创伤性分离症状及其认知研究
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精神分裂症患者认知功能的研究作者:张艳来源:《中国医药科学》2013年第12期[摘要] 精神分裂症患者认知功能的损害是其回归社会的重要影响因素。
认知心理学为认知功能的评估提供了四方面的研究方法和途径。
本综述以认知功能的评估方法为线索,从各种量表测查到返回抑制评定到功能核磁共振成像检查,再到成套的认知评估系统,使认知功能的研究越发有针对性。
对精神分裂症患者认知功能障碍与其性别、病程、用药、阴性症状的关系进行了综述。
慢性精神分裂症患者存在全面的认知功能损害,其认知功能损害无明显性别差异。
使用非典型抗精神病药治疗的精神分裂症患者合并丁螺环酮组的认知功能与安慰剂组比较,仅在注意力方面有改善,且研究组在前3个月改善注意力的优势明显。
精神分裂症患者长期住院治疗比非住院的患者或短时间住院治疗的患者认知损害严重。
目前在治疗精神疾病认知功能损害方面较为新颖的治疗手段是关注5-HT1A受体。
精神分裂症患者阴性症状严重的认知功能损害明显。
[关键词] 信息加工认知心理学;精神分裂症;综述[中图分类号] R749.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-0616(2013)12-35-03信息加工认知心理学[1]认为,在把人看成计算机式的信息加工器的前提下,需要用较为抽象的分析原则研究人的认知过程,而不能企图靠了解人的行动赖以发生的生理机制去达到目的。
具体做法大体有4种。
(1)从外部行为观察入手;(2)采用被试的“自我观察”法;(3)用反应时作为客观指标;(4)计算机模拟。
认知损害是精神分裂症的核心症状[2],并且可能是影响精神分裂症预后的最重要的决定性的结果。
1 临床对精神分裂症患者的认知功能的研究有以下几个方面介勇选用威斯康星卡片分类测验(WCST)、韦氏记忆量表(WMS)等神经心理测验与事件相关电位P300相结合进行认知功能进行检测,评估慢性精神分裂症患者的认知功能情况,探讨其是否存在性别差异。
得到结论[3]慢性精神分裂症患者存在全面的认知功能损害,其认知功能损害无明显性别差异。
精神障碍诊疗规范(2020 年版)-分离性神经症状障碍一、概述分离性神经症状障碍( dissociative neurological symptom disorder)是一组以运动障碍、感觉障碍、抽搐、木僵等为主要临床特征的精神障碍。
但其症状与神经解剖特征或生理功能不相符。
这些症状一般不会在另一种分离障碍(如分离性身份障碍)中出现。
此类患者多就诊于综合医院神经科、五官科、急诊科、康复科等非精神科部门,但常没有提供合适的诊疗。
如果没有得到及时、充分的治疗,分离性神经症状会持续多年。
应激或内心冲突、人际冲突容易激发分离性神经症状,但并非所有患者都有明显的、现实的心理应激或创伤,一部分慢性疼痛、外伤患者也可出现上述症状。
因此,ICD-11 不再强调个体心理社会因素与症状的因果关系。
分离性神经症状障碍多发生于女性,男女比例为 1:2~1:5。
患者可以在各年龄段发病。
分离性神经症状障碍常与躯体疾病、其他精神障碍共病。
二、临床特征与评估(一)临床特征分离性神经症状障碍的临床表现复杂多样,症状在被观察或关注时常加重。
患者也可能伴随焦虑、抑郁情绪,对症状的焦虑增加时,症状也趋于加重。
以下常见类型可以单独或合并出现。
1.运动障碍(1)肢体瘫痪:可表现单个肌群、单侧肢体瘫痪、截瘫或偏瘫,伴有肌张力增高或降低。
肌张力增高者常固定于某种姿势,被动活动时出现明显抵抗。
慢性患者可有肢体挛缩或呈现废用性肌萎缩。
检查不能发现相应的神经系统损害证据。
例如,对下肢瘫痪患者,令其在卧位做健侧腿抬举动作,患侧会相应用力下压,可以此与器质性偏瘫相鉴别。
(2)肢体异常运动:表现多样,常见表现包括:①肢体粗大震颤或不规则抽动,类似舞蹈样动作,但缺乏舞蹈病、抽动障碍的特征;②与情感爆发相应的手足乱舞或四肢挺直,可有扯头发、揪衣服、捶胸、打脸、撞头、发怪声,可以伴有恍惚障碍;③起立不能、步态障碍:患者上肢可有粗大震颤,剧烈摇动;下肢在卧、立位时运动正常,但不能站立,起身需要他人支撑,否则向一边倾倒,但通常不会跌倒;不能起步行走,或行走时双足并拢,或呈摇摆步态,呈严重共济失调。
对创伤后应激障碍的理论解释与治疗创伤后应激障碍(Post Traumatic Stress Disorder),指对创伤等严重应激因素的一种异常精神反应。
是指突发性、威胁性或灾难性生活事件导致个体延迟出现和长期持续存在的精神障碍,其临床表现以再度体验。
研究者们提出了许多理论对PTSD 进行解释,如生物学理论、心理学理论。
心理学理论又包括心理动力学理论、学习理论和认知理论等。
一、生物学理论目前对PTSD生物学理论的研究热点是明确PTSD的易感因素和相关的神经生物学机制。
其易感因素可大致分为:创伤前因素主要包括性别、精神病家族史、既往重大精神创伤史等;围创伤期因素主要包括创伤的性质和严重程度、持续时间,个体的分离症状等;创伤后因素主要包括应付方式、社会支持和早期干预等。
1、神经内分泌许多研究证实,PTSD存在下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴)的紊乱。
(1)PTSD患者的脑脊液促肾上腺释放因子(CRF)含量明显高于正常对照组。
而CRF是调节应激所致内分泌、自分泌以及行为反应的最重要的神经调质之一,可以抑制过度的应激反应,对机体起着保护作用。
(2)反复应激可导致外周皮质醇升高,由此推测海马体积的萎缩与大脑持续性皮质醇激素水平升高有关。
(3)PTSD的外周皮质醇主要为日间低限低于正常,而高限与正常组无异,总体表现为日间波动范围更大。
推测PTSD首先存在HPA轴的过度激活,由于负反馈作用,最终表现HPA轴的过度抑制,所以许多PTSD患者的CRF增高,而外周皮质醇激素水平降低。
其它依据包括:ACTH对CRF的反应迟钝;外周血淋巴细胞皮质醇受体的敏感性增高等。
创伤急性期的低可的松水平可以预测PTSD的发生。
2、神经生化(1)PTSD存在明显的高警觉症状如失眠、容易受到惊吓等,推测PTSD存在儿茶酚胺方面的异常。
(2)PTSD的24小时尿去甲肾上腺素(NE)、肾上腺素排泄量的明显增加,血小板α2-肾上腺能代偿性下调等都表明NE的确参与了PTSD高警觉症状的形成和维持。
生物技术进展2019年㊀第9卷㊀第1期㊀6~12CurrentBiotechnology㊀ISSN2095 ̄2341进展评述Reviews㊀收稿日期:2018 ̄05 ̄14ꎻ接受日期:2018 ̄08 ̄20㊀基金项目:国家自然科学基金项目(31500828)ꎻ北京市博士后工作经费资助项目(2017 ̄ZZ ̄019)资助ꎮ㊀作者简介:赵清辉ꎬ博士研究生ꎬ研究方向为神经生物学ꎮE ̄mail:1178968651@qq.comꎮ∗通信作者:谢飞ꎬ助理研究员ꎬ研究方向为生物医学工程ꎮE ̄mail:xiefei990815@bjut.edu.cnꎻ马雪梅ꎬ研究员ꎬ研究方向为生物医学工程ꎮE ̄mail:xmma@bjut.edu.cn创伤性脑损伤模型研究进展赵清辉ꎬ㊀琚芳迪ꎬ㊀苏泽华ꎬ㊀罗秋丽ꎬ㊀仪㊀杨ꎬ㊀张晓康ꎬ㊀张㊀鑫ꎬ㊀谢㊀飞∗ꎬ㊀马雪梅∗北京工业大学生命科学与生物工程学院ꎬ北京100124摘㊀要:创伤性脑损伤(traumaticbraininjuryꎬTBI)不仅发病率和死亡率较高ꎬ而且也会导致其幸存者的认知活动和感觉运动功能产生不同程度的障碍ꎮ建立合理的TBI模型有助于理解TBI病理生理机制并探索其治疗方案ꎮ许多创伤性脑损伤动物模型(属体内模型ꎬinvivoTBImodel)已被用来复制人类各种创伤性脑损伤ꎬ遗憾的是ꎬ在动物实验中具有神经保护作用的治疗方案在临床研究中大多无效ꎮ由于体外培养的细胞未掺杂体内复杂的影响因素ꎬ各种创伤性脑损伤体外模型(invitroTBImodel)被逐步建立起来ꎮ根据致伤方式的不同ꎬ可将常用的体内动物模型和体外细胞模型分为机械作用力损伤模型㊁压力损伤模型㊁爆炸伤模型㊁反复性轻度损伤模型ꎮ对上述常用TBI模型的特点进行了综述和比较分析ꎬ以期为寻找在临床上具有神经保护效果的策略提供帮助ꎮ关键词:创伤性脑损伤ꎻ体内模型ꎻ体外模型ꎻ动物模型ꎻ细胞模型DOI:10.19586/j.2095 ̄2341.2018.0067ProgressonModelsofTraumaticBrainInjuryZHAOQinghuiꎬJUFangdiꎬSUZehuaꎬLUOQiuliꎬYIYangꎬZHANGXiaokangꎬZHANGXinꎬXIEFei∗ꎬMAXuemei∗CollegeofLifeScienceandBioengineeringꎬBeijingUniversityofTechnologyꎬBeijing100124ꎬChinaAbstract:Traumaticbraininjury(TBI)notonlyhashighermorbidityandmortalityꎬbutalsoleadstovaryingdegreesofimpairmentincognitiveactivitiesandsensorimotorfunctionsofitssurvivors.EstablishingareasonableTBImodelhelpstounderstandthepathophysiologyofTBIandexploreitstreatmentstrategies.Manyanimalmodelsoftraumaticbraininjury(belongtoinvivoTBImodels)havealreadybeenusedtoreplicatevarioustraumaticbraininjuriesinhuman.Unfortunatelyꎬmostofthetherapeuticregimenswithneuroprotectiveeffectsinanimalexperimentsprovedtobeineffectiveinclinicalstudies.Sincecellsculturedinvitroarenotadulteratedwithcomplexfactorswhichexitinvivoꎬinvitromodelsofvarioustraumaticbraininjurieshavebeensetupprogressively.Accordingtodifferenttypesofinjuryꎬthecommon ̄usedinvivoanimalmodelsandinvitrocellmodelsaredividedintophysicalinjurymodelꎬpressureinjurymodelꎬblast ̄inducedinjurymodelandrepeatedmildinjurymodel.Thecharacteristicsoftheabovecommon ̄usedTBImodelsweresummarizedandcomparativelyanalyzedinordertohelpforthesearchofclinicalstrategieswithneuroprotectiveeffects.Keywords:traumaticbraininjuryꎻinvivomodelꎻinvitromodelꎻanimalmodelꎻcellmodel㊀㊀创伤性脑损伤(traumaticbraininjuryꎬTBI)是世界范围内的严重问题ꎮ每年ꎬ全世界大约有1000万人遭受创伤性脑损伤ꎬ并且相当多的患者会因此暂时或永久残疾㊁甚至死亡ꎮ有研究预测ꎬ到2020年ꎬTBI将成为全球负担最重的第三大疾病[1~5]ꎮ此外ꎬTBI被证实与癫痫㊁阿尔兹海默病㊁帕金森病㊁慢性神经炎等疾病密切相关[6~9]ꎮ为了寻找合理的TBI治疗方案ꎬ研究人员建立了许多体内动物模型和体外细胞模型ꎬ用于研究TBI的病理生理机制ꎮ鉴于临床上TBI发生情况. All Rights Reserved.各异ꎬ研究人员建立了不同类别的动物模型来复制不同类型的创伤性脑损伤ꎬ虽然较大的动物在尺寸上和生理上与人类更为接近ꎬ但由于啮齿类动物具有体积小㊁成本低㊁容易量化等特点ꎬ目前被广泛应用于TBI动物模型的建立[10ꎬ11]ꎮ早期的TBI动物模型主要模拟了脑损伤的生物力学变化ꎬ近年来创建的动物模型还可用于研究由头部创伤引发的分子相互作用机制以及分子级联反应[11ꎬ12]ꎮ同样的ꎬ体外TBI模型也是研究TBI病理生理机制的重要工具ꎬ其优势在于能够减少体内复杂因素的干扰ꎬ从而更准确地反映由机械损伤引起的细胞㊁组织的生物学变化ꎮ此外ꎬ与体内模型相比ꎬ体外模型具有重复性好㊁可控性好㊁实验成本较低㊁伦理问题较少等优势ꎮ根据致伤方式的不同ꎬ常用的TBI模型可分为机械作用力损伤模型㊁压力损伤模型㊁爆炸伤模型㊁反复性轻度损伤模型ꎮ本文对上述常用模型进行了综述和比较分析ꎬ以期为寻找在临床上具有神经保护效果的治疗方案提供帮助ꎮ1㊀机械作用力损伤模型1.1㊀机械作用力损伤TBI动物模型机械作用力损伤TBI动物模型常用的有自由落体打击(weight ̄dropꎬWD)模型和控制性皮层冲击损伤(controlledcorticalimpactꎬCCI)模型ꎮWD是一种常用的造模方法ꎬ通过重物自由下落打击硬脑膜或者颅骨造成脑损伤ꎬ通常采用一根导管来引导重物自由下落ꎬ通过重物的重量和下落的高度来控制损伤程度[10ꎬ11ꎬ13]ꎮFeeneyWD模型是通过直接打击硬脑膜造成脑皮质挫伤ꎬ并通过调节撞击头的重量和自由下落的高度来建立轻度㊁中度㊁重度脑损伤模型ꎬ主要用于模拟脑震荡和脑挫裂伤[14~18]ꎮMarmarouWD模型在Feeney模型的基础上做了2个方面的改进:①将麻醉大鼠固定在海绵平台上ꎬ既可确保外力的瞬时性ꎬ也可在打击后通过抽出海绵平台ꎬ避免二次打击ꎻ②在顶部正中放置1个直径1cm㊁厚0.3cm的金属片以确保外力作用的弥散性ꎬ主要用于模拟弥漫性脑损伤ꎮ此模型的优点是方法简单㊁条件易于控制等ꎻ缺点是致死率较高ꎮCCI模型是通过高速运动的空气所产生的冲击力带动金属撞击头直接打击暴露的硬脑膜ꎬ造成一定程度的脑损伤ꎮ其主要用于复制TBI后皮质组织缺失㊁急性硬膜下血肿㊁轴索损伤㊁脑震荡㊁血脑屏障(blood ̄brainbarrierꎬBBB)功能障碍甚至昏迷等症状ꎮ该模型可以通过调节撞击停留时间㊁撞击速度㊁打击深度来控制损伤程度[19~21]ꎮ与MarmarouWD模型相比ꎬCCI模型改善了机械因素ꎬ极大降低了模型致死率ꎻ还可通过脑立体定位仪对颅脑打击位置精准定位ꎬ打击力度更为精确ꎻ同时ꎬ撞击后ꎬ撞击头自动迅速回收ꎬ避免了因挤压造成的损伤或因重物反弹造成的二次损伤[11ꎬ22ꎬ23]ꎮ总之ꎬCCI模型致伤准确㊁重复性好㊁稳定性高ꎬ使TBI生物力学的研究更为有效ꎮ1.2㊀机械作用力损伤TBI细胞模型机械作用力损伤TBI细胞模型主要包括机械横断体外细胞模型(celltransectioninjury)和牵张损伤体外细胞模型(cellstretchinjury)ꎮ机械横断体外细胞模型是采用塑料细针㊁刀片或激光将附着在培养皿上的神经细胞突起与胞体离断ꎬ用于模拟穿刺伤㊁穿透性颅骨骨折以及TBI后各种脑组织病变ꎮFaden等[24]采用1个由28个不锈钢叶片连接的冲击装置ꎬ对培养的大鼠皮层神经元细胞诱导机械损伤ꎬ切割装置在96孔组织培养板的细胞层中做均匀切割ꎬ间距为1.2mmꎻ24h后通过检测乳酸脱氢酶(lactatedehydro ̄genaseꎬLDH)释放量来测定细胞活力ꎮ结果显示ꎬ切割装置直接导致叶片下的细胞死亡ꎬ24h内ꎬ伤口周围的神经细胞逐渐死亡ꎮ随后ꎬ研究人员对模型进行改进ꎬ直接省去冲击装置ꎬ采用更为简单的黄色枪头(直径1.5mm)和白色枪头(直径1mm)机械性划割培养的大鼠皮层神经元细胞ꎬ根据划伤面积的不同来建立不同程度的损伤模型[25ꎬ26]ꎮ该模型无需特殊设备条件ꎬ操作简便ꎬ是一种简单有效的体外模型ꎻ而其不足是机械损伤参数无严格的标准ꎬ损伤严重程度仅以损伤细胞数目分级ꎮ牵张损伤体外细胞模型是通过改变细胞形态造成细胞不同程度的伸展牵张ꎬ目的主要是为了研究TBI的生物力学效应ꎮ其中应用较为广泛的模型是通过压缩气体使夹持的圆形板变形ꎬ圆形板上贴壁的神经细胞也随之变形ꎬ根据施加的压力大小不同造成轻度㊁中度和重度损伤[27~29]ꎮ此模型的缺点:在较高的变形速率下ꎬ圆形板易造成不均匀变形ꎻ由于细胞需粘附在基材上ꎬ细胞的粘7赵清辉ꎬ等:创伤性脑损伤模型研究进展. All Rights Reserved.附性形变的验证就十分重要ꎮ另一种得到广泛应用的是采用微流体装置建立模型ꎬ通过向柔性聚二甲基硅氧烷(polydimeth ̄ylsiloxaneꎬPDMS)膜下方的气动通道施加气体压力ꎬ造成PDMS膜形变进而引起轴突拉伸损伤[30]ꎮ采用微流体装置模型的优势是可以检测损伤对神经细胞特定部分的影响ꎬ即可对神经细胞特定的区域(如胞体㊁轴突)进行精确损伤ꎻ而其不足之处是需要笨重的气动装置ꎬ设备仪器较为复杂[31]ꎮ2㊀压力损伤模型2.1㊀压力操作TBI动物模型压力损伤TBI动物模型主要包括液压冲击伤(fluidpercussioninjuryꎬFPI)模型和穿透性脑损伤(penetratingballistic ̄likebraininjuryꎬPBBI)模型ꎮFPI模型是通过向颅腔内快速注入一定量的生理盐水造成脑组织的变形和移位ꎬ从而导致脑损伤ꎬ损伤程度取决于压力脉冲的强度ꎮFPI模型可以复制人类TBI后颅内出血㊁脑肿胀和渐进性灰质损害等病理生理特点ꎬ主要用于复制临床无颅骨骨折的TBI[32~37]ꎮ根据颅骨钻孔位置的不同ꎬFPI模型可以分为中央(矢状缝上)FPI模型㊁矢状窦旁(距中线<3.5mm)FPI模型和侧方(距中线>3.5mm)FPI(lateralfluidpercussionin ̄juryꎬLFPI)模型ꎮ早期的FPI模型主要是通过控制钟摆下落的高度这一单一变量来控制损伤程度ꎮ为了提高可重复性ꎬKabadi等[38]开发了一种微处理器控制的气动装置ꎬ采用这种新型设备ꎬ冲击压力和停留时间均可得到精确控制以减少试验之间的差异ꎮLFPI模型产生的认知功能障碍㊁神经行为障碍等是临床上TBI患者常见的症状ꎮ但是由于造成脑干损伤ꎬ呼吸暂停时间延长ꎬFPI模型与其他模型相比具有较高的致死率ꎮ因此ꎬ大鼠LFPI模型中开颅手术部位的选择确定对损伤程度至关重要ꎬ建模时要精确控制开颅手术的位置ꎬ以提高模型的可靠性和重复性ꎮ另一种模拟颅内压升高的模型是PBBI模型ꎬ其由高能量弹头和冲击波造成ꎬ这种冲击波在大脑中产生了数倍于弹丸本身尺寸的临时腔ꎬ而其损伤程度取决于弹射的路径和能量转移的程度ꎮ目前ꎬ已开发出多种新的PBBI啮齿动物模型ꎮDavis等[39]将PBBI探针经由骨窗进入大脑右半球ꎬ进针深度为1.2cmꎬ由计算机程序控制ꎬ向探针内充水ꎬ使探针弹性头膨胀ꎬ产生1个椭圆形的水球ꎬ体积等于大脑体积的10%ꎬ球囊放水后ꎬ探头缩回ꎬ从而建立PBBI模型ꎮ大鼠PBBI模型会造成白质和灰质损伤㊁脑水肿㊁癫痫㊁皮层扩散㊁神经胶质细胞增生㊁神经炎症等ꎬ还会体现出由此造成的感觉障碍以及认知功能障碍的症状ꎮ与其他TBI模型相比ꎬ由于PBBI模型损伤的渗透性及其形成的暂时性腔ꎬ其在整个原发病灶中会引起广泛的脑内出血[11ꎬ40]ꎮ正是PBBI模型所具有的特点ꎬ使其对研究中度或重度颅脑损伤的机制具有重要意义ꎮ2.2㊀压力损伤TBI细胞模型压力损伤TBI细胞模型包括加压损伤(com ̄pressioninjury)神经细胞模型和负压引流损伤(vacuumassistedinjury)神经细胞模型ꎮ加压损伤神经细胞模型即通过向体外培养的细胞施加一定的压力从而造成细胞损伤ꎬ主要用于复制闭合性脑损伤或FPI模型ꎮ但为了获得细胞反应ꎬ增加的压力需远超过TBI期间发生的水平ꎮ在培养基产生的静水压力条件下ꎬ脑部变形可能非常小ꎬ因为脑组织几乎是不可压缩的ꎬ因此ꎬ需要更高的压力(15个大气压左右)才能造成损伤ꎮ陈翰博[41]将星形胶质细胞的培养盒与加压器连接并密封ꎬ注入氮氧混合气体ꎬ分别给予不同大小的压力ꎬ结果显示加压后细胞体积增大㊁水肿明显ꎬ且随着压力的增加ꎬ水肿更为明显ꎮ加压损伤模型与TBI后临床病理生理相似ꎬ且方法简单㊁条件易于控制ꎬ可通过调整压力值来控制损伤程度ꎬ主要用于中枢神经系统(centralnervoussys ̄temꎬCNS)中神经细胞机械性损伤的研究ꎬ也适用于TBI后各神经细胞继发性损伤的研究[42~44]ꎮ负压引流损伤神经细胞模型是通过使用微流控装置和实验室真空来损伤轴突ꎮ一旦轴突生长至相邻隔室ꎬ采用巴斯德吸管在第二隔室入口真空抽吸ꎬ在第二隔室产生一个气泡ꎬ此气泡会对第二隔室的轴突产生剪切力ꎬ造成轴突损伤ꎮ因此ꎬ该装置会导致轴突损伤且不影响胞体ꎬ这种损伤方法随后被用于筛选潜在的轴突再生的治疗ꎮ基于微流体和真空的损伤机制也可用于模拟和表征急性轴索变性(acuteaxonaldegenerationꎬ8生物技术进展CurrentBiotechnology. All Rights Reserved.AAD)[31]ꎮZhou等[45]使用微流体真空吸入损伤模型来研究损伤后观察到的成熟轴突再生减少的途径ꎮ在成熟轴突中ꎬ线粒体锚定蛋白(mitochon ̄dria ̄anchoringproteinsyntaphilin)SNPH阻碍线粒体运输ꎬ从而在损伤部位产生能量缺陷ꎮ通过敲除SNPH基因增强线粒体运输ꎬ通过增加线粒体转运和维持受损轴突的ATP供应促进了损伤后的轴突再生ꎮ因此ꎬ真空吸入损伤模型可以表征线粒体运输以及受损轴突的能量供应ꎬ并且能够为轴突再生提供新的治疗策略[31]ꎮ此模型的不足之处在于需要互相连接的隔室之间的高流体阻力以限制对特定神经元区域的伤害ꎮ该阻力通常由微流体装置中的微槽提供ꎬ因此ꎬ必须仔细调整真空的持续时间和强度以减少对非特定区域的损害ꎮ3㊀爆炸伤模型颅脑爆炸伤主要指的是由爆炸冲击波和投射物造成的颅脑损伤(blast ̄inducedtraumaticbraininjuryꎬbTBI)ꎬ是现代战争中的主要伤型ꎮ国内外学者针对bTBI建立了各种各样的模型ꎬ其中常用的有自由场爆炸模型㊁爆炸管模型㊁小型爆炸源模型㊁以及高级爆炸模拟器(advancedblastsimulatorꎬABS)模型[46~49]ꎮABS模型无需使用炸药ꎬ而是以压缩气体作为动力ꎮ其结构为一圆柱形管ꎬ中间采用一种特殊材质的薄膜将圆柱形管分割为2个室ꎬ分别为加压区和测试区ꎬ当加压区气压上升到一定程度击破隔膜所产生的冲击波ꎬ会对放置于测试区的动物头部造成损伤ꎮRodriguez等[49]采用的激波管待测区长度为2m㊁加压区长度为2.54m㊁隔膜厚度为0.4mmꎬ将大鼠头部放于激波管待测区ꎬ通过将空气加压至1230kPa左右冲破隔膜产生冲击波ꎬ造成大鼠头部损伤ꎬ从而建立bTBI动物模型ꎮABS模型是目前bTBI研究领域中应用最多的模型ꎬ其优点主要是安全性高㊁可在室内操作ꎬ从而降低了外界的干扰ꎻ且可通过调节隔膜的材料ꎬ产生不同大小的冲击波[36ꎬ50~52]ꎮ但需要注意的是ꎬABS模型也有其自身的重要缺点:①气体驱动冲击波的物理特性可能不同于爆炸冲击波ꎻ②隔膜碎片可能对受试对象产生影响ꎻ③管出口附近产生的射流效应可能对受试对象产生影响[46]ꎮ同样的ꎬ将培养的神经细胞以及脑组织切片放在激波管待测区ꎬ则可建立bTBI体外模型ꎮCampos ̄Pires等[53]将小鼠海马脑片细胞面向激波管ꎬ分别采用不同冲击压力来建立创伤模型ꎬ并利用碘化丙啶(propidiumiodideꎬPI)染色法检测细胞死亡水平ꎮ结果表明ꎬ爆炸伤的损伤程度随冲击压峰值和冲击波的增加而增加ꎬ且冲击波诱导的细胞死亡方式主要是细胞凋亡ꎮ4㊀反复性轻度损伤模型反复性轻度创伤性脑损伤(repeatedmildtraumaticbraininjury)模型通常发生在需接触的运动(拳击㊁篮球㊁足球㊁橄榄球)及家暴等情况中[11ꎬ54]ꎮ越来越多的证据表明ꎬ反复脑震荡会导致行为异常和病理改变ꎮ目前已建立了多种反复性轻度创伤性脑损伤模型ꎬ如CCI模型㊁WD模型㊁FPI模型㊁Blast ̄TBI模型㊁cellstretchinjury模型[37ꎬ55~58]ꎮ研究表明ꎬ短时间内反复轻度TBI可以造成弥漫性轴索损伤和慢性神经炎ꎬ而这些病理生理现象与阿尔兹海默病㊁帕金森综合症等神经退行性疾病密切相关ꎮ由于轻度脑损伤往往被人们忽略ꎬ但反复性轻度创伤性脑损伤可能是灾难性或致命性的ꎬ因此ꎬ反复性轻度创伤性脑损伤模型对TBI后神经退行性疾病的研究具有重要意义ꎮ综上所述ꎬTBI模型的建立为研究相关发病机制㊁开发有效治疗方案奠定了基础ꎮ现将各模型的特点做一总结ꎬ具体见表1ꎮ5㊀展望尽管利用TBI模型开展脑损伤研究已取得了一定进展ꎬ但仍存在一些难以克服的不足ꎮ常用的TBI模型动物(特别是啮齿类动物)的大脑与人脑在生理学上存在一定程度的相似性ꎬ但在脑结构和功能方面仍存在显著差异ꎬ如在脑几何形状㊁颅角度㊁回旋复杂性㊁灰质与白质灰分比例等方面均存在差异ꎬ这对TBI模型的建立会产生不良影响[11ꎬ33]ꎮ许多TBI模型的研究并未严格测量TBI前后的生理变量ꎬ包括CO2分压㊁O2分压㊁pH㊁血压和脑温等ꎬ而这些变量在确定机体对损伤和治疗的病理生理反应中非常重要ꎮ此外ꎬ年9赵清辉ꎬ等:创伤性脑损伤模型研究进展. All Rights Reserved.表1㊀常用TBI动物模型及细胞模型的特点Table1㊀Characteristicsofcommon ̄usedTBIanimalandcellmodels.类别致伤类型局限性优势机械损伤动物模型细胞模型FeeneyWD[11ꎬ14~18ꎬ59]脑皮质挫伤ꎬ脑震荡需开骨窗ꎬ致死率高方法简单ꎬ条件易控MarmarouWD[10ꎬ11ꎬ13]弥漫性损伤ꎬ轴索损伤致死率高方法简单ꎬ条件易控CCI[19~23ꎬ37ꎬ55]脑皮质缺失ꎬ脑震荡设备昂贵㊁需开骨窗重复性好ꎬ致伤准确牵张损伤体外细胞模型[24~26]轴索损伤以及穿刺伤需标准化不需特殊设备仪器条件机械横断体外细胞模型[28~31ꎬ60ꎬ61]神经细胞的轴索损伤仪器复杂㊁设备昂贵细胞特定区域精确损伤压力损伤动物模型细胞模型FPI[32~38ꎬ57]颅内出血以及脑肿胀致伤机制与临床不同重复性好㊁稳定性高PBBI[11ꎬ39ꎬ40]颅内出血及颅内压升高需标准化以及特殊设备致伤与临床类似加压损伤精神细胞模型[41ꎬ43ꎬ44]复制颅内压升高需控压装置方法简单ꎬ条件易控负压引流损伤神经细胞模型[31ꎬ45]神经细胞的轴索损伤压力控制需精细化致伤准确ꎬ方法简单爆炸伤blast ̄TBI[46~51]爆炸冲击波损伤特殊设备ꎬ射流效应致伤与战创伤类似ABS[52ꎬ53]爆炸冲击波损伤隔膜碎片影响可室内操作ꎬ安全性高重复性轻度损伤[37ꎬ55~58]弥漫性脑损伤需标准化致伤与临床类似龄㊁性别㊁物种对TBI结果也会产生影响[2ꎬ4ꎬ5ꎬ62~64]ꎬ需多加研究ꎮ而TBI体外模型的局限性主要表现在组织细胞可能在离体后产生有害的应激反应ꎻ其次ꎬ组织细胞在取材的过程中已经受到损伤ꎬ这在一定程度上可能对组织的实验性损伤产生影响ꎮTBI体外模型需要重点解决的问题是减少细胞外环境(如血液㊁活化的巨噬细胞等)对神经细胞的影响ꎬ以及降低组织细胞在取材过程中造成的损伤[60ꎬ65ꎬ66]ꎮ有时ꎬ基于体内模型与体外模型的研究会产生相互矛盾的结果ꎬ但这并不意味着体外模型检测结果不准确ꎬ可能与环境(如炎症反应㊁温度调节㊁氧合和局部离子浓度)的差异有密切关系[11ꎬ47ꎬ59ꎬ61ꎬ65ꎬ67]ꎮ利用2种TBI模型进行研究各有利弊ꎬ因此ꎬ在研究一种新的治疗手段或药物时ꎬ应联合应用不同类型的TBI体内㊁体外模型ꎬ以模拟在损伤期间引起的不同病理生物学反应ꎬ采用这种交叉验证的方式ꎬ可使实验结果更为真实㊁可靠ꎬ减少假阳性结果的产生ꎮ参㊀考㊀文㊀献[1]㊀RuffRLꎬRiechersRG.Effectivetreatmentoftraumaticbraininjury:Learningfromexperience[J].J.Am.Med.Assoc.ꎬ2012ꎬ308(19):2032-2033.[2]㊀HyderAAꎬWunderlichCAꎬPuvanachandraPꎬetal..Theimpactoftraumaticbraininjuries:Aglobalperspective[J].NeuroRehabilitationꎬ2007ꎬ22(5):341-353. 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