 有 助 于 提 出 针 对 临 床 各 种 神 经 病 理 性 痛 的 有 效 治疗 方 案 和 策 略 。