浅谈颈椎病动物模型的研究进展

　　颈椎病（cervical spondylosis）是由于颈椎间盘退变、颈椎骨质增生或颈部筋伤等刺激或压迫相邻的神经根、椎动脉、脊髓、交感神经等组织，而引起一系列症状和体征的综合征。本病发生与多种因素有关，长期伏案工作、不良坐姿、长期劳损、颈椎的退行性变等均可成为颈椎病的病因。颈椎病的发病率逐年上升，且发病年龄不断提前，在国内外引起了广泛的重视。理想的颈椎病动物模型是研究颈椎病病因病机的基础，国内外学者对此建立了大量的动物模型。本文就目前常用的颈椎病动物模型，综述如下。
　　1 动物的选择
　　为使建立的颈椎病动物模型与人类的颈椎病具有相似性和可比性，应符合以下要求：①所选动物解剖结构和生理功能尽可能接近人类；②能再现颈椎退行性改变的客观规律；③模型重复性好；④经济易行。高等动物如猿、猴与人的血缘关系比较密切，是颈椎病最理想的动物模型，但考虑到驯养条件严格、伦理问题、周期长等，限制了它们的使用。四肢行走动物如猪、犬、羊等次之，但其实验费用高，对饲养场地存在要求，无法进行大样本研究。而兔、鼠等小型动物，与猿、猴等比较，虽然准确性较差，但从实验费用、周期、取材等方面综合考虑有很大优势，可以进行大样本研究，故目前研究多采用兔和大鼠。
　　2 按临床分型建模
　　2.1 颈 型 颈型颈椎病是最早期的颈椎病，治疗不当可发展为其他型颈椎病。根据流行病学调查，长期低头伏案工作造成的异常应力负荷的人群易得颈椎病。余家阔等根据这一情况，在国内成功建立了第一个颈型颈椎病的动物模型。方法：将家兔固定于特制的蹲坐低头支架上，颈椎处于低头屈曲 45 ，每次2 h，每日2 次，持续12周。罗才贵等按照余家阔的建模方法加以在家兔后颈部敷冰块和冷风刺激，电镜下观察发现家兔后颈部骨骼肌线粒体结构明显破坏。张义等固定家兔于特定的低头位兔盒里，低头 45 ，每次 5 h，每日1 次，固定 16 周，通过电镜下观察胶原纤维超微结构，发现长期异常应力可以使家兔颈后肌肌外膜超微结构发生改变。目前所采用的颈型颈椎病建模方法大都在余家阔建模方法基础上有所改进，但无进一步的进展。此类实验以长期伏案工作的人群为模仿对象，通过测量相关指标，证明了不良姿势、不良生活习惯及长期劳损是颈型颈椎病发病的诱因。
　　2.2 神经根型
　　2.2.1 椎管插线法 窦夏睿等采用椎管插线法对大鼠颈髓背根神经造成持续卡压，建立急性期神经根型颈椎病动物模型，结果发现建模后大鼠患侧机械痛阈明显降低，出现了显著的痛觉过敏现象。方法：大鼠麻醉后，以大鼠最高棘突（T2）为基准，向上取背部正中切口，逐层钝性分离，暴露C6 T2左侧椎弓，轻轻钳开C7左侧锥弓，暴露脊髓，用神经剥离子将脊髓轻推至右侧，再将尼龙渔线轻轻沿脊髓纵轴放至 C7、C8、T1神经根腋下；插线时注意渔线不要过度下压，以免碰破椎静脉丛导致椎管内大量出血；逐层关闭伤口，缝合，术后抗感染 3 d。此法虽简单易行，准确快速，周围神经症状出现迅速，感觉异常的情况维持时间较久；但对动物的局部造成损伤，可能出现严重的出血、神经根、脊髓损害等。
　　2.2.2 单纯机械性压迫 杜思邈等采用硅胶片压迫大鼠颈神经根成功制备神经根型颈椎病模型。方法：大鼠麻醉后，做颈后正中切口，暴露左侧 C6椎板，用止血钳咬除 C6椎板和部分关节突，暴露左侧 C6神经根，将硅胶片置于左侧 C6神经根与硬膜囊交界处的腋下侧。孔微微等用V形钢柱插入大鼠 C6和 C7椎间孔内使颈部背根节造成慢性压迫，成功建模。方法：麻醉大鼠后，在大鼠左侧 C6到 T2的脊柱旁切开，暴露 C6和 C7椎间孔，用直径 5 mm 探针在背侧中线垂直方向和跟背侧的水平线成 60方向，插入 C6和 C7的椎间孔，插入深度为 2 mm；当探针压迫到神经根时，前肢会发生轻微的肌肉收缩；然后将长度为 2 mm，直径为 0.5 mm 光滑的钢柱按照探针的方向插入 C6和C7的椎间孔。
　　2.2.3 机械性压迫和化学性刺激法 张军等以浸有福尔马林的定量滤纸片压迫和刺激大鼠 C6、C7神经根，来模拟颈神经根炎，并通过病理学、行为学、电生理学及放射免疫学等方法证实了模型的成立。方法：将大鼠麻醉后，取后正中切口，暴露棘突及两侧椎板；剪断 C6、C7两侧横突以上椎板，暴露脊髓；用神经剥离子将脊髓推向右侧，显露出左侧 C6、C7神经根，将浸有福尔马林的定量滤纸片放在神经根腋下；止血后逐层缝合并包扎。高曦等成功复制此建模方法。
　　2.2.4 自身增生压迫法 杨大志等建立了一种自身骨性增生造成神经根慢性嵌压损伤的动物模型。方法：将家猫麻醉后，取下颈段后正中切口，显露出右侧 C7、C8神经根及椎间孔内口；用牙髓钻破坏椎间孔周围骨皮质后，将咬除的棘突剪成3 mm10 mm 骨条；在中间处对折呈V形，直视下从椎间孔内口向外沿骨壁嵌于神经根通道内左侧，做正常对照；经影像学、病理学和磁刺激运动诱发电位检测，证实了神经根慢性嵌压损伤的动物模型成功建立。因其做法复杂，建模时间长，限制了其使用。
　　2.3 椎动脉型
　　2.3.1 植骨法 李雷等选用日本大耳白兔，麻醉后取颈前正中纵行切口，显露椎体前方及其横突前方，切除一侧横突间骨翼，分离椎动脉内侧的骨膜；骨膜下分离至椎体后方，将 8 mm 长骨块植入骨膜下间隙；逐层缝合，术后 36 d 成功建模。许多学者按照此建模方法成功复制。该建模方法存在的缺点是横突孔周围植骨的位置难以把握，以及植骨块固定困难，即使局部融合后也很难刺激到椎动脉。
　　2.3.2 结扎法 蔡增林等通过结扎家兔单侧椎动脉直接影响椎基底动脉血供，来建立椎动脉受压的动物模型。方法：家兔麻醉后，常规备皮，消毒铺巾；在第 1 肋缘以上做纵行切口，右颈部肌肉双结扎后切断，分离血管神经找到臂丛；在臂从中仔细分离锁骨下动脉及其分支，其中一分支走向前内侧移行于颈部脊柱旁侧即为椎动脉；以动脉夹夹闭右侧椎动脉， 直接造成脑干缺血。
　　2.3.3 注射法 朱明双等于家兔左侧 C3   5横突侧面注射组织硬化剂 775 注射液（消痔灵），造成单侧椎动脉纤维化阻滞，成功建模。此建模方法被广泛应用。该方法简单、可靠，符合椎动脉型颈椎病的发病机制。
　　2.3.4 力学平衡失调法 张军等根据临床经验及相关理论，并通过外载荷力的作用将家兔下颌骨与肩胛冈分别均分为 3 个点，向左侧旋转颈椎至下颌骨和肩胛接触，用 7 号线将均分的三点缝合，使颈椎失稳；通过椎动脉血流量测定证实了家兔颈椎动力性平衡失调动物模型的建立。这可能是因为长期颈部肌肉平衡失调，刺激了颈部软组织内的交感神经，而导致椎动脉痉挛、椎动脉血流量下降。该建模方法相对简单，易于复制，创伤小，建模成功率高。韩鹏勃等通过切除兔颈椎项韧带、椎板间韧带、棘突和关节突，建立静力性平衡失调动物模型。方法：取新西兰白兔，麻醉后，做颈后正中切口，剥离颈部项韧带并向两侧分开，显露并切除 C2   7棘突，咬除双侧 C2   7的关节突外 1/2 部分，切断椎板间韧带。该建模方法由于损伤了动物颈后部软组织结构，使动物有易于低头倾向，这符合长期低头伏案工作人群易患颈椎病的特点；但棘上韧带及椎板间韧带具有较强的自我修复能力，颈椎很快又会达到新的力学平衡。
　　2.3.5 瘀血注射法 杨松涛等根据中医的瘀血理论，造成动物局部气血受阻。方法：取同种属异体家兔股动脉血与质量分数25%盐水（1 1）混合，并加入肝素钠注射液 0.1 mL 水平震荡摇匀，制为瘀血；将制备好的瘀血 9 mL，分别注入家兔左侧颈夹肌、横突间肌与横突棘肌的肌内与肌间隙；通过经颅多谱勒仪（TCD）动态观察模型发生、发展过程，发现家兔椎动脉供血不足。温国伟复制该动物模型，通过 TCD、眼震电图（ENG）、前庭诱发电位（VsEPs）、前庭血流、神经电生理、椎动脉数字减影血管造影、组织病理等手段验证了该建模法是一种稳定的、成功率比较高的模型。
　　2.4 脊髓型
　　2.4.1 螺钉拧入法 蔡钦林等在国内首先采用植入螺钉压迫法建立模型。方法：经颈前路对兔C4、C5椎体分别置入直径为4 mm的螺钉，每隔2 4周拧进 0.75   1 mm；经 3   4 次手术，成功建立了兔的慢性颈脊髓压迫模型。此法虽相对简单，但实验动物死亡率高。
　　2.4.2 植入物法 龙厚清等采用植入异物背侧压迫大鼠脊髓法成功建模。方法：大鼠麻醉后，充分暴露 C4  C7椎板，切除黄韧带，分离硬脊膜，显微镜下将一块由缓释膜包被的吸水聚氨酯弹性体嵌入 C5、C6椎板下和硬脊膜之间；然后逐层缝合，关闭切口。其他植入物材料还有：聚乙烯 - 聚丙烯酰胺互穿网络水凝胶、硅胶颗粒、显影树脂脊髓压迫钉、可膨胀的螺钉和自体骨等。2.4.3 注射法 戎利民等采用毛豚鼠经颈椎前显露，X 线引导下确认 C4、C5或 C5、C6椎间隙；并将 4 号空心针插入椎间隙距椎体后缘约 0.5 mm处，进针深度约 2   3 mm；将骨形态发生蛋白（BMP）/ 聚乙烯吡咯烷酮（PVP）注入，对颈髓造成慢性恒定的压迫；术后 8 周开始出现脊髓损伤临床表现，表明建模成功。
　　2.4.3 球囊压迫法 此法由 Tarlov首先提出。宗会迁等经山羊颈前路建立渐进性脊髓压迫型。方法：山羊术前禁食 24 h，取颈部左侧切口，暴露左侧 C2、C3椎间孔；将双腔球囊导尿管通过椎间孔向前向上缓慢插入硬膜外腔，直到球囊达C2、C3椎间盘水平；在 CT 扫描定位引导下，尽量使得球囊达颈髓腹侧正中矢状位；导管内注射 0.1 mL生理盐水，CT 扫描确认球囊不漏水后，固定导管；逐层关闭切口，留置剩余导管于体外；再次进行CT 扫描，确认球囊膨胀状态无变化后，抽尽球囊内的生理盐水；术后 10 d 动物行为恢复正常后，经导管注射生理盐水 0.2 mL 使球囊膨胀；随后每日注水 0.02 mL，直到球囊占椎管矢状径的 50％，完成模型制作。此法主要适用于犬、羊、猪等用四肢行走的动物。
　　2.5 交感神经 齐越峰等经颈前路对家兔双侧颈交感神经节给予电刺激，研究颈交感神经受累后出现颈椎性冠心病的发病机制。方法：家兔麻醉后，沿颈前正中做一纵行切口，暴露颈交感节及左颈总动脉，给予双侧颈交感神经节电刺激，测量左心室内压（LVP）、左心室内压最大上升速率（Dp/Dt-max）变化。夏玉军等通过刺激颈交感神经节后，通过激光多普勒血流计测定基底动脉血流量对比基线血流量（股动脉血流量）的变化，证实了颈部交感神经受到刺激，可造成椎基底动脉系统供血不足。
　　3 小结
　　颈椎病的实验动物建模是一项长期的探索性工作。采用建立颈椎病的动物模型来探讨颈椎病的病因或病机以及预防和治疗方法，具有重要的临床意义。同时，也要清楚地认识到动物模型存在的局限性。总结近年来发表的文献来看，有以下几点不足：①缺乏综合模拟的动物模型，疾病的发生是多种因素综合作用而造成的。颈椎病错综复杂的病理生理变化不是单纯一种或二种动物模型可以完全模拟出的，故单一模型是否成立尚需商榷。②实验动物的高死亡率、致残率，尤其是对神经根型、椎动脉型、脊髓型颈椎病的建模。朱明双等采用的注射硬化剂法，实验动物死亡率达 8.6%；蔡钦林等采用的螺丝钉拧入法，实验动物死亡率高达 45%。③手术创伤大，需进行手术的建模法，术中损伤大，可能出现严重的出血、神经根、脊髓损害等；术后并发症多，术后引起感染、老鼠相互撕咬等，往往造成建模失败。总之，现阶段对于颈椎病的建模方法虽然很多，但各有其不足。在以后的实验过程中，进一步研究和建立综合模拟动物模型仍然是努力的目标，期待更为成熟的建模方法的诞生。