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脑声常谈丨浅析啮齿动物疼痛评估方法及特点

2024-09-02 次浏览


啮齿类动物作为最常用的试验室动物被普遍利用于痛苦悲伤研讨范畴。啮齿类动物的痛苦悲伤评估办法在痛苦悲伤学根基研讨中尤为紧张。因为痛苦悲伤特有的主观情绪反响特色,在临床研讨中,痛苦悲伤的评估计化通常以患者的语言表述作为主要根据,但啮齿类动物无法用语言表达痛苦悲伤,以是惯例评估办法无法实用于啮齿类动物的痛苦悲伤评估。

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脑声常谈丨浅析啮齿动物疼痛评估方法及特点
(图片来源网络,侵删)

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自觉痛行动学评估

自觉痛行动学评估是一种轻便、快捷的痛苦悲伤评估办法,同时实用于年夜鼠和小鼠试验。因其未对试验动物发生不良刺激,以是实用于永劫间、反复丈量试验。为最年夜水平减小主观偏差,测试前应对观测者进行培训并采纳双盲法进行评估。

行走后足使用评分(Limbusescore)

将受试动物置于平展的透明箱内,透明箱的年夜小以动物能在此中自由行走为宜。观测者依据受试动物的步态和后肢使用环境对其进行评分并记载下察看期内抬足次数和抬足光阴。今朝主要被用于骨癌痛模子和短期内炎性痛模子的评估。该办法轻便易行,对试验装备要求低,险些实用于所有类型痛苦悲伤评估,在摸索性研讨中显得尤为紧张。然则,因为主观性强、耗时量年夜、对观测者要求高,不实用于对精度要求嵬峨样本量的研讨。

VisuWalk自由运动与步态阐发体系(自觉痛),上海欣软

持续后足使用评分(Continuouslylimbusescore)

持续后足使用评分在察看办法和实用研讨方面与行走后足使用评分分歧。持续后足使用评分是在2min内每5s对受试动物进行一次痛苦悲伤评分,2h内反复两次以上取均匀值。主要被用于研讨四周精神病变导致的痛苦悲伤,尤其是坐骨神经结扎模子的痛苦悲伤评估。该办法在必定水平上低落了主观偏差,进步了数据的精度。在评估慢性痛苦悲伤中有其上风,但不实用于短时程痛苦悲伤和急性痛的评估。

脸谱痛苦悲伤评分(Facialcodingscales)

脸谱痛苦悲伤评分是一种新型自觉痛行动学评估办法,同时实用于年夜鼠和小鼠试验。该办法经由过程高清电子摄像头捕获并阐发受试动物的面部脸色特性,例如:眼眶的年夜小,眼、鼻的凸起水平,耳的地位和髯毛的变化等,从而准确断定试验动物的痛苦悲伤水平。有研讨注解,脸谱痛苦悲伤评分在评估弱阿片类药物的镇痛后果和术后痛苦悲伤水平时有上风。有研讨显示,年夜鼠脸谱痛苦悲伤评分加倍敏感和准确。脸谱痛苦悲伤评分能在不增长受试者不良刺激的根基上有用、准确、敏感的评估年夜鼠、小鼠和人类三种分歧生物的痛苦悲伤,并能检测脱手术对试验动物的情绪影响。该办法在评估急性痛和短时程痛苦悲伤中有上风,但在临床和动物模子察看中,一部门慢性痛苦悲伤的患者和试验动物并无痛苦悲伤脸色,使得该办法在评估慢性痛苦悲伤时受局限。

诱发痛行动学评估

诱发痛行动学评估办法主要用于研讨痛觉过敏,诱发方式包含电、温度、机器和化学刺激。诱发痛行动学是经由过程诱发特定的退避行动获得固定的刺激阈值,或者用必定阈值的刺激获得试验动物的退避行动。试验前应设定刺激的最高限值,当刺激量到达限值后,纵然试验动物未呈现预期的痛苦悲伤反响也不该再增长刺激量,以免发生组织毁伤。此类办法较为成熟,遍及率高且试验器材容易得到,但察看者的操作纯熟水平对试验成果影响较年夜,重复测试会引起试验动物发生焦炙情绪,从而影响测试成果。

电刺激(Electricalstimulation)

电刺激是一种非特异性刺激办法。同时实用于年夜鼠和小鼠。研讨试验动物对电刺激的痛苦悲伤阈值,最简单的办法是在单元光阴增长固定的电刺激量,将呈现预期行动学变化时的电量作为阈电量。电刺激常被用做节制其他动物行动学测试的对象。例如:进修无力试验、自动或被动躲避、胆怯试验等。因全身作用较年夜,鲜有人零丁研讨其痛苦悲伤阈值。

热刺激(Hotstimulation)

热刺激是一种同时实用于年夜鼠和小鼠的痛苦悲伤刺激办法,市场上出售的热刺激仪一样平常均能敏捷调控温度。通常,研讨者断定试验动物是否呈现期望的痛苦悲伤反响只必要5~10s光阴,然则试验中动物会有非痛性移动,容易导致研讨者的误判。

(1)甩尾试验(Tail flick test):甩尾试验是最古老的痛苦悲伤试验办法之一,试验中必要能主动测算呈现甩尾埋伏期的装配和不使受试动物觉得重要的动物固定器。鉴于试验动物的体积,这种痛苦悲伤评估办法在以年夜鼠作为试验工具时较为轻便,若为小鼠则对操作者的要求较高。甩尾试验实用于评估镇痛药物功能。若何使受试动物坚持固定姿态而不使其发生焦炙是其操作难点。


鼠尾光照测痛仪,型号:XR-SW701,上海欣软

(2)热平板试验(Hot-platetest):热平板试验通常被用于研讨试验动物的热痛觉过敏。试验温度通常是在52~55℃之间,依据平板的材质分歧,抬足的埋伏期一样平常为5~10s。平板外面温度纷歧致会增年夜偏差,以是选择能敏捷调节平板温度并能将温度准确到0.1℃的试验仪器异常紧张。温度从皮肤传导至热危害感触感染器再到试验动物做出逃避反射存在中枢性延期,故痛苦悲伤阈值温度一样平常会比皮肤热危害感触感染器的阈值温度高10~15℃。热平板试验假如以呈现舔足或逃避反响为试验预期,则可进行反复丈量。若以呈现跳跃反响为试验预期(一样平常是小鼠),则在试验中可能会由于试验动物自动进修和自立逃避而使试验反复性差,以是不建议进行反复丈量试验。


年夜小鼠热板仪,型号:XR1700,上海欣软

(3)热辐射试验(Radiant heat paw-withdrawal test):热辐射试验与热平板试验类似,分歧之处是这种试验方式可以分离测定试验动物双后肢各自的热痛阈。因其以对侧肢体热痛阈作为自身对比,以是在研讨后肢局部用药及坐骨神经结扎时有上风。然则热辐射试验也是有局限的:第一,试验前必需先测定试验动物的双后肢热痛阈,对付双后肢热痛阈分歧的试验动物需剔出此试验;第二,试验必要更多的光阴;第三,试验必要加倍准确的试验仪器。

冷刺激(Coldstimulation)

患有精神病变的患者(9%)和患有脑卒中后中枢性痛苦悲伤(Central post-stroke pain,CPSP)的患者(23%)可能呈现冷诱发痛。因情况温度和试验前提的影响,测定试验动物的冷痛阈比测定热痛阈更难。今朝有丙酮试验和冷平板试验两种测试办法,主要用于以年夜鼠为研讨工具的试验。

(1)丙酮试验:丙酮试验是经由过程将丙酮滴到试验动物后肢局部来发生冷刺激,这种刺激一样平常不会让正常动物觉得痛苦悲伤,但有冷触觉过敏的动物则会有痛苦悲伤反响。在年夜鼠试验中,因正常年夜鼠对丙酮不敏感,故丙酮实用于以年夜鼠为试验工具的冷触觉过敏试验。然而,正常小鼠对丙酮敏感,易发生痛苦悲伤反响,使得小鼠在丙酮试验中受限。滴丙酮后呈现的抬足反响可能是因为冷刺激、化学刺激乃至是滴丙酮的机器刺激引起,且情况温度及受试动物体温的分歧会影响到丙酮试验的精确度。以是丙酮在粗略察看试验中有其上风而不得当精度要求高的试验。

(2)冷平板试验(Cold-plate test):冷平板试验与热平板试验的试验原理类似,今朝主要使用的是半导体系体例冷平板。实用于冷刺激痛及冷痛觉过敏的神经生物学机制和药物的疗效研讨。相较于丙酮试验,冷平板试验受情况温度和受试动物体温影响较小,无毒副作用,精度更高。不克不及避免机器刺激的影响是其劣势。

机器刺激(TheVonFreytest)

Von Frey纤维丝测试试验是源于临床的评估办法,在临床中主要用于诊断精神病理性痛苦悲伤和痛觉过敏。Von Frey纤维丝是一种钝性长约5cm的塑料丝,使用时纤维丝弯曲发生既定的压力,实用于以年夜鼠和小鼠为研讨工具的机器触痛觉过敏试验。因为小鼠更为生动,且足底相对较小,在使用Von Frey的试验操作中难度年夜于年夜鼠。有研讨注解,四周情况的温度和湿度会影响到纤维丝的弯曲水平(Andrews,1993),以是在使用Von Frey纤维丝时应选择在雷同的温度和湿度前提下进行。因为触痛阈是相对稳固的,Von Frey纤维丝被容许进行反复丈量。有研讨报道,分歧品系的鼠对纤维丝的反响阈值并不雷同,是以比拟Von Frey纤维丝成果时该当选择同品牌纤维丝并对同品系鼠进行评价。现已临盆出电子Von Frey测试仪,有手持式和全主动两种,与传统纤维丝相比,突破了丈量规模的限定,主要实用于年夜鼠。两者相比,手持式加倍机动,全主动加倍敏感。然则,当必要快速粗略评估年夜样本量年夜鼠的触诱发痛时传统的纤维丝可能更有上风。

化学刺激(Chemicalstimulation)

化学刺激是经由过程将药物注入实验动物皮下或腹腔内来到达致炎目标,因为此办法简单易行且痛苦悲伤表示显著而获得普遍利用,同时实用于年夜鼠和小鼠。然则,由于患者一样平常不会受到相似的强烈化学刺激,使得此类试验的模拟性较差。

(1)福尔马林试验(FormalinTest):福尔马林试验是最常用于研讨化学刺激诱着急性和连续性痛苦悲伤的办法。经由过程在试验动物足部皮下打针福尔马林溶液,诱发出与浓度成正比的痛苦悲伤行动。痛苦悲伤分为两个时相涉及两个判然不同的刺激机制:注入福尔马林液后的前几分钟为Ⅰ相痛,然后颠末10min左右的静止期,接着是连续光阴为20~40min的Ⅱ相痛。Ⅰ相痛是直接刺激危害性感触感染器而引起的痛苦悲伤反响,主要用于镇痛药物的研讨;Ⅱ相痛的发生较为繁杂,包含机体炎性反响和中枢敏化。在研讨阿片类药物、非甾体抗炎药、NMDA和加吧喷丁的相关作用时可以选择察看试验动物的Ⅱ相痛苦悲伤。

(2)腹腔打针醋酸扭体试验(Acetic Acid Writ-hing Test):腹腔打针醋酸扭体试验是一种古老的化学刺激诱着急性炎性痛的办法。即:经由过程将醋酸注入试验动物腹腔来诱发痛苦悲伤,察看试验动物扭体反响来断定是否呈现痛苦悲伤,主要用于评估镇痛药物的疗效。该办法能直观的察看到试验动物激烈的痛苦悲伤反响。与福尔马林试验分歧的是,醋酸扭体试验的炎性痛光阴更长,对试验动物的生计影响更为激烈,可以使用对试验动物历久影响更小的热、机器、电刺激来取代。

活动相关自立行动学评估

活动相关自立行动学评估办法并不多,主要被用于痛苦悲伤、委顿、认知功效障碍的研讨中。 由试验动物自立选择行动,一样平常不必要观测者在场,必定水平上避免了观测者对试验动物的主观影响,低落了体系偏差,使试验成果更客观,进步了察看效力,也加倍相符伦理学要求,是将来痛苦悲伤研讨的趋向。 因为试验办法种类繁多,没有颠末年夜量的试验验证,办法成熟度不够,遍及率不高,对试验仪器要求高等缘故原由使得此类办法的使用受限。

自立滚轮测试(Thevoluntarywheelrunningtest)

自立滚轮可以双向运动,试验动物进入此中可自由行走或者奔驰,用机器或电子办法主动记载试验动物在固准时间里手走或者奔驰的间隔。为避免试验动物对滚轮发生胆怯生理,在测试前须让试验动物充足顺应滚轮,获得相对稳固的试验根基值。自立滚轮测试是一种能简单、自力、客观的评估小鼠炎性痛的非反射性办法,能潜在的反映出小鼠是否痛苦悲伤。因为永劫间的滚轮测试可能导致小鼠发生焦炙,故应节制测试光阴,能取得稳固的根基值即可。为避免奔驰速率的个别差别影响试验成果,筛选出根基值相近的个别入组显得尤为紧张。


小鼠自立运动轮,上海欣软

转棒试验(Rota-rodtest)

转棒试验底本是作为研讨委顿、肌肉力气和和谐才能测试的对象而呈现的。近年来转棒试验被用于研讨痛苦悲伤对活动功效和肢体和谐性的影响,主要实用于小鼠。将小鼠垂直放置于横梁上,横梁的扭转速率迟缓递增,试验经由过程测算小鼠在横梁上的停顿光阴来评估其痛苦悲伤水平;此类办法能较为准确的发现小鼠痛苦悲伤水平的细微差异,但不实用于研讨对均衡才能或本体感觉有影响的镇痛药物的疗效。

动态负重试验(Dynamicweightbearingtest)

动态负重试验起首是作为研讨临床上骨枢纽关头炎患者的痛苦悲伤而呈现的,同时实用于年夜鼠和小鼠。办法如下:将受试动物放置于透明盒内,盒底有压力转换器,让受试动物在盒内自由行走,测算出其四肢分离蒙受体重的比值。研讨显示,在使用年夜鼠作为研讨工具时,动态负重试验能较好的反映出年夜鼠在炎性痛、精神病理性痛苦悲伤及癌痛中痛苦悲伤的水平,可能可用于评估活动诱发型爆发痛。在评价镇痛药物的疗效时也可以使用此办法。

痛相关负性情绪

(Painrelatednegativeem-otions)

因为痛苦悲伤繁杂的主观情绪的特色,使得痛相关负性情绪逐渐被提出。有研讨注解,无论是在人类照样动物,胆怯情绪可以经由过程激活内生阿片类物资的开释来低落痛苦悲伤,然而焦炙却会使痛苦悲伤加强。然则,重复的胆怯体验会激发机体发生焦炙情绪从而导致连续性痛苦悲伤。例如:旷场试验、高架十字迷宫和逼迫游泳等诱发试验动物发生焦炙情绪的试验,会使啮齿类动物呈现痛觉过敏并延伸痛苦悲伤光阴。而使用安宁类药物后能显著低落焦炙所引起的痛觉过敏。痛相关负性情绪测试主要被用于研讨情绪对痛苦悲伤水平的影响,较少零丁利用于痛苦悲伤水平评估。

文献引用:

1. Inflammation-induced decrease in voluntary wheel running in mice: A nonreflexive test for evaluating inflammatory pain and analgesia[J]. Enrique J. Cobos;;Nader Ghasemlou;;Dionéia Araldi;;David Segal;;Kelly Duong;;Clifford J. Woolf.Pain,2012(4)

2.Weight bearing evaluation in inflammatory, neuropathic and cancer chronic pain in freely moving rats[J]. Pascal Tétreault;;Marc-André Dansereau;;Louis Doré-Savard;;Nicolas Beaudet;;Philippe Sarret.Physiology & Behavior,2011(3)

3.Sensorimotor and cognitive functions in a SOD1 G37R transgenic mouse model of amyotrophic lateral sclerosis[J]. Mohammed Filali;;Robert Lalonde;;Serge Rivest.Behavioural Brain Research,2011(1)

4.Weight-Bearing Asymmetry in Relation to Measures of Impairment and Functional Mobility for People With Knee Osteoarthritis[J]. Cory L. Christiansen;;Jennifer E. Stevens-Lapsley.Archives of Physical Medicine and Rehabilitation,2010(10)

5.The necessity of animal models in pain research[J]. Jeffrey S. Mogil;;Karen D. Davis;;Stuart W. Derbyshire.Pain,2010(1)

6.Pain research from 1975 to 2007: A categorical and bibliometric meta-trend analysis of every Research Paper published in the journal, Pain[J]. Jeffrey S. Mogil;;Kent Simmonds;;Maureen J. Simmonds.Pain,2008(1)

7.彭皓,黄东.啮齿类动物痛苦悲伤评估办法的研讨进展[J].中国痛苦悲伤医学杂志,2014,20(07):505-508.

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