付宏伟,陈波,洪寿海,郭义

(天津中医药大学,天津 300193)

动物实验研究是医学研究中最常用的研究方法之一,由于动物实验受试对象易于控制,来源有保证,实验条件可按预先设计的要求准确控制,因而能弥补临床研究之不足,进行许多在临床实验中不能进行的研究[1]。在动物实验研究中,制备与疾病发病相似、适用的动物模型是进行实验研究的重要基础[2],且适宜的动物模型,可以更好的体现干预措施的作用特点和优势,提高实验的准确性和代表性。

针灸在中国已有几千年的历史,虽然临床证明针灸有效,但其作用机制尚不明确,为了阐明其科学的作用机制,进一步提高临床疗效,开展动物研究必不可少。目前,国内外对针灸实验动物模型的研究很多,由于针灸在不同水平上同时对机体内多个系统多个靶点的功能产生整体调节的特点,现有的动物模型都未能充分地体现出针灸的作用特点,使得针灸的疗效受到影响。因此,本文着重对目前针灸研究常用的针灸镇痛动物模型的应用现状进行了初步分析总结,对其中存在的一些问题提出一些看法与建议,以期为读者在针灸镇痛动物模型制备方面提供一些思路。

1 常用的针灸镇痛动物模型

针灸在治疗上具有双向调节作用,通过经络的传导,调整气血和脏腑功能,以其操作简便、疗效确切、无毒副反应等特点,在多种疾病的治疗中取得了确切的疗效。近年来相关研究[3-5]显示,针刺临床应用所涉及病种按系统分以神经系统、消化系统、循环系统疾病为主,突出针刺在镇痛方面的作用。根据病因,疼痛可分为组织损伤引起的炎症性疼痛和神经损伤引起的神经性疼痛;根据部位,疼痛又分为躯体痛和内脏痛[6]。目前,各种各样的动物模型用于研究针灸镇痛作用的效果和机制。本文笔者着重从神经性疼痛模型、内脏性疼痛模型、炎性疼痛动物模型等几方面回顾了比较常用的动物模型的制备方法,并进行总结。详见表1。

表1 常见针灸镇痛动物模型造模方法

2 目前针灸镇痛动物模型存在的问题

2.1 造模方法简单,缺乏中医特点

在针灸实验研究中,虽然各种疼痛的动物模型已越来越广泛地运用于针灸研究,但传统的造模方法都存在一些弊端。①造模因素过于简单,直接套用西医药理学模型,如溃疡性结肠炎(UC)是由免疫、遗传、精神及心理多种因素共同作用的结果[24],乙酸灌胃等单一的造模方法不能完全反映其病机,且很难解决UC复发、交替出现的特点,与针灸在治疗方式上存在很大差异,不能完全反映针灸的治疗效果,也就无法判断针灸治疗此病的确切疗效。②动物模型的中医证候特色不强,缺乏对“本证”的认识,如用“捆绑或夹尾激怒”法制造的肝郁脾虚动物模型[25],是否属于肝郁的范围？是否符合该证的发病原因和临床表现? 是否可以用躯体刺激来替代精神刺激? 这些问题都值得考虑。针灸对于某个病的治疗并非直接针对病原或患病的组织器官,而是对机体发挥多层次多靶点的调节作用,在不同水平上同时对机体内多个系统多个靶点的功能产生调节作用,从而达到防治疾病的目的。大部分动物模型都是单纯模拟西医的病理改变,只能复制某种疾病某一方面的症状,体现针灸对于这一症状所发挥的治疗作用,不能很好的反映针灸整体调节的效应特点。而且这种病因模型模拟的病理状态,难以体现中医辨证论治的特征,割裂了“病”与“证”的联系。

2.2 评价指标不统一,模型不稳定

模型的成功建立是研究顺利进行的首要条件,而动物模型评价指标的标准化,规范化是判定和保证研究结果可靠性,真实性和科学性的基本前提。虽然目前国内外对实验动物模型的研究很多,但是对模型的评价缺乏统一的,标准的量化指标。一方面,由于造模方法、干预因素和衡量标准等参差不齐,造成动物模型的病理损害不一致,模型的成功率和稳定性报道不统一。如大鼠 2,4,6-三硝基苯磺酸(TNBS)造模法制备胃粘膜损伤模型时,由于配方比例及药物来源不同,其造模周期,造模成功率和稳定性方面都会存在差异,因此针灸效应的稳定性和重复性也不尽相同。另一方面,大部分动物模型为急性模型,模型建立后检测指标存在波动,与临床的慢性病理过程不完全符合。如国内外研究面神经压榨模型均单纯以当时受损神经病理切片在光镜下的形态学改变作为造模成功的判定标准[26],如果卡压时间过短,强度不够,模型会存在自愈现象,这必将会影响下一步对针灸疗效的客观评价。在指标检测方面,主要以观察模型生理、生化、病理等客观指标为主,而对动物的精神状态、反应灵敏度、饮食情况、大便量及性状等情况的记录较少。

2.3 穴位定位标准不统一,实际操作有差异

腧穴的特异性描述和穴位的准确定位是针刺研究特异性和再现性的先决条件, 在动物身上准确模拟针灸穴位对实验针灸研究至关重要。在针刺作用机制研究的动物实验中,由于各地的医师针刺时参考的图谱和资料不同,导致穴位定位存在一定的差异,如“十五”规划教材《实验针灸学》中的动物穴位图谱[1]对大鼠膈俞穴定位“在第7胸椎下两旁肋间”,华兴邦等研制的大鼠穴位图谱[27]定位膈俞穴“在第八胸椎下两旁,肋间,左右各一穴”,这样参考资料不同,取穴不同,针刺效果就会存在差异。在实验操作中,由于经穴选取方法不一致,有研究显示穴位与非经非穴的针刺效应常无显著性差异,从而否定了经典的经穴特异性作用理论,进而影响针灸研究结果的准确性[28]。另外,大部分实验研究选穴时多取具有代表性的一、两个腧穴进行研究,而在临床治疗中多是几组腧穴配合使用,这与临床实际操作有差异,也会影响针灸的疗效。

2.4 模拟程度不高,临床转化存在困难

动物与人的生命现象,有一定的共性,这是医学实验中可以应用动物实验的基础,但人与动物在解剖、生理、病理特征和对各种因素的反应上,又存在客观差异,如某些客观表现如舌象、脉诊及神志等不易在动物身上模拟出来。目前许多动物模型都已复制成功,但外源性药物方法和手术方法所构建的模型,不能完全模拟人体的患病状态,动物实验结果不能完全符合人对处理因素(药物、手术等)的反映。如国外一些学者认为电针在冷热刺激诱发疼痛模型比机械刺激诱发疼痛模型的镇痛效果可能更有效[29],这是否与实际临床相符还有待进一步证实。虽然一些动物模型对于针灸的生理反应与临床有相关性(如肠能动性),但这些反应与人类受试者患有的某些特定疾病(如肠易激综合症)的治疗结果相关到什么程度尚不明确[30-31]。而且很多有关针灸基础的生理学研究是在正常动物身上进行的,但这是否等于在患者身上的实际效果,还有待研究。如有研究[32]表明,弗氏佐剂(CFA)诱导的炎症性老鼠模型在100HZ电针刺激时比正常老鼠产生更为明显的镇痛效果和更快发展的耐受性。

3 讨论

针对以上存在的问题,笔者提出以下几点建议。

在造模方法方面,研究者不应生搬硬套既有的模型,应在中医学理论指导下,突出“证”的概念,根据实验需要,改进现行单病因模型,制备符合针灸镇痛作用特点的动物模型,以最大限度地突出针灸疗法的治疗作用。如制备心绞痛动物模型时,除了探索如何更好地控制心肌细胞缺血、缺氧,如何把握缺血和再灌注的时间等,还应该考虑人类心绞痛患者多是老年人或同时患有高血压、高血脂等其他疾病,在造模时是否考虑选用年老的动物或通过高脂饲料喂养动物,增加动物血液中胆固醇含量,使动物模型更靠近中医理论,贴近临床,突出针灸的作用特点。

针灸的研究对象及其影响因素(如穴位定位、针刺手法、进针深度角度等)大多数是不固定的,因此针灸效应的稳定性和重复性就会受到影响,如何在建立的动物模型上体现针灸的效应是针灸研究的关键。在模型评价体系的建立上,尽量选用大家公认的造模方法和评价指标,对于实验造模成功所需的时间,模型自然恢复的时间,反证治疗时间进行估算,使模型保持一定的稳定性。除对生化、病理、生理等客观指标的标准化外,还应结合动物的皮毛、粪便、进食、精神状况以及行为学表现等一般特征,制定半定量的评价指标。这样使造模评定体系宏微观相结合,达到规范化、客观化和科学化。

穴位选取方面,要认识到动物与人的差异,不能简单对照人体相应位置的腧穴按比例的在动物身上模拟,而要结合解剖、生理等方面进一步探讨,完善实验动物针灸穴位与经络理论,使实验动物取穴标准化、规范化,突出针灸穴位的特异性。目前国外已开始进行规范动物腧穴定位标准的准备工作,如韩国学者Yin CS等[33]在该国学者前期研究基础上,提出了一套 121个腧穴的小鼠和大鼠模型定位系统。在模拟针刺疗效时,应考虑根据辨证取穴,加减穴位数目,确保针灸的临床疗效。

动物实验研究的结果在临床适用性上有局限性,这就要求我们要客观看待动物实验和人体的符合率,必须考虑对于一些重要的传统基础理论概念如穴位、经络等,在动物和人之间是否有生理相等性;从动物实验中得到的信息是否能代表在病人身上的治疗效果,是否能直接用来指导临床,而对于舌象,脉象等客观指标可以从动物的皮毛色泽、活动情况、饮食及精神状况等方面进行评估。另外,在针灸镇痛研究中,大部分是瞬间或即刻有害刺激制备的急性疼痛模型,而临床上多是长期病理损害的慢性疼痛疾病,针灸镇痛研究除了正常动物和急性疼痛造模模型,也需要关注慢性疼痛疾病的动物模型,以确保研究结果与临床试验设计的相关性。总之,在针灸镇痛研究中,针灸可以作为一种有效的补充和替代疗法来缓解疼痛,但合适的动物模型成为针灸镇痛研究的瓶颈。只有使用合适的动物模型,研究结果才更具有科学性和说服力。由于其治疗过程的特殊性,使针灸的效应受到多种因素的影响,如何在动物身上体现针灸镇痛效应的稳定性和可重复性是关键。因此,建立合适的、体现针灸镇痛效应特点的模型及科学的评价方法,促进实验动物模型的标准化研究,对针灸镇痛研究至关重要。

[1]李忠仁.实验针灸学[M].北京:中国中医药出版社,2007:25.

[2]朱清华,祝庆蕃.实验动物学[M].广东:广东高等教育出版社,1991:1-18.

[3]杜元灏,黄卫,熊俊,等.国外针灸病谱的初步研究[J].中国针灸,2009,29(1):53-55.

[4]高丽丽,郭义.近5年SCI源期刊发表有关针刺文章的总结分析[J].湖南中医杂志,2013,29(4):144-146.

[5]WHO. Acupuncture: review and analysis of controlled clinical trials[A]. Nonserial Publication Out of print World Health Organization, 2002:1-96.

[6]Zhang R, Lao L, Ren K, et al. Mechanisms of acupuncture-electroacu-puncture on persistent pain[J].Anesthesiology,2014,120(2):482-503.

[7]Sun RQ, Wang HC, Wan Y, et al. Suppression of neuropathic pain by peripheral electrical stimulation in rats: Mu-opioid receptor and NMDA receptor implicated[J]. ExpNeurol, 2004, 187(1):23-29.

[8]Pachman DR, Barton DL, Watson JC, et al. Chemotherapy-induced peripheral neuropathy: prevention and treatment[J].ClinPharmacolTher, 2011,90(3):377-387.

[9]马骋,李翠贤,易建良,等.电针对神经病理性疼痛大鼠背根神经节和脊髓谷氨酸和天门冬氨酸含量的影响[J].针刺研究,2008,33(4):250-254.

[10]闫丽萍,吴辛甜,殷忠勇,等.电针对坐骨神经慢性压迫性损伤大鼠脊髓氨基酸类递质水平的影响[J].针刺研究,2011,36(5):353-356,379.

[11]Choi DC, Lee JY, Lim EJ, et al. Inhibition of ROS-induced p38MAPK and ERK activation in microglia by acupuncture relieves neuropathic pain after spinal cord injury in rats[J].ExpNeurol, 2012, 236(2):268-282.

[12]Park JH, Kim SK, Kim HN, et al. Spinal cholinergic mechanism of the relieving effects of electroacupuncture on cold and warm allodynia in a rat model of neuropathic pain[J]. J PhysiolSci,2009,59(4):291-298.

[13]Tian L, Huang YX, Tian M, et al. Downregulation of electroacupun-cture at ST36 on TNF-alpha in rats with ulcerative colitis[J]. World J Gastroenterol, 2003, 9(5):1028-1033.

[14]Xu GY, Winston JH, Chen JD. Electroacupuncture attenuates visceral hyperalgesia and inhibits the enhanced excitability of colon specific sensory neurons in a rat model of irritable bowel syndrome[J].NeurogastroenterolMotil, 2009, 21(12):1302-e125.

[15]Xu KD, Liang T, Wang K, et al. Effect of pre-electroacupuncture on p38 and c-Fos expression in the spinal dorsal horn of rats suffering from visceral pain[J]. Chin Med J (Engl), 2010, 123(9):1176-1181.

[16]王艳珍,路晓红,程艳婷,等.针灸治疗溃疡性结肠炎的实验研究近况[J].中国中医药咨讯,2011,3(8):395-396.

[17]田莉.针灸对胃黏膜损伤保护作用的实验研究进展[J].中医药导报,2007,13(9):94-95,98.

[18]朱明,陈立典.针灸足三里对胃黏膜损伤保护机制的研究进展[J].福建中医学院学报,2009,19(3):70-72.

[19]宋春燕,王庆国,王亚贤,等.针刺预处理对心肌缺血再灌注损伤大鼠血清中LDH含量的影响[J].针灸临床杂志,2006,22(11):46-47.

[20]孙云廷,周建新.针灸治疗类风湿性关节炎动物实验研究进展[J].光明中医,2007,22(2):51-53.

[21]Koo ST, Park YI, Lim KS, et al. Acupuncture analgesia in a new rat model of ankle sprain pain[J]. Pain, 2002, 99(3):423-431.

[22]Huang CP, Chen HN, Su HL,et al. Electroacupuncture Reduces Carrageenan- and CFA-Induced Inflammatory Pain Accompanied by Changing the Expression of Nav1.7 and Nav1.8, rather than Nav1.9,in Mice Dorsal Root Ganglia[J]. Evid Based Complement Alternat Med, 2013:312184.

[23]Kim HY, Wang J, Lee I, et al. Electroacupuncture suppresses capsaicin-induced secondary hyperalgesia through an endogenous spinal opioid mechanism[J]. Pain, 2009, 145(3):332-340.

[24]侯庆芬,王欣妮.溃疡性结肠炎病因与发病机制的研究[J].中外医疗,2009,28(20):168.

[25]曹昺焱,许镫尹,李瑞.环境应激动物模型在抑郁症针刺实验研究中的价值与不足[J].针灸临床杂志,2012,28(12):70-74.

[26]Burgette RC, Benscoter BJ, Monaco GN, et al. A rat model for intracranial facial nerve crush injuries[J]. Otolaryngol Head Neck Surg, 2012, 146(2):326-330.

[27]华兴邦,李辞蓉,周浩良,等.大鼠穴位图谱的研制[J].实验动物与动物实验,1991,1:1-5.

[28]林莺,纪峰,黄桂榕,等.针刺实验研究中大鼠非经非穴选取方法及思考[J].针刺研究,2013,38(4):334-338.

[29]Kim W, Kim SK, Min BI. Mechanisms of electroacupuncture-induced analgesia on neuropathic pain in animal model[J]. Evid Based Complement Alternat Med,2013:436913.

[30]Iwa M, Tateiwa M, Sakita M,et al. Anatomical evidence of regional specific effects of acupuncture on gastric motor function in rats[J].AutonNeurosci, 2007,137(1-2):67-76.

[31]Langevin HM, Wayne PM, Macpherson H, et al. Paradoxes in acupuncture research: strategies for moving forward[J]. Evid Based Complement Alternat Med,2011:180805.

[32]Huang C, Huang ZQ, Hu ZP, et al. Electroacupuncture effects in a rat model of complete Freund's adjuvant-induced inflammatory pain:antinociceptive effects enhanced and tolerance development accelerated[J]. Neurochem Res, 2008, 33(10):2107-2111.

[33]Yin CS, Jeong HS, Park HJ, et al. A proposed transpositionalacupoint system in a mouse and rat model[J]. Res Vet Sci,2008,84(2):159-165.