易 婷 米文麗 王彥青，△

（1廣東藥科大學中醫(yī)藥研究院 廣州 510006； 2復旦大學基礎醫(yī)學院中西醫(yī)結合學系 上海 200032；3上海市針灸機制與穴位功能重點實驗室 上海 200433）

三百多年前，德國醫(yī)生塞繆爾·哈芬雷弗（Samuel Hafenreffer）將瘙癢（itch or pruritus）定義為“一種不愉快的感覺，會引起抓撓的欲望或反射”［1］。瘙癢一方面是動物面臨威脅的保護性機制，另一方面也是皮膚病等疾病的典型癥狀之一。瘙癢嚴重影響人們的生活質量，包括情緒、注意力、飲食習慣、性功能和睡眠［2］。流行病學結果顯示［3］，皮膚病中瘙癢的發(fā)病率為54.5%，慢性瘙癢（持續(xù)時間超過6 周）的治療是懸而未決的醫(yī)學挑戰(zhàn)，影響全世界數(shù)百萬人。慢性瘙癢具有多種表現(xiàn)形式，依據瘙癢的起源、發(fā)病機制和皮損表現(xiàn)，可對瘙癢進行多種方式的分類，因此國際瘙癢研究論壇創(chuàng)建了一個國際公認的標準化分類系統(tǒng)［2］（表1），不同類型的慢性瘙癢的病因、機制、診斷、治療及預后各不相同。為了了解瘙癢的機制，尋找更有效的止癢方法，需要有針對性地進行相應研究。疾病的動物模型是指在生物醫(yī)學科學研究中建立的具有人類疾病模擬性能表現(xiàn)的實驗動物［4］，建立具有明顯、穩(wěn)定和持續(xù)性瘙癢行為的動物模型是研究慢性瘙癢潛在機制的基礎?；诓煌瑒游锬Ｐ鸵延醒芯堪l(fā)現(xiàn)多種分子、受體和細胞在慢性瘙癢的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。本文按照國際瘙癢研究論壇分類進行模型整理分析，簡述目前慢性瘙癢研究中常用的小鼠模型及行為評價（表2），為慢性瘙癢機制研究中實驗動物模型的選擇提供參考。

表1 國際瘙癢研究論壇慢性瘙癢分類Tab 1 Classification of chronic pruritus by International Forum for the Study of Itch

表2 常用慢性瘙癢小鼠模型制作與評價Tab 2 Development and evaluation of chronic pruritus mouse models

常用慢性瘙癢小鼠模型

皮膚病瘙癢小鼠模型過敏性接觸性皮炎（allergic contact dermatitis，ACD）是由化學物質或金屬離子（如鎳［Ni］2+和鉻［Cr］3+）與皮膚表面直接接觸引起的一種炎癥性濕疹性皮膚?。?］。ACD 是T 細胞介導的Ⅳ型超敏反應，涉及先天性和獲得性免疫反應。機體皮膚最初暴露于有過敏源的環(huán)境下（沒有臨床癥狀或體征），此階段為致敏階段；再次暴露后，隨著抗原特異性效應細胞和記憶T 細胞的激活發(fā)展成ACD，此階段為激發(fā)階段［6-7］。ACD小鼠模型，即過敏性接觸性皮炎小鼠模型通常是將半抗原應用于小鼠的頸背部、腹部敏化，于耳朵、頸背部、腿部等來激發(fā)皮膚炎癥；常用的半抗原有二苯基環(huán)丙烯酮（diphenylcyclopropenone，DCP）、對2，4-二硝基氟苯（2，4-dinitrofluorobenzene，DNFB）、二硝基氯苯（2，4dinitrochlorobezene，DNCB）、方正酸二丁酯（squaric acid dibutylester，SADBE）、三硝基氯苯（2，4，6-trinitrochlorobenzene，TNCB）、惡唑酮（oxazolone，OXA）和漆酚（urushiol）等。DCP 是用于治療斑禿的局部免疫治療劑，通常會導致嚴重的不良反應，比如過敏性皮炎及強烈瘙癢；DNFB是一種解耦劑，最早用于誘導豚鼠的接觸性皮膚致敏［8］。SADBE 是一種小分子半抗原，用于治療斑禿和疣［9］，極其不穩(wěn)定，需要注意避光保存、現(xiàn)配現(xiàn)用。漆酚廣泛存在于毒藤物種中，其誘導的ACD 是最常見的環(huán)境過敏性疾病，伴有強烈而持續(xù)的瘙癢和疼痛感。早期漆酚誘導的ACD 模型實驗是在豚鼠身上進行的［10］，而當前小鼠漆酚模型可作為人類毒藤ACD 的轉化模型，能模擬人類接觸毒藤的表現(xiàn)［11］。惡唑酮可共價修飾皮膚中的蛋白質，從而引發(fā)過敏反應，惡唑酮和漆酚模型小鼠均能導致24 h的持久抓撓行為［12］。

特應性皮炎（atopic dermatitis，AD）是一種慢性復發(fā)性炎癥性疾病，其關鍵特征包括遺傳易感性、表皮屏障破壞和免疫系統(tǒng)失調等［13-14］，但迄今為止，AD 的致病機制仍然不完全清楚。有研究采用類似ACD 造模的半抗原誘導進行AD 小鼠模型造模模型，該模型在小鼠皮膚上施用半抗原，如惡唑酮、DNCB、DNFB 和TNCB 等，先進行初始致敏，后續(xù)進行多次激發(fā)以完全喚起AD 樣病變［15-16］。需要注意的是當半抗原的第二次激發(fā)在較短的時間內（不到一周）被激發(fā)幾次時，通常被認為是ACD 小鼠模型，而不是AD 小鼠模型，AD 小鼠模型制作的激發(fā)過程一般需要持續(xù)3 周?？ú慈迹╟alcipotriol，MC903）是一種合成維生素D3 類似物，用于治療成人牛皮癬。但是MC903 在局部施用于小鼠時會引起AD 樣病變［17］，由于其可重復性和易用性，被廣泛用于AD 模型候選藥物。然而，有研究指出MC903不會在人類中誘導AD 樣病變，因而該模型可能并不適合研究人類AD 發(fā)病機制［18］。卵清白蛋白（ovalbumin，OVA）是雞蛋中主要過敏原，能引起各種過敏癥狀，OVA 可以在不同年齡不同性別的小鼠誘發(fā)穩(wěn)定的AD 模型，因此該模型應用較為廣泛［18］。Nc/Nga 小鼠是一種近交小鼠品系，在SPF 級實驗小鼠房飼養(yǎng)的NC/Nga 小鼠自發(fā)類似于人類的AD樣皮膚病變，具有AD 樣病理和行為特征［19］，因此常用作自發(fā)AD 樣模型。此外，基因工程或修飾的小鼠，比如IL-13 轉基因小鼠模型或者博來霉素水解酶（bleomycin hydrolase，BLMH）敲除小鼠，也是研究特定基因參與AD 發(fā)病機制的寶貴資源。目前各種各樣的AD 小鼠模型特征有多篇綜述進行整理和描述［18，20-22］。

銀屑病（psoriasis，PSO），又稱牛皮癬，是一種遷延不愈的慢性非傳染性自身免疫性皮膚病，影響著全世界6 000 多萬成人和兒童，并且易導致心理疾?。?3-25］。銀屑病的動物模型主要有自發(fā)性、人工誘導性、異位移植性及基因工程動物模型［26］。自發(fā)性瘙癢模型因與臨床癥狀吻合度低，已很少使用。異位移植性模型是將患者皮膚移植于小鼠，接近臨床銀屑病瘙癢的模型，但因操作困難，成本昂貴而受到限制?；蚬こ绦∈竽Ｐ褪侵甘褂媚撤N或某幾種基因缺陷或突變的小鼠（如CD18 低表達PL/J小鼠）模型，但由于銀屑病瘙癢是一種機制復雜、多基因參與的慢性疾病，所以該模型多作為輔助研究手段［26-27］。人工誘導性動物模型與臨床銀屑病瘙癢癥狀吻合度較高，尤其是咪喹莫特（imiquimod，IMQ）誘導的小鼠銀屑病慢性瘙癢模型，其制作周期較短，成本較低，是目前實驗室研究銀屑病瘙癢的首選動物模型。

病理性干燥性皮膚病癥多發(fā)生在持續(xù)超過6 周的慢性瘙癢疾病中，比如干燥癥、特應性皮炎、銀屑病等；也是慢性腎病、慢性肝病和糖尿病等瘙癢性全身性疾病中常見的皮膚表現(xiàn)，具體表現(xiàn)為出現(xiàn)鱗片狀、粗糙和開裂等皮膚特征。研究表明，皮膚干燥癥瘙癢與皮膚干燥和皮膚屏障破壞相關，皮膚干燥導致角質層水合作用降低，皮膚屏障破壞使表皮皮膚水分流失增加［28］。目前最常用的皮膚干燥癥瘙癢小鼠模型是丙酮/乙醚和水（acetone-etherwater，AEW）重復序貫涂抹，該模型破壞皮膚屏障，經皮水分損失增加，引起明顯的皮膚干燥、瘙癢［29］。

紫外線皮炎是紫外線輻射（ultraviolet radiation，UVR）引起的皮膚光毒性反應，也稱曬傷，常伴瘙癢。UVR 主要來自太陽輻射，由于短波紫外線（ultraviolet radiation C，UVC）被臭氧吸收，所以陽光中主要是長波紫外線（ultraviolet radiation A，UVA）和中波紫外線（ultraviolet radiation B，UVB）［30］。2021 年Cao 等［31］首先建立了曬傷相關瘙癢的小鼠模型，發(fā)現(xiàn)單次暴露于功率≥400 mJ/cm2的寬譜UVB（broad-band UVB，BB-UVB）照射的頸背區(qū)域能夠誘發(fā)小鼠強烈的抓撓行為，而暴露在6 000 mJ/cm2以上UVA 照射的小鼠則沒有明顯的抓撓行為。

全身疾病導致慢性瘙癢小鼠模型膽汁淤積性慢性瘙癢是患有膽汁淤積性肝病患者的伴隨癥狀，美國肝病研究協(xié)會和歐洲肝臟研究協(xié)會更新了原發(fā)性膽汁性膽管炎（primary biliary cirrhosis，PBC）指南中關于瘙癢管理的治療建議［32］。當前已經建立了幾種膽汁淤積癥的手術和轉基因嚙齒類動物模型，其中手術誘導膽汁淤積的小鼠模型更接近于人類疾病。最近，研究者［33］改善了膽總管結扎（bile duct ligation，BDL）誘導膽汁淤積性瘙癢的小鼠模型，結扎膽管以阻斷前葉、右葉和左葉的膽汁分泌，但尾狀葉除外。膽管結扎后血清總膽汁酸水平升高，小鼠出現(xiàn)了顯著的搔抓行為，最重要的是該模型克服了先前的BDL 模型存活時間較短的缺點。

糖尿病神經病變（diabetic peripheral neuropathy，DPN）誘發(fā)的慢性瘙癢可能反映了糖尿病患者皮膚或周圍神經系統(tǒng)的功能障礙［34］。流行病學研究表明，27.5%的糖尿病患者伴有全身性瘙癢，瘙癢可能是糖尿病外周神經病變的癥狀和標志之一［35］。甲基乙二醛（methylglyoxal，MGO）是一種反應性α-二羰基代謝物，劉通課題組［35］研究發(fā)現(xiàn)，皮內注射MGO 可以劑量依賴性地誘發(fā)小鼠瘙癢行為；在鏈脲佐菌素（streptozotocin，STZ）100 mg/kg 誘導的糖尿病小鼠模型上，小鼠在第1、3、5 周均表現(xiàn)出顯著的觸誘發(fā)癢行為。

皮 膚 T 細 胞 淋 巴 瘤（cutaneous T-cell lymphomas，CTCLs）是一組異質性淋巴組織增生性腫瘤［36］，CTCLs 患者經常伴有劇烈且較難緩解的瘙癢。Han 等［37］開發(fā)了一種慢性瘙癢的異種移植小鼠模型，在免疫缺陷小鼠的頸背部皮內接種來自CTCLs 患者的Myla 細胞系（CD4+記憶T 細胞）誘導了嚴重的淋巴瘤，淋巴瘤緩慢而持續(xù)地生長，第15 天腫瘤直徑明顯增大。有意思的是，瘙癢出現(xiàn)在腫瘤增大之前，這種早發(fā)性瘙癢可能是由于接種人體細胞分泌的致癢原所引起的。

神經源性瘙癢小鼠模型神經源性瘙癢（neuropathic itch，NI）沒有原發(fā)性皮膚病，可由任何外周或中樞神經系統(tǒng)的結構或功能損傷引起［38］，且可因瘙癢抓撓導致表皮脫落、苔蘚樣變［39-40］。由于缺乏合適的體內模型，NI 的研究受到限制。一些研究小組發(fā)現(xiàn)［41-42］Bhlhb5突變小鼠的脊髓抑制性中間神經元喪失伴隨異常瘙癢，很可能模擬神經性瘙癢，但該轉基因小鼠總體健康狀況不佳，很難長期存活。偽狂犬病病毒（pseudorabies virus，PRV）是一種高度傳染性的病原體，非自然宿主感染PRV 后會引起急性神經病變而出現(xiàn)劇烈瘙癢，通常在2 天內死亡；由于PRV 感染與水痘-帶狀皰疹病毒（varicella-zoster virus，VZV）感染在基因組序列、臨床體征、發(fā)病機制和免疫力方面具有多種相似性，PRV 誘導小鼠NI 可能可以用于探討由水痘-帶狀皰疹病毒感染引瘙癢的發(fā)病機制［43-44］。另外，Chen等［45］在小鼠淋巴瘤中發(fā)現(xiàn)了明顯的神經支配，預示了CTCLs 淋巴瘤小鼠模型也可用于神經性瘙癢機制和治療方法的研究。

慢性瘙癢小鼠模型行為學

瘙癢行為評估慢性瘙癢常表現(xiàn)為自發(fā)性瘙癢和觸誘發(fā)癢，常形成瘙癢-搔抓-瘙癢惡性循環(huán)，可導致搔抓紊亂、皮膚損傷、睡眠障礙以及抑郁、焦慮等精神心理問題，具有多因素特性及多維度表現(xiàn)，臨床上常通過瘙癢及相關癥狀的評估問卷及量表進行綜合評估。研究人員根據研究目的采用不同的慢性瘙癢小鼠模型，各種模型癥狀有很大不同，但抓撓行為是評估瘙癢的一個關鍵指標，因此需要在實驗小鼠上進行自發(fā)性瘙癢或觸誘發(fā)癢等癢覺異常評價。不同模型的搔抓程度和搔抓持續(xù)時間不同，目前測量抓撓的方法有人工計數(shù)和自動化系統(tǒng)（如電磁場檢測和聲學檢測［51-52］等），這些方法準確并廣泛用于研究。人工計時費時費力，電磁場檢測和聲學檢測方法需要專門的設備和復雜的分析軟件，隨著人工智能等技術的發(fā)展，全自動的瘙癢行為記錄系統(tǒng)將為小動物瘙癢行為學評價帶來新的助力。

自發(fā)癢行為評估（人工計數(shù)）：一般是小鼠從抬起后爪快速連續(xù)搔抓造模部位（3 次或以上），并以舔舐腳趾或后爪放回地面記為一次搔抓。

自發(fā)癢行為評估（自動記錄系統(tǒng)）：目前常使用的抓撓自動記錄系統(tǒng)（MicroAct）［52］是一種基于磁場的定量抓撓分析系統(tǒng)，利用切割磁力線的原理進行瘙癢行為記錄，具體是將埋置磁鐵的小鼠單獨放置于自動記錄系統(tǒng)的塑料盒并記錄抓撓行為30 min或1 h。但該方法也具有一定的局限性，在小鼠后腳皮膚下嵌入一個磁鐵異物，可能出現(xiàn)致炎使小鼠啃咬脫落的現(xiàn)象。另外，Ishii 等［53］開發(fā)了一種使用圖像分析的抓撓分析系統(tǒng)SCLABA-Real，能成功量化患上類似特應性皮炎的小鼠的抓撓行為；Marino等［54］建立了爪子運動檢測（paw motion detector，PMD）系統(tǒng)，該系統(tǒng)在后爪上放置小型可拆卸金屬帶，該后爪通過電磁場的擾動提供爪子運動的信號，雖然這種方法量化了鼠抓撓的次數(shù)，但不能測量抓撓的持續(xù)時間；Kobayashi 等［55］建立了卷積遞歸神經網絡（convolutional recurrent neural network，CRNN），能夠準確識別錄制視頻文件中的抓撓行為，進而用于小鼠瘙癢行為評估。

觸誘發(fā)癢行為評估：與觸誘發(fā)痛類似，一些瘙癢小鼠模型比如組胺誘發(fā)的急性瘙癢模型和AEW誘發(fā)的皮膚干燥癥瘙癢模型，出現(xiàn)對無害機械刺激誘發(fā)的瘙癢敏感性增強現(xiàn)象。具體操作是在注射部位附近（約7 mm 處）使用von Frey 細絲（彎曲力為0.7 mN 的力度不會引發(fā)正常小鼠的抓撓行為，卻是在組胺注射或皮膚干燥部位周圍的皮膚處引起抓撓發(fā)作的最小強度）隨機選擇3 個部位來接受無害的機械刺激，每根von Frey 細絲刺激5 次，每次間隔10 s，對于每個刺激，都注意是否存在陽性反應，即后肢抓撓機械刺激部位，記錄5 次刺激中小鼠出現(xiàn)抓撓的次數(shù)。觸誘發(fā)癢評分是由3 種刺激（即0、1、2 或3）引發(fā)的陽性反應總數(shù)。以5 min 的間隔重復，直到應用致癢物60 min 后。并在第90 min 和120 min 的時間點再次重復機械刺激。在許多實驗中，每30 min 的總觸誘發(fā)癢評分為從注射后30 min內每5 min 間歇期的單個觸誘發(fā)癢評分的總和［56］。

瘙癢情緒行為評估與具有厭惡成分的疼痛感相似，瘙癢也具有強烈的情感成分。瘙癢感誘發(fā)抓撓行為導致慢性瘙癢患者出現(xiàn)嚴重的組織損傷和精神障礙［57］。Mu 等［58］研究發(fā)現(xiàn)頸后皮內注射瘙癢劑（氯喹和組胺）會引起至少持續(xù)兩周的條件性位置厭惡（conditioned place aversion，CPA），并證實了瘙癢誘導的CPA 依賴脊髓瘙癢回路，新建立的瘙癢CPA 范式可用于研究與瘙癢相關的負面情緒的潛在機制。Hashimoto 等［59］使用惡唑酮誘導青春期C57BL/6J 雄性小鼠產生的AD 模型，發(fā)現(xiàn)青春期AD 模型小鼠極易受到全身性炎癥的影響，導致抑郁行為，并伴有犬尿氨酸代謝異常。Yeom 等［60］將MC903 反復皮內施用于小鼠的臉頰來誘導AD 樣病變，發(fā)現(xiàn)AD 樣皮膚病變引起焦慮和抑郁樣表型，這些表型與獎勵回路中與神經可塑性相關的變化有關。Zhao 等［61］通過黑白箱和強迫游泳測試等行為范式評估3～4 周的AEW 小鼠模型的焦慮和抑郁行為表型，為研究慢性瘙癢情緒及潛在機制提供了臨床前模型，揭示了下丘腦-垂體-腎上腺軸功能的損害可能是慢性瘙癢背景下出現(xiàn)情緒障礙的主要病因或相關病理生理學因素，為探索慢性瘙癢的情感成分提供了一個機制框架。此外，Wang 等［62］建立DNFB 誘導的慢性瘙癢模型，通過強迫游泳實驗、懸尾實驗和飛濺實驗測量抑郁指數(shù)，建立了慢性不可預知刺激誘導的抑郁模型，證明瘙癢和抑郁交叉加重。

局部施用組胺或其他瘙癢劑后，許多大腦區(qū)域被激活，而這些大腦區(qū)域與獎勵或厭惡相關的行為有關，如島葉皮層、扣帶皮層和丘腦；但是，瘙癢情感成分的神經機制仍然難以捉摸，因此需要利用目前已有或新建行為范式研究瘙癢的情緒成分。

結語總而言之，使用各種類型的瘙癢模型可以深入研究瘙癢發(fā)病機制，為診斷和治療提供寶貴的工具。雖然小鼠以外的物種，例如狗和豚鼠，均可以發(fā)展出類似慢性瘙癢病變，但小鼠模型易于操作，成本低，最重要的是易于進行基因工程改造，因而最為常用。此外，還要注意小鼠的品系差異、性別差異，不同品系小鼠模型的易感性、穩(wěn)定性等均存在不同。當然，在實際操作過程中，可根據實驗具體情況調整相關指標，比如造模持續(xù)時間、觀察時間點、造模部位、藥物濃度和劑量等。隨著研究的發(fā)展，一些慢性瘙癢小鼠模型逐漸被淘汰，因此選擇模型時要根據研究目的和實驗需求，查閱國內外最新研究，全方位考慮模型的類型、病理機制、優(yōu)缺點以及動物飼養(yǎng)、經費、倫理等諸多因素。

需要注意的是，和其他動物模型的局限性一樣，目前尚沒有能夠完全模擬臨床表現(xiàn)的理想小鼠模型，還是需要根據臨床實際不斷探索新的模型。此外，目前瘙癢研究主要集中在皮膚源性瘙癢上，還有一些臨床常見的瘙癢如尿毒癥性瘙癢、神經病源性瘙癢、精神源性皮膚病瘙癢等模型尚有待進一步開發(fā)。

作者貢獻聲明易婷 文獻查閱，論文構思、撰寫和修訂。米文麗 文獻查閱，論文構思、指導和修訂。王彥青 論文指導、修訂和審校。

利益沖突聲明王彥青是本刊編委，未參與此文的同行評議和終審決策。沒有其他利益沖突需要聲明。