[關鍵詞]三叉神經痛；動物模型；發(fā)病機制

根據《國際頭痛障礙分類》，三叉神經痛（trigeminalneuralgia，TN）是指局限于三叉神經區(qū)域的復發(fā)性的嚴重陣發(fā)性疼痛，由無害刺激觸發(fā)，疼痛為電擊樣或刺痛[1]。

根據發(fā)病原因及特點，可分為經典型三叉神經痛（classictrigeminalneuralgia，CTN）、繼發(fā)性三叉神經痛（secondarytrigeminalneuralgia，STN）和特發(fā)性三叉神經痛（idiopathictrigeminalneuralgia，ITN）。CTN和STN的病因和發(fā)病機制目前已有初步認識，ITN的病因和發(fā)生機制尚不明確[2]。根據不同的病理生理特點，研究人員建立了各具特點的多種三叉神經痛動物模型，以滿足研究需要。

1 發(fā)病機制

3種TN中，CTN多由小腦上動脈等血管對三叉神經根的機械性壓迫和搏動所引起[1]。在此過程中，部分炎癥因子可增加神經元對疼痛的敏感性[3-4]，進而在CTN的發(fā)病過程中發(fā)揮協(xié)同作用，不同于CTN、STN繼發(fā)于其他神經系統(tǒng)疾病[5]。其中，多發(fā)性硬化癥和橋小腦角腫瘤最為常見。多發(fā)性硬化癥引起了中樞系統(tǒng)廣泛的脫髓鞘改變，三叉神經根若牽涉其內，則可能誘發(fā)三叉神經痛[2]；橋小腦角腫瘤則常壓迫三叉神經根進入腦橋的部分，從而引起STN[6]。ITN是指未發(fā)現明顯病因的三叉神經痛，占病例的10%[2]，其發(fā)病機制尚不清楚。

無論是CTN或STN，機械性壓迫等因素導致三叉神經軸突發(fā)生脫髓鞘變化是三叉神經痛的主要特征性病理變化[7-8]。其基本機制為，機械性壓迫使神經根受壓部位的神經元彼此接近，并引起神經元的脫髓鞘改變，二者共同作用，使神經纖維之間聯系加強，從而產生交叉興奮[9]，導致電信號傳導通過神經元之間的接觸而放大，最終造成三叉神經痛[10]。

眾所周知，電活動依賴于鈉離子和鉀離子等各種離子的轉運。電壓門控通道是指受到膜內電壓控制的、負責轉運這些離子的跨膜通道。而神經的結構損傷也會改變一些電壓門控通道的表達和功能[4，11]，進而對神經信號傳導產生影響。電壓門控鈉通道在膜電位發(fā)生去極化后被激活，其中電壓門控鈉通道Nav1.3的特點是快速激活、緩慢失活[12]，能夠在較短時間內重復放電；而Nav1.7的特點則是快速激活、快速失活、恢復緩慢[13]，所以一定程度上防止了神經元過度興奮。在三叉神經痛中，三叉神經節(jié)內出現Nav1.3表達的上調和Nav1.7表達的下調[14]。二者的改變共同造成神經電傳導的緩慢失活，進而導致神經元的敏感性增強和異位放電[11]。此外，電壓門控鉀通道Kv7.2的異常也與神經敏感性增加具有相關性[15]。Tatulian等[16]的研究表明，該通道在穩(wěn)定膜電位和控制神經元興奮性方面發(fā)揮調控作用，參與了三叉神經痛的發(fā)病過程。Liu等[17]和Bendtsen等[18]對此開展研究，在三叉神經痛動物模型中觀察到三叉神經節(jié)中產生的異位放電，提示其可能通過接觸和交叉興奮，在脫髓鞘的神經纖維之間進一步放大[4]。

近年來多項研究[3]顯示，三叉神經痛往往伴隨著非神經細胞釋放的炎癥因子增加，這些因子被稱為“炎癥湯”，包括細胞因子、神經遞質、肽類和神經營養(yǎng)素等。它們能夠介導炎癥反應，增加神經元對疼痛的敏感性，在三叉神經痛發(fā)病機制中發(fā)揮作用[4]。Xu等[19]的研究證實，三叉神經痛發(fā)病時，局部的星形膠質細胞和小膠質細胞激活，釋放炎癥因子，如白細胞介素（interleukin，IL）-1β[20-21]和轉化生長因子-α（transforminggrowthfactoralpha，TGF-α）[21]，介導炎癥反應并產生神經病理性疼痛。其中，IL-1β可直接敏化初級感覺神經元上的傷害性感受器，如瞬時受體電位香草醛亞家族1（transientreceptorpotentialvanilloidsubfamilymember1，TRPV1），最終導致非傷害性刺激就可產生神經病理性疼痛的狀態(tài)，即痛覺超敏[22-23]。TNF-α則可促進嘌呤能離子通道型受體表達增加[24-25]，從而增加鈣離子內流[26]，進而導致興奮性神經遞質谷氨酸釋放增加，而后者與痛覺傳遞和痛覺超敏密切相關[27]。

2 動物模型

目前建立三叉神經痛動物模型的方法主要是對三叉神經進行物理或化學損傷，對特定指標進行觀察和驗證[28-29]。

2.1 CTN的動物模型

CTN是最常見的三叉神經痛，約占75%[2]。由于CTN的病因較為明確，CTN動物模型是最早建立也是最常用的TN動物模型。

2.1.1 壓迫三叉神經根/神經節(jié) CTN常因小腦上動脈壓迫三叉神經根而引起，因此，壓迫三叉神經根就成為一種常用的CTN動物模型建立方法。由于三叉神經節(jié)距離三叉神經根較近，因此也有學者通過壓迫三叉神經節(jié)來建立CTN動物模型。Jeon等[30]將大鼠固定在立體定向架上，注射瓊脂溶液以壓迫三叉神經根，通過傷害行為學檢查認為其成功建立了CTN的動物模型。Ahn等[31]則將瓊脂溶液直接注入大鼠的三叉神經節(jié)內，并對其觸須墊和三叉神經區(qū)域分別進行針刺測試和吹氣測試，并觀察其自由行為，結果證實建立了CTN的動物模型。Burchiel[32]則在貓和獼猴的三叉神經進入腦干的位置植入鉻腸線，植入3周后進行組織學分析，發(fā)現植入的鉻腸線相鄰軸突有明顯的脫髓鞘現象。除上述方法外，也有研究采用塑料絲[33-34]、玻璃棒[24]、中空塑料管[35]等對三叉神經根進行壓迫，從而建立動物模型。

該模型的局限性在于只模仿了三叉神經根的機械壓迫，沒有模仿三叉神經痛患者微血管的復雜生理和生化特征，尤其是血管的搏動性[36]。此外，該模型建模操作相對復雜。在研究工作中，該模型常被用于探索膠質細胞等在三叉神經痛發(fā)病機制中的作用。Luo等[34]通過該模型發(fā)現了三叉神經根處包括小膠質細胞和星形膠質細胞在內的各種膠質細胞的增殖加快，且雪旺細胞中p75表達上調。林仁等[35]通過該模型發(fā)現了神經連接蛋白2表達增加，并認為其與星形膠質細胞的增加有關。上述研究為深入了解三叉神經痛發(fā)病的分子機制提供了實驗依據。該模型也被應用于卡馬西平[30]、A型肉毒桿菌神經毒素[37]和CNV1014802（一種鈉通道阻滯劑）[37]等治療三叉神經痛的實驗研究，為探索新的三叉神經痛治療策略提供參考依據。

2.1.2 損傷三叉神經分支 臨床上患者最常在三叉神經的第二或第三分支分布區(qū)域感到疼痛[18，37]，因此，除了壓迫三叉神經根，也可以通過損傷三叉神經分支來建立CTN動物模型。根據模型的建立方法，可將此類動物模型主要分為機械損傷和藥物損傷兩類。

1）機械損傷。采用機械損傷建立三叉神經痛模型的常用方法為種植體損傷和結扎損傷。

Han等[38]成功通過牙種植體錯位建立了下牙槽神經的神經性疼痛模型。他們拔除大鼠左側下頜第二磨牙后植入4mm長的牙種植體，從而模擬種植體對下牙槽神經的長時間壓迫，發(fā)現實驗動物表現出類似于三叉神經痛的行為改變。隨后，其他學者[39-42]也采用該方法建立三叉神經痛模型，并增加了機械性痛覺超敏測試來檢測模型建立是否成功，證實了采用該方法建立CTN動物模型的可行性和可重復性。該模型尤其適合于種植體錯位引起三叉神經痛的臨床研究和藥物研究，Li等[43]采用該模型發(fā)現地塞米松能夠抑制膠質細胞的增殖，從而發(fā)揮其對三叉神經痛的治療作用。

結扎是另一種常用的通過機械損傷建立三叉神經痛動物模型的方法。在結扎方法中，慢性縮窄環(huán)術（chronicconstrictioninjury，CCI）是最常用的方法[21]，該方法由Vos等[44]建立，他們將鉻腸線松散地結扎于眶下神經周圍并誘發(fā)慢性收縮性損傷，通過對大鼠自由行為改變和機械面部刺激反應的分析來驗證其效果。除對眶下神經外，用該方法也被用來對小鼠的頦神經結扎[45-46]，進行行為學測試，并使用VonFrey絲評估機械性痛覺異常。

由于此種結扎方式的建立過程仍較復雜，后來的學者們對此進行了改進，衍生出了多種動物模型，包括：單側眶下神經結扎[47-48]、雙側眶下神經結扎[49-50]、部分眶下神經結扎[51-52]、遠端眶下神經結扎[53-54]，或者是直接切斷眶下神經[55]，相對而言操作更為簡便和快捷。

在此類模型中，結扎的松緊程度對動物的行為表現影響較大[56]，損傷程度往往依賴于操作者的準確操作[57]。其優(yōu)勢是操作相對簡單，模擬疼痛的程度較好[29]。學者們通過該模型對CTN發(fā)生發(fā)展過程中膠質細胞間相互作用[19]、促炎細胞因子作用機制[20，23]、三叉神經節(jié)神經元變化[58]、Nav通道[11，17，59]等開展了大量的研究，并獲得了豐碩的成果。

2）藥物損傷。除了機械性損傷外，研究人員也開發(fā)出了通過藥物損傷三叉神經從而建立動物模型的方法。

眼鏡蛇毒是最常用的制造三叉神經痛動物模型的藥物，該藥物對軸突傳導有抑制作用，且能使三叉神經脫髓鞘[60]。An等[57]將眼鏡蛇毒注射到眶下神經的神經鞘中，使用VonFrey絲評估機械性痛覺異常，通過行為學觀察發(fā)現，術后大鼠的面部表情和搖頭行為發(fā)生了顯著變化。后續(xù)多項研究也證明了此方法的有效性和可重復性[8，61-63]。該模型的局限性在于：由于是直接引起眶下神經的脫髓鞘，因此不能完全模擬臨床上人的三叉神經痛的發(fā)病狀態(tài)[36]。目前該模型已被學者們用于研究姜黃素[62-63]、電針[61]、普瑞巴林[61]等用于治療三叉神經痛的效果和機制。

赤蘚紅B是另一個常用藥物。該藥物對正常組織細胞無害，但在激光照射下則會導致照射部位的局部血管損傷，并形成血栓，從而導致組織壞死、微循環(huán)受阻、神經發(fā)生脫髓鞘變化[64]。崔悅等[65]通過靜脈導管注入赤蘚紅B，用氬離子激光器照射暴露的眶下神經，采用光化學誘導的方法成功建立大鼠的三叉神經痛外周損傷模型，術后使用VonFrey絲對大鼠進行刺激，發(fā)現大鼠出現退縮等三叉神經痛相關癥狀。該模型較好地模擬了神經的脫髓鞘變化過程，但價格昂貴，操作要求高，目前主要用于新型藥物的研究[66]。如王曄等[66]采用該模型研究川芎嗪和青藤堿的治療效果，發(fā)現其可降低興奮性神經遞質谷氨酸的水平，從而減少了三叉神經痛的發(fā)生率。

研究發(fā)現內皮素-1（endothelin，ET-1）參與了三叉神經損傷相關的痛覺信號改變，如熱、冷和機械性面部痛覺過敏（即對疼痛剌激反應增高）；ET-1還可能通過下調電壓門控鈉通道Nav1.7的水平[67]，影響電壓門控鈣離子通道等[68]，使神經元過度興奮。有鑒于此，曹啟旺等[69]向眶下神經干的鞘膜注入ET-1溶液，使大鼠產生機械痛敏感、抓臉頻率變化等相關表現，能較好對應三叉神經痛相關痛覺過敏、異位放電增強等特點。但該模型持續(xù)時間較短，主要被用于模擬炎癥引起的三叉神經痛。

2.2 STN的動物模型

2.2.1 模擬多發(fā)性硬化的動物模型 實驗性自身免疫性腦脊髓炎（experimentalautoimmuneencephalomyelitis，EAE）小鼠是多發(fā)性硬化癥（multiplesclerosis，MS）的經典動物模型[70]。Jelodar等[70]在研究中發(fā)現，該小鼠表現出特異性的機械性疼痛，和對熱刺激的痛覺過敏，可用作STN的動物模型以協(xié)助MS相關三叉神經痛的研究。隨后，Thorburn等[72]采用該模型開展研究，將特制的免疫乳劑注射到小鼠脊髓背側皮下，進行行為學評價和三叉神經組織免疫組化分析，發(fā)現三叉神經發(fā)生脫髓鞘變化，證實成功建立了STN動物模型。該動物模型目前多用于探索MS引起三叉神經痛的發(fā)病機制。Dalenogare等[73]采用該模型開展研究，發(fā)現EAE小鼠中三叉神經中的瞬時受體電位（transientreceptorpotential，TRP）A1被激活，從而引發(fā)眶周機械性異常疼痛。Duffy等[74]用該模型發(fā)現，小膠質細胞的活化與痛覺超敏反應密切相關。上述研究對探索MS引發(fā)STN的分子機制提供了參考依據。

2.2.2 侵犯脊束核的動物模型 根據中樞病因學說，在TN發(fā)病機制中，三叉神經脊束核受影響是其重要環(huán)節(jié)之一[75]。臨床上，延髓空洞癥可引發(fā)STN[76]。其原因在于延髓空洞癥容易侵犯三叉神經的脊束核，而三叉神經的脊束核受到侵犯，在臨床上則表現為三叉神經痛[76]。有鑒于此，王惠嵐等[77]將青霉素G鉀注入蛛網膜下腔脊束核處，發(fā)現大鼠出現尖叫、面部抓撓等反應。Lee等[78]采用了類似的方法，將士的寧溶液等注入同樣的位置，并使用聚乙烯管刺激，發(fā)現小鼠出現受刺激后退縮、抓撓等行為。提示采用該方法可建立侵犯脊束核的動物模型，但該模型仍有明顯缺點，只能模擬急性疼痛，不能模擬慢性痛和自發(fā)性痛。

總之，目前建立的動物模型以CTN模型為主，STN模型較少，且研究對象主要是大鼠或小鼠[29]。由于ITN的發(fā)病機制尚不清楚，目前尚無法建立ITN模型[1]。考慮到模型建立方式和實驗動物種類差異等對疼痛機制的影響，實驗對象及建立模型的具體方法還需要進一步探討[79]。

3 建模成功的檢測方法

為了明確動物模型的建立是否成功，對動物的痛覺進行檢測必不可少。動物實驗中常通過動物的痛覺行為改變以驗證建模是否成功，并通過組織學和分子生物學檢測來協(xié)同驗證建模是否成功。

3.1 行為學方法

行為學觀察是最通常使用的方法，該方法操作簡單，能夠直觀反映動物的痛覺。較為經典的測試方法包括痛覺超敏測試、痛覺過敏測試和自由行為測試。

3.1.1 痛覺超敏的評估 痛覺超敏的評估主要采用的是吹氣測試[80]。Yeomans等[81]將動物放在一個適當大小安靜環(huán)境中，待其適應環(huán)境后，開始進行一定壓強的連續(xù)噴氣，并不斷增大壓強水平，直至動物表現出咬物或轉頭等攻擊性行為。大鼠在超過50%的實驗中做出反應的噴氣壓強即為噴氣閾值[82]。噴氣閾值較術前顯著降低被定義為機械性痛覺異常[30]。除了吹氣測試外，Lee等[78]建立了用聚乙烯管撫觸毛皮，誘發(fā)動態(tài)機械超敏反應，對每只小鼠的退縮、抓撓或激動反應進行評分，確定其痛覺異常評分。該測定方法也是痛覺超敏反應評估的一種常用方法，且對大鼠沒有實質性的傷害，對于接下來的其他實驗結果也幾乎沒有干擾。

3.1.2 痛覺過敏的評估 VonFrey纖維絲測定是目前使用最廣泛的機械痛敏閾值的測定方法，由VonFrey于1896年提出，最開始是利用不同硬度的頭發(fā)來檢查人的觸覺，后來被廣泛應用于疼痛研究[83]。測試者使用VonFrey絲刺激三叉神經痛模型大鼠的手術側胡須，增加刺激強度直至大鼠出現退縮、攻擊、不對稱抓臉行為，視為陽性反應。每種刺激強度每側測試3次，當3次刺激陽性數為2時，對應的纖維絲強度即為大鼠的機械性痛閾[84]。Yang等[85]選取不同克數的VonFrey纖維絲后，采用改良的上下法（up-downmethod）測定眶下神經感受區(qū)的機械靈敏度。該方法因其易于操作被廣泛使用。然而，在某些實驗中，VonFrey絲可能產生急性傷害性刺激，從而對神經記錄過程產生影響[80]。此外，針刺實驗也被應用于評估痛覺過敏。Ahn等[86]將鈍針灸針施加到觸須墊上，直到針稍微彎曲，隨后對大鼠的行為反應進行疼痛評分。但這種較強烈的機械刺激也可能會影響三叉神經痛的評估。

3.1.3 自由行為測試 除了痛覺超敏和痛覺過敏的評估，對疼痛模型的動物進行自由行為測試也必不可少。三叉神經痛模型建立后，Chen等[61]用攝像機記錄大鼠手術后的自由行為，并對其進行分析。Zhao等[8]進行了改良，使用計算機監(jiān)控以免干擾它們的活動，觀察它們探索、休息、搖頭、舔爪和面部修飾等身體行為，記錄每個行為的次數和持續(xù)時間，以評估自發(fā)活動的變化。該方法能較好地評價三叉神經痛模型是否建立成功，而且對大鼠沒有傷害性刺激。

行為學檢測的方法適用于多種口面部疼痛，并非TN模型的特異性檢測方法[87]。且有可能由于動物受到驚嚇、麻醉等因素而受到干擾，使用時需盡量減少干擾因素。

3.2 組織學方法

目前已有大量的神經生理學、神經影像學和組織學研究表明，三叉神經的局灶性脫髓鞘是TN的特征性病理改變[88]。因此，觀察三叉神經是否發(fā)生脫髓鞘變化就成為驗證三叉神經痛動物模型的建立是否成功的客觀方法。

多位學者對該方法能否用于驗證三叉神經痛動物模型進行了研究，Jeon等[30]對大鼠三叉神經痛模型的動物進行取材，再用甲苯胺藍染色后觀察，證實其三叉神經根出現了局灶性脫髓鞘。Xia等[89]使用升降法測定大鼠疼痛閾值，并對三叉神經進行顯微結構檢查，進一步提出成功的TN模型動物應有均勻的局灶性脫髓鞘。但應注意的是，臨床的影像學檢查中也有部分TN病人并沒有出現脫髓鞘的相關征象[10]，因此該方法最好用于輔助行為學測試，以提高其可靠性。

3.3 分子生物學方法

一些研究認為，炎癥因子增加了神經疼痛強度，在TN的發(fā)病中扮演著重要角色[3]。因此，對這些炎癥因子進行檢測，就能間接反映動物是否存在三叉神經痛，從而驗證三叉神經痛模型建立是否成功。

3.3.1 促炎細胞因子檢測 Yin等[90]采集大鼠新鮮血液，使用酶聯免疫吸附試劑盒測定血清標本中IL-1β和TNF-α的濃度，定量的結果表明實驗組TNF-α和IL-1β濃度均高于空白對照組。王雙義等[91]切取眶下神經和眶下孔周圍組織制作石蠟切片，使用免疫組織化學染色方法觀察到眶下組織區(qū)TNF-α和IL-1β的表達增加，并結合其行為學檢測，認為其成功建立了TN模型。但上述方法也只能模擬口面部炎癥的情況，且炎癥因子在TN中具體的作用還有待進一步研究和確認。

3.3.2 興奮性神經遞質檢測 Islam等[92]在三叉神經痛大鼠模型建立后，采用微透析與液相色譜法檢測細胞外各種神經遞質濃度水平的改變，發(fā)現谷氨酸等興奮性神經遞質的濃度增加，提示其可用于間接反映大鼠的痛覺情況。Demartini等[23]使用免疫組織化學方法，發(fā)現建立三叉神經痛模型后，大鼠脊髓三叉神經核處降鈣素基因相關肽和P物質的含量均升高。然而，神經的其他損傷同樣會影響谷氨酸等神經遞質的分泌情況[58]。因此此項檢測痛覺的方法存在不確定性，行為評估的實驗依舊不可缺少。

總之，目前動物實驗中反映三叉神經痛痛覺的方法還是著重于行為學方面，組織學、分子生物學方法等主要作為輔助的檢測方法。上述方法各有其優(yōu)點和局限性，所以在評估動物模型建立是否成功時，通常聯合多種方法進行檢測和綜合判斷。

4 展望

TN的發(fā)病機制較為復雜，目前仍有諸多謎題?？偟膩碚f，現有的TN模型具有以下優(yōu)點：1）操作簡單、成本較低、可行性強；2）具有高度的可重復性；3）檢測模型建立方法和驗證方法可靠，已建立較為完善的技術體系。這些TN動物模型既有利于研究TN的復雜病理機制和疾病的發(fā)生發(fā)展過程，也在新藥的研發(fā)以及聯合治療方式的探索方面發(fā)揮著重要作用。

盡管各位學者通過臨床研究和動物模型研究對TN有了更深入的了解，但由于TN本身機制的復雜性，目前建立的TN動物模型還有以下問題亟待解決：1）現有的動物模型以CTN的動物模型為主，STN的模型較少，ITN的模型仍缺如；2）總體來看，研究對象主要是嚙齒動物類，缺乏大動物模型，尤其是靈長類動物模型；3）造模方式較為單一，目前模型的建立多采用的是單純的機械壓迫或藥物誘導，而TN的發(fā)病往往是多種因素共同作用的結果。

有鑒于此，未來的研究可以著眼于以下方向：1）新的動物模型的建立，尤其是大動物模型的建立；2）復合多種因素聯合造模，以最大程度地模仿臨床；3）STN和ITN動物模型的研發(fā)；4）繼續(xù)探索TN發(fā)生發(fā)展過程中的分子調控機制，為探索新的治療靶點提供參考依據；5）探索新的TN治療方法，并深入研究現有治療方法的具體機制。相信隨著學者們的不斷努力，將來能夠建立更準確、全面的TN模型，以進一步了解TN的相關病理生理機制，并提高該疾病的治療效果。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。