癫痫模型制作

乔治东，杨光路

（内蒙古医科大学附属医院，内蒙古 呼和浩特）

0 引言

国际抗癫痫联盟在2014年定义癫痫是多种原因造成的慢性脑功能障碍，导致神经元过度同步放电，引起反复的、自发的、不可预测的癫痫发作，同时对躯体、认知、精神心理和社会功能等多方面产生不良影响[1]。根据世界卫生组织报道：全球约有五千万人患有癫痫病，是全球最常见的神经系统疾病之一。与低收入国家和中等收入国家相比，高收入国家的低收入人群的癫痫发病率普遍被认为较低[2]。约有三分之一的癫痫患者会发展成为难治性的耐药性癫痫发作[3]。颞叶癫痫不仅是最常见的癫痫发作类型，而且也是最常见的耐药性癫痫，在病因，电临床特性和合并症方面也有很大的区别[4]。因此，对于发现新型抗癫痫药物来说，颞叶癫痫模型的成功制作尤为重要。本文就几种当前使用较多的癫模型制作方法及癫痫发作后出现的改变予以综述。

1 癫痫模型制作

癫痫模型的成功制作是进行对癫痫进一步研究的关键，而经过了80余年的发展，癫痫模型的制作相对比较完善。对啮齿类动物进行最大电击试验和皮下注射戊四氮试验制作的动物模型曾经是发现新型抗癫痫药物的一线模型[5]。在最大电击试验模型中，经双侧耳朵或角膜电刺激来诱导癫痫发作[6]（表1）。该模型对于识别对人的强直-阵挛性癫痫发作有效的药物方面相当有效。在皮下注射戊四氮模型中，通过皮下给予足够剂量的戊四氮来诱导动物产生阵挛性癫痫发作[7]（表1），它对于发现对肌阵挛癫痫发作和失神性癫痫发作有效的药物具有非常重要的意义。

然而，这两种方法诱导的都是急性癫痫发作，对于临床中自然反复发作的癫痫以及耐药性癫痫基本没有意义。为了弥补这些空白，人们开发了6Hz精神运动性癫痫发作模型、电点燃诱导的癫痫模型以及癫痫持续发作的颞叶癫痫发作模型。6Hz试验通过角膜电极进行低频和长时间的电刺激以诱发局灶性癫痫发作[8]（表1），通过这个模型，人们发现了左乙拉西坦能够治疗癫痫。电点燃模型是通过对特定的大脑区域（通常为杏仁核或海马体）重复施加阈下电刺激来模拟颞叶局灶性癫痫的发生，以诱发越来越严重的癫痫发作行为[9]（表1）。然而，经过临床发现，在电点燃模型中显示出高效能的抗癫痫药物在耐药性局灶性癫痫发作的患者中却不一定具有更高的临床功效[10]。向海马内注射红藻氨酸盐诱导癫痫动物模型[11]（表1）和腹腔内注射毛果芸香碱诱导癫痫动物模型[12]（表1），很好的模拟了人类的颞叶癫痫发作，不仅能诱导动物产生行为性癫痫发作，还会产生与颞叶癫痫患者相似的神经病理损伤[4]。这两种癫痫模型在初次癫痫发作后，大约两周后出现自发性反复发作的癫痫发作[11][13]。此外，人们还发现了使用梭曼（甲氟磷酸频哪酯）来制作癫痫持续状态的动物模型[14]（表1）。

2 癫痫发作

癫痫动物模型诱导成功后，不仅会产生癫痫样行为，动物模型大脑的影像学、病理结构、各种蛋白表达水平以及空间学习和记忆都会有改变。

2.1 行为改变

癫痫发作的行为表现使用1972年改良的Racine量表评分来测量行为性癫痫的发作：0级，无发作反应；1级，节律性口角、耳或面部肌肉抽动阵挛发作；2级：点头并伴随更严重的面部肌肉抽动阵挛发作；3级，出现前肢阵挛发作但不伴随直立；4级，前肢阵挛发作伴随直立；5级，全身强直阵挛发作而跌倒。当模型动物发作达到4-5级即认为癫痫模型建造成功[15]。

2.2 影像学改变

对癫痫发作的动物模型，尤其是存在癫痫持续状态的动物模型进行脑部核磁共振检查发现：在T2加权像上，海马的体积会有明显的减少，位于大脑双侧的体感皮质、运动皮质、尾状壳壳蛋白、视觉皮质、丘脑、海马、扣带状皮质、脾后皮质、听觉皮质、和顶叶缔合皮层在不同的时间点会有不同程度的信号降低，并且在癫痫持续状态发作后的1-3周会表现出信号最大程度的降低[16]。

2.3 病理改变

啮齿类动物癫痫模型与人类颞叶癫痫病的颞叶病理改变极其相似，比如颞叶硬化、神经胶质细胞的增生、苔藓纤维出芽和海马锥体神经元的丢失等[4][11]。海马（CA1、CA3和齿状回）、杏仁核、丘脑和皮层在癫痫持续状态发生后的4周内发生神经元变性。在癫痫持续状态发生1周后，小胶质细胞增生达到高峰，4周后，星形胶质细胞增生达到高峰。在癫痫持续状态发生1周后，可以在齿状回中观察到苔藓纤维异常出芽，最多2周达到高峰；而且在癫痫持续状态发生1周后，海马的CA3区和齿状回中发现了神经元的丢失[17]。

2.4 蛋白分子水平的变化

在癫痫发作后，病灶区的蛋白分子表达水平会有一定的变化。在发生癫痫持续状态的动物模型中可以检测到，在星型胶质细胞丢失的梨状皮质中可以检测到67KDa的层粘连蛋白受体的表达下降，进而导致肌营养不良蛋白和AQP4水通道蛋白的表达下降，而这又会引起血管表皮生长因子和层黏连蛋白的表达增加[18]。此外，杏仁核和梨状皮质中的γ-氨基丁酸受体的表达癫痫持续状态后24小时会有显著下降，且在5天后有少量回复，15天后再次降低[19]。

表1 各种诱导方法的比较

2.5 空间学习和记忆水平的改变

在各种方法诱导的癫痫动物模型中，尤其是反复自发性发作的动物模型，都会有空间学习和记忆能力的明显的下降。通过Morris水迷宫试验和野外矿场试验发现：癫痫发作的动物需要消耗更长的时间和运动更远的距离到达目的地，同时在野外矿场试验中，癫痫发作的动物总活动的时间和距离会有增加，安静状态时间会明显减少，这可能是频繁的癫痫发作导致动物模型对空间学习记忆的更严重的损害[20]。

3 小结

癫痫模型制作的成功是进行进一步研究的基础。在过去的几十年里，出现了一系列的癫痫模型制作方法，目前最常使用的颞叶癫痫模型制作方法是利用毛果芸香碱诱导的颞叶癫痫模型。这种方法简单易操作，致死率低，成功率高，制作成功的癫痫模型，在癫痫发作、核磁共振表现、病理改变、蛋白分子水平的变化以及空间学习和记忆的变化与人类颞叶癫痫发作相近，不仅为研究难治性颞叶癫痫的大脑蛋白分子改变和基因表达的变化提供了基础，还为发现新的抗癫痫药物提供了非常有临床参考价值的颞叶癫痫模型。