神經功能損傷評分在大鼠腦缺血實驗中的應用

程發峰，宋文婷，郭少英，鐘相根，魯 藝，王慶國

(1.北京中醫藥大學基礎醫學院，北京 100029;2.中國中醫科學院西苑醫院，北京 100089)

神經功能損傷評分在大鼠腦缺血實驗中的應用

程發峰1，宋文婷2，郭少英1，鐘相根1，魯 藝1，王慶國1

(1.北京中醫藥大學基礎醫學院，北京 100029;2.中國中醫科學院西苑醫院，北京 100089)

腦梗塞發病率逐年增高，它嚴重影響了患者的生活質量。臨床上，神經功能損傷評分是診斷和療效評價的重要指標。在臨床前研究中，神經功能損傷評分也越來越受到重視，是判斷藥效的最重要指標之一。本文介紹了評價神經功能損傷的幾種常見試驗和評分標準，并認為在中醫藥治療腦梗塞臨床前研究中，應更加重視神經功能評分，充分體現中醫藥的優勢。

腦缺血;神經功能評分;神經功能損傷

腦缺血動物模型用于缺血性中風治療的療效評價已有20年的歷史。已經有眾多的新藥被證明對腦缺血動物有神經保護作用，但是這些藥物仍有待通過臨床實驗。這說明臨床前研究仍存在一些與臨床實際情況有差異的問題，藥效評價指標是其中一個重要的問題。通過對回顧實驗研究并與臨床進行對比，大家越來越強調神經功能損傷評價的意義。除測量梗死面積外，功能評分的結果也相當重要。梗死面積縮小不一定伴隨功能改善，而功能的改善才是最關鍵的效果指標。在很多鼠類的腦缺血實驗中，都用到了一些神經功能損傷的評價方法來有效地篩選模型［1］。國際中風治療臨床前研究指南(2009)(STAIR)指出［2，3］：在腦缺血藥物研究中應選擇多重指標，評價應包括組織學和行為學的結果;且無論組織學還是行為學的研究都應包括中風后2到3周或更長時間中獲得的數據。這證明了行為學結果的重要性，因為在臨床上這與后期存活率密切相關。臨床中風病人功能恢復是一個主要的終點指標，雖然神經功能與梗死灶面積有一定相關性，但在治療過程中則希望藥物在腦缺血后改善神經功能的作用更加顯著。

在臨床神經功能損傷評分中，往往會綜合評價神經功能多方面的損傷情況。如美國國立衛生院神經功能缺損評分(NIHSS)，要求對整體意識水平、感覺、視覺、運動、共濟等方面進行綜合評價。目前評定腦缺血動物功能和行為的方法都有了提高，但是依然存在一定的問題。如有些研究往往偏于運動功能，忽視了感覺功能等，不能全面反應神經損傷程度［4］。

1 幾種神經功能損傷評分試驗

神經功能包括意識狀態、運動、感覺、視覺、共濟和神經反射等多方面，在臨床神經功能檢查中以上方面都會得到體現［4］。在中風動物模型研究中，根據動物的生理病理特點，大家從運動、感覺、意識、神經反射等方面設計了很多試驗，來檢測動物的神經功能損傷和恢復程度。

檢查運動功能的試驗由于操作簡單，易于觀察，應用最為廣泛。Bederson應用姿勢反射實驗［5］在懸尾狀態下檢查上半身姿態;Combs等［6］采用豎屏檢查前肢和后肢的肌力;Hernandez等［7，8］用前肢錯誤放置試驗檢測前肢運動功能;Klintsova等［9，10］用雙杠試驗檢測后肢運動功能;Rogers等［11，12］使用網格行走試驗和旋轉(運動協調)實驗評價大鼠的運動功能，并證明兩種評分與大鼠不同部位腦梗體積以及腦水腫程度具有顯著關聯性?；粼囼瀸⒁粋€5 mm直徑的木棒傾斜放置，將大鼠放在棒上，它會努力用四肢握緊，避免滑下。記錄大鼠滑下的時間;滑梯實驗，將一個0.25×0.5 m的木板傾斜 50°角，記錄大鼠從滑梯頂部滑到底部的時間［13］。

由于動物實驗特殊性，感覺功能檢查經常通過一些反射試驗來體現，或者與運動功能進行聯合檢查。急性神經功能損傷檢查包括姿勢性試驗和非姿勢性試驗。簡單的非姿勢性的軀體感覺功能測試包括耳廓反射、角膜反射等。耳廓反射是通過觸動物的耳道引起動物強烈搖頭來記錄。角膜反射是用棉簽輕觸動物的角膜引起眨眼。簡單的姿勢性軀體感覺功能包括尾巴和后爪的抗彎曲反射、頭部支撐實驗。尾巴和后爪的抗彎曲反射試驗，逐漸將尾巴或后肢彎曲，直至其縮回，記錄反映的時間。頭部支撐試驗，觀察大鼠缺血損傷狀態下頭部持續支撐的時間。

較為復雜的姿勢性軀體感覺功能試驗如觀察大鼠翻正和逃跑的反映時間，翻正試驗將大鼠背部著地放在實驗臺上，觀察其翻身時間;逃跑反射即夾痛大鼠尾巴觀察其有無逃脫動作［14］。

還有一些學者綜合視覺、觸覺、本體位覺、運動功能和認知功能等，設計了一些檢查試驗。DeRyck等［15］采用前肢放置試驗，通過控制大鼠的受試姿態，可以分別對視覺、觸覺和本體味覺進行檢查，對感覺運動綜合功能進行評價。

本體感覺對稱性試驗是在大鼠雙側前肢各黏附一個刺激物后，觀察大鼠用牙移除刺激物的順序。如果缺血模型大鼠個體和全組顯示優先移除某一側超過70%，則繼續進行定量試驗。逐漸將患側前肢的刺激物加大，直至大鼠開始優先移除患側刺激物為止。計算此時患側刺激物的與健側刺激物大小的比值，作為本體感覺不對稱的定量指標［16］。

平衡木試驗是檢查大鼠前庭運動功能的實驗。將一條1.5 cm寬的平衡木懸空放置，將大鼠放在平衡木上，記錄其在平衡木上維持的時間。連續3次實驗，取平均值。平衡木逃離實驗是檢查大鼠高級前庭運動功能和協調能力的實驗。造模前兩天，先訓練大鼠學會通過上述平衡木從一個高亮度、高噪音的箱子，逃離到對面黑暗箱子。為了加大難度，在平衡木上交叉釘入4個釘子。記錄大鼠從平衡木逃離的時間。連續3次實驗取平均值，兩次實驗之間讓大鼠在黑箱內留 30 s［14］。

Bharucha［14］利用電子監視器記錄大鼠自由狀態下的活動，先訓練大鼠適應晝夜各12 h的節律，利用電子監視器記錄大鼠在白天的活動強度，如走動的總距離。

2 幾種常用的評分標準

跟臨床神經功能評分相似，有些學者綜合幾種功能實驗，建立了一些神經功能評分標準。有些評分標準，既可以綜合反映神經功能評分，又有較好的可操作性和穩定性，得到了廣泛運用。在中風臨床前藥物研究中，較為公認的評分標準，簡單介紹如下。

Bederson評分［5］是國內外引用頻率最高的神經功能評分標準。分為四個功能等級，無神經損傷癥狀為0分;懸尾實驗不能完全伸展對側前爪為1分;前肢抵抗對側推力能力下降為2分;向對側轉圈為3分。有些學者在應用Bederson評分同時，對其進行了改進，如 Menzies［17］評分總分為 4 分：A，無神經功能損傷，雙前肢對稱向地面伸展 (0分)B，對側前肢持續內收 (1分)C，對側前肢握力下降 (2分)D，輕微刺激大鼠尾巴，向對側轉圈 (3分)或者自主持續轉圈 (4分)。

Belayev等［18］綜合姿勢反射實驗和前肢放置實驗，建立了評分標準。姿勢反射實驗中，懸尾實驗前肢不對稱得1分，合并前肢抵抗對側推力下降得2分;前肢放置實驗中，立即準確放置得0分，延遲或不完全放置得1分，不能準確放置得2分(表1)。

Garcia JH等［19］詳細評價了受試大鼠的運動功能和感覺功能，建立了評分標準。功能正常時得分最高，18分;功能損傷最嚴重者得分最低，3分(表2)。

表1 大鼠局灶性腦缺血模型神經功能評分標準Tab.1 Neurological evaluation of rats with MCAO

表2 Wistar大鼠局灶性腦缺血模型神經功能評分標準Tab.2 Neurological evaluation after middle cerebral artery occlusion in Wistar rats

臨床上，習慣將中風患者的神經功能損傷大致劃分為一般功能損傷和局灶性功能損傷。前者反映的是患者整體神經功能和生命狀態，后者則反映局部損傷造成的定位性功能缺陷。Clark［20］分別從這兩個角度進行了分類更為詳細的評分設計。魏爾清等［21］在大腦中動脈阻塞(MCAO)誘導局灶性腦缺血后24 h，采用懸掛實驗分別測定轉動的平均角和優勢角以及轉動次數，并用爬板實驗測定小鼠攀爬角度，并與經典的行為學評價方法比較。

另外還有一些學者［13，22～26］根據動物模型特點和受試藥物作用設計了一些評分標準，都從不同角度反映了大鼠神經功能的變化。

3 神經功能損傷評分與造模方法的相關性

一些學者探討了不同方法造成的MCAO模型神經功能損傷的差異性。Petullo等［27］對 SD大鼠MCAO、MCAO+單側頸總動脈結扎(1CCAO)和MCAO+單側頸總動脈結(2CCAO)三種腦缺血模型分別進行了神經肌肉功能評分。結果顯示MCAO+2CCAO組神經功能評分要比MCAO組嚴重48%，比MCAO+1CCAO組嚴重17%;體重減輕方面，MCAO+2CCAO組也要顯著多于另外兩組。在梗死體積方面，MCAO+2CCAO組也明顯高于其他兩組，分別是MCAO+1CCAO組的5倍，MCAO組的10倍。

Garcia等［19］發現缺血30 min再灌和缺血60 min再灌組與永久性缺血組相比，神經壞死數量明顯減少，神經功能損傷程度相對較輕，且有恢復趨勢。神經功能損傷評分與腦梗體積相關性比較，缺血再灌注更為顯著。

席剛明等［28］采用經頸外動脈和頸總動脈阻塞大腦中動脈，以及直接阻塞大腦中動脈三種方法造模。并對3種方法所致大腦中動脈阻塞模型進行神經功能損傷評分和梗死面積測定。發現在3種模型中，第7天神經功能評分和梗死體積均有顯著相關性 (r＞0.7，P ＜0.05)。Xing氏等［29］發現 MCAO模型缺血60 min后，間斷逐漸恢復血流可減輕神經功能損傷評分和梗死體積。

4 神經功能損傷評分的經時變化及與病理損傷的相關性

伴隨阻塞部位病理機制的變化，神經功能評分也會出現變化。Petullo等對 SD大鼠 MCAO+2CCAO模型進行了神經肌肉功能、前庭運動功能、復雜神經功能評價，并持續觀察了11 d。前3天3種功能均逐漸惡化，然后開始稍有恢復，大概在第5天左右逐漸趨于穩定。Grabowski等［27］對自發性高血壓大鼠進行 MCAO造模，并觀察了前肢功能實驗、安非他命致旋轉實驗、感覺運動綜合實驗，其評價持續3個月。與安非他命致旋轉實驗、感覺運動綜合實驗相比，前肢功能實驗評分更為穩定，反應了MCAO所致神經功能缺失。并且前肢功能實驗與梗死體積相關性良好，3個月 r值分別為0.79，0.76，0.77，(P ＜0.001)。說明前肢功能實驗是一種適合長時間觀察腦缺血動物神經功能的方法［24］。

神經功能評分從功能角度反映了腦缺血的病理損傷，而梗死體積和神經元密度等指標評價了腦缺血造成的組織損傷。有些學者對功能和組織兩方面指標間相關性進行了評價。Wahl等［26］利用大腦中動脈電凝法制備大腦中動脈缺血模型，并評價模型的梗死體積和神經功能。他發現缺血造成皮質和尾狀核的大面積缺血。神經功能方面，感覺運動缺失和偏癱表現明顯(P＜0.001)，被動回避實驗顯示其記憶存儲功能也有顯著差異(P＜0.05)。但是open-field實驗和Y迷宮實驗未顯示有顯著差異，神經功能損傷和組織學檢查相關性不明顯。

魏爾清等［21］定量評價總得分與腦梗死體積及海馬CA1區、皮層及皮層下神經元密度的相關系數，分別為 0.635、-0.538、-0.546、-0.719(P ＜0.001);定量測定指標中，爬板角度及其計分與腦梗死體積及皮層下神經元密度的相關性較強;兩種行為學評價總分與腦梗死體積及神經元密度之間的相關性均較為密切。此外，定量評價總分與Petullo S評分及Bederson S評分之間均密切相關。相關系數分別為0.744(n=88，P＜0.001)和0.761(n=50，P ＜0.001)。

隨著目前臨床上對腦梗塞診斷水平的提高，越來越多的輕型中風患者得到診治。所以僅僅以病死率和腦梗體積來評價中風的預后，已經不適合現代要求。神經功能損傷評分作為中風的另外一項終點指標，越來越受到重視。在臨床前研究中，應用一系列神經功能損傷評分對動物模型進行評價，如運動功能、本體感覺、視覺功能等，是判斷藥效的最重要指標之一。評價大腦不同部位的損傷與各種神經功能損傷間的相關性，將成為一個重要的研究方向［30，31］。

5 神經功能評分在中醫藥臨床前研究中的價值

中醫藥在臨床上針對腦梗有顯著作用，特別體現在改善中風患者急性期和恢復期神經功能損傷上［32～35］。針灸療法對于中風后吞咽困難、小便失禁等功能障礙療效肯定［36，37］。中風病是一種嚴重影響患者神經功能和生活質量的疾病，臨床上相比梗死病灶，我們更加關注病人功能的改善。如臨床試驗中經常用到的中風病診斷和療效評定標準中，非常強調神經功能評分的重要性。療效判定標準完全根據神經功能缺損積分和生活能力狀態的改善［38，39］。

與中醫藥在中風病臨床治療上的顯著優勢不相符的是，國內中醫藥治療中風臨床前研究對神經功能評分重視程度不夠。國內治療腦梗塞藥物研究中存在神經功能評價實驗不夠豐富，神經功能評分標準單一，神經功能損傷相關性研究較少等問題。中醫藥走向世界，一方面應盡量選擇國際公認的疾病模型與藥效指標;另一方面結局指標應能夠體現中醫藥的治療特色。所以在中醫藥治療腦梗塞臨床前研究中，我們應更加重視神經功能評分，充分體現中醫藥的優勢。

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The Application of Neurological Deficit Scoring in Cerebral Ischemia Rats

CHENG Fa-feng1，SONG Wen-ting2，GUO Shao-ying1，ZHONG Xiang-gen1，LU Yi1，WANG Qing-guo1
(1.School of Preclinical Medicine，Beijing University of Chinese Medicine，Beijing 100029，China;2.Xiyuan Hospital，China Academy of Chinese Medical Sciences，Beijing 100091，China)

Cerebral ischemia，which have a strong negative impact on patients life quality，is an increasing disease in recent years.During clinical treatment，neurological deficit scoring is an important index of evaluation both on diagnosis and healing effect.While in preclinical research，scoring system has been attached more and more importance since it is one of the major parameter for medicine efficacy evaluation.This article is aimed to introduce several experiments and scoring criteria which are widely used in ischemia research;and conclude that neurological deficit rating system should be highlighted and optimized in experimental study to carry forward advantages of integrated medicine in improving cerebral ischemia.

Cerebral ischemia;Neurological function scoring;Neurological deficit

R332

A

1671-7856(2011)03-0043-06

2010-08-16

10.3969/j.issn.1671.7856.2011.03.011

“重大新藥創制”科技重大專項(No.2009ZX09102-136);國家自然科學基金項目(No.90709051)。

程發峰，(1982-)，男，博士生，主要從事神經藥理學研究。

王慶國，教授，Wangqg8558@sina.com。