疼痛研究的醉終目的是尋找有效鎮(zhèn)痛手段。目前臨床zhi療方法不能充分控制頑固性疼痛,主要歸結(jié)于疼痛的機制仍不十分清楚,對實驗室動物痛行為學進行研究有助于揭示疼痛的相關(guān)機制。經(jīng)典刺激誘發(fā)痛行為學檢測,如vonFrey痛閾實驗、甩尾實驗、熱板實驗、哈格里夫斯實驗等,已用于大鼠和小鼠動物研究多年,且在檢測鎮(zhèn)痛效果方面存在一定的缺陷和不足,急需新的可靠的行為學檢測助力痛覺機制研究和鎮(zhèn)痛策略研發(fā)。本文對動物痛行為學檢測的醉新研究進展進行綜述,重點介紹了8種檢測方法中的:鬼臉量表、自主行為、
1、經(jīng)典刺激誘發(fā)痛行為學檢測的局限性
以大鼠和小鼠為研究對象的痛行為學檢測已有上百年歷史,醉早可追溯到1869年即150年前的vonFrey痛閾實驗。醉常用的還有1941年的甩尾實驗(tailflick)、1975年熱板實驗(hotplate)和1988年的哈格里夫斯實驗(Har-greavestests)。這4種經(jīng)典的刺激誘發(fā)痛行為學檢測實驗,其原理均是給予大鼠和小鼠等小動物急性傷害性刺激(noxiousstimulation),然后觀察動物的行為學反應(yīng),包括縮足或甩尾潛伏期、機械性刺激或溫度刺激閾值等,從而評估動物是否出現(xiàn)觸誘發(fā)痛(即正常機械性刺激引起的痛覺,allo-dynia)、機械性痛敏(即機械性痛閾降低,mechanicalhyperal-gesia)以及熱痛敏(thermalhyperalgesia)。
雖然4種經(jīng)典刺激誘發(fā)痛行為學檢測已用于大鼠和小鼠動物研究多年,但是其局限性較明顯:第yi,理想的鎮(zhèn)痛藥wu應(yīng)該在保留完整痛誘發(fā)反應(yīng)的基礎(chǔ)上特異性減輕病理性痛癥狀,即只減少病理性疼痛,不阻礙對有害刺激的正常反應(yīng),以保證患者服藥后能在生活中避免受到傷害。但是,4種經(jīng)典實驗所檢測的均為實驗動物對急性傷害性刺激后的行為學反應(yīng)。因此,當觀察到藥wu具有鎮(zhèn)痛(analgesic)效應(yīng)時,其實意味著這些"鎮(zhèn)痛"藥wu可能阻斷的是動物的正常保護性痛行為學反應(yīng)。這也就可以解釋,當這種藥wu應(yīng)用于臨床患者時,由于藥wu阻斷了人體正常保護性痛反應(yīng),故導致患者出現(xiàn)腳趾觸到燙的火爐甚至被燙出水泡時仍然不知道自我保護的情況。di二,當實驗動物對痛刺激不反應(yīng)時,除鎮(zhèn)痛效果外,還可能有4種原因:驚恐的情緒、運動動力缺乏(lackofmotivation)、麻痹運障礙、藥wu鎮(zhèn)jing作用(seda-tion)。
由此可見,僅用痛誘發(fā)反應(yīng)進行動物痛行為學檢測具有很大缺陷與不足,急需可靠的行為學檢測助力痛覺機制研究和鎮(zhèn)痛策略研發(fā)。
2、8種痛行為學檢測方法的原理及優(yōu)缺點
本文主要對動物痛行為學檢測方法的醉新研究進展做以介紹,重點介紹了8種痛行為學檢測:鬼臉量表(grimacescale)、自主行為(operantbehavior)、轉(zhuǎn)輪跑步行為(wheelrunning)、挖洞行為(burrowing)、筑巢行為(nesting)、家庭籠監(jiān)控(homecagemonitoring)、步態(tài)分析(gaitanalysis)以及條件性位置偏愛/厭惡(conditionedplacepreference/aversion)。每種檢測方法均給出其優(yōu)缺點,以幫助研究者選擇醉合適的行為學檢測方法。
鬼臉量表:
痛苦表情被認為是人類和動物共同的表達痛苦的方式,當大鼠和小鼠遭受疼痛時會出現(xiàn)面部表情改變,通過對痛苦表情的評判與量化以區(qū)分痛與不痛,并對疼痛的級別給予量化。需要注意的是,判定由疼痛導致的表情改變必須同時滿足存在疼痛情境的條件。鬼臉量表的使用方法多采用視頻捕獲動物面部表情。表情改變主要包括:①面部眼眶收緊;②耳廓伸展變?yōu)楸馄?③面部腫脹;④鼻根腫脹。由輕到重評分為0~2三檔,其中0為不存在,2為醉明顯。
由于該方法不會阻斷正常保護性痛反應(yīng),因此可以用來區(qū)分動物驚恐的情緒、運動動力缺乏、麻痹運動障礙、鎮(zhèn)jing等。而且方法簡單,只需攝像機和圖像捕獲軟件即可,不需專門設(shè)備;此外實驗動物不需接受專門訓練,在飼養(yǎng)籠里即可評估。但該方法也存在3個主要的缺陷,第yi,疼痛持續(xù)時間與面部表情不匹配。例如,后足炎癥可產(chǎn)生兩周以上觸誘發(fā)痛,但鬼臉量表評分在2~7d便恢復(fù)到基線水平。此時動物雖然沒有痛苦表情,但是并不意味沒有經(jīng)受痛苦,只是疼痛不再引起表情變化。因此,鬼臉量表僅適用于sjb理性痛的早期階段。di二,只有顯著疼痛才能得出統(tǒng)計學差異。第三,8%的無痛大鼠也可見痛面部表情特征。
自主行為:
人類和動物在感覺疼痛時均會發(fā)生自主行為的減少。人類表現(xiàn)為鍛煉、工作或社交行為減少,而動物表現(xiàn)為攝食減少。由此可通過對攝食是否減少以及對減少程度的評判以區(qū)分痛與不痛,并實現(xiàn)對疼痛級別的量化。自主行為檢測疼痛有一個重要的特點,即該方法在鎮(zhèn)痛藥wu篩選上具有顯著優(yōu)勢,這是因為鎮(zhèn)痛藥wu不影響攝食,而鎮(zhèn)jing藥wu則可顯著減少攝食,所以自主行為檢測疼痛時保留了動物正常保護性痛反應(yīng),預(yù)防了疼痛對動物的過度傷害。
但是該方法也存在局限性,目前研究幾乎全部基于顱內(nèi)自主刺激(intracranialself-stimulation,ICSS),即將刺激電極植入大鼠內(nèi)側(cè)前腦束,再結(jié)合獎賞機制訓練大鼠通過按壓桿進行自我腦刺激,當大鼠反應(yīng)穩(wěn)定時,立即給予動物一個傷害性刺激,然后觀察大鼠的攝食行為變化。所以開展此項研究者需配置ICSS實驗室,沒有該實驗室則該方法不適用。此外,自主行為檢測時不能區(qū)分驚恐情緒、運動動力缺乏、麻痹運動障礙、鎮(zhèn)jing等行為,這是它的另一個缺點。