拉科酰胺对骨关节炎大鼠疼痛行为学的影响

吕志排 曹静 王举 刘琼丽

(1.郑州大学第三附属医院 麻醉科 河南 郑州 450052； 2.郑州大学第三附属医院 病理科 河南 郑州 450052)

拉科酰胺对骨关节炎大鼠疼痛行为学的影响

吕志排1曹静2王举1刘琼丽1

(1.郑州大学第三附属医院 麻醉科 河南 郑州 450052； 2.郑州大学第三附属医院 病理科 河南 郑州 450052)

目的 研究LCM 对骨关节炎(OA)模型大鼠疼痛行为的影响。方法 所有大鼠用3% 异氟醚和氧气麻醉，用碘伏消毒左侧膝盖。FCA-OA组(n=10)用微量注射器(BD Microfine，USA)通过髌下韧带注射完全弗氏佐剂(FCA 1 mg/ml，Mycobacterium tuberculosis, Sigma, UK)150 μl到膝关节内。对照组(n=15)注射同体积的生理盐水。大鼠苏醒后，安放回动物房给予充足的水和食物。在第14天OA大鼠疼痛行为学稳定的时候，两组大鼠同时鞘内给予LCM，给药前后测试大鼠机械阈值，热疼痛阈值，冷疼痛阈值。结果 POD14的OA组大鼠机械阈值降低，热疼痛缩爪潜伏期增高，冷疼痛缩爪频率增高；与OA组大鼠给药前比，LCM后机械阈值增高，热疼痛缩爪潜伏期增高，冷疼痛阈值缩爪频率降低。结论 动物研究证明鞘内注射LCM能够翻转OA大鼠的机械、热、冷阈值，减轻OA大鼠的疼痛。

骨关节炎；钠离子通道；拉科酰胺

骨关节炎(osteoarthritis，OA)是中老年人最普遍的退行性关节疾病，它是我国最大的医疗负担之一[1]。目前国人的肥胖趋势有所增强(超重是OA发生的一个高危因素)，OA 的社会经济成本有可能会更高[2]。OA 的临床表现主要是疼痛关节周围和受影响关节较远地区(牵涉痛/继发性痛觉过敏)[3]。当前的镇痛疗法包括对乙酰氨基酚、非甾体类抗炎药、阿片类药物、类固醇组合，但并不理想[4]。因此，为满足临床需要，进一步了解OA疼痛状态的病理机制具有重大的临床意义。事实上，非选择性电压门控钠通道(voltage-gated sodium channel，VGSC)受体阻滞剂利多卡因关节腔内注射已被证明可以缓解OA患者疼痛[5]。拉科酰胺(Lacosamide，LCM)是抗惊厥药物，可治疗部分性癫痫发作。尽管在Ⅲ期临床试验中，治疗带状疱疹后遗神经性疼痛(PHN)以失败告终[6]，但是LCM 治疗 OA 疼痛以及其他类型的慢性疼痛 (包括非带状疱疹后遗神经性疼痛)的潜力仍然存在。

1 资料和方法

1.1 模型构建以及给药 SD大鼠(郑州大学动物中心)，体质量 180 ～220 g。OA组大鼠：所有大鼠用3% 异氟醚和氧气麻醉后，用碘伏消毒左侧膝盖。FCA-OA组(OA组，n=10)用微量注射器(BD Microfine，USA)通过髌下韧带注射FCA(1 mg/ml，Mycobacterium tuberculosis，Sigma，UK) 150 μl到膝关节内。对照组 (sham 组，n=10) 髌下韧带注射同体积的无菌生理盐水。大鼠苏醒后安放回动物房给予充足的水和食物。第14 天分别在两组大鼠颈背部皮下注射LCM(30 mg/kg)。

1.2 疼痛阈值检测 动物模型诱导和行为测试前至少要把动物放置在测试环境中30 min，使其习惯陌生的环境。第14 天在给予LCM(30 mg/kg)前以及1 h后，进行疼痛超敏反应评估。测试人员要固定，且不知道分组和给药情况，每天的疼痛行为学测试都在固定的时间点，以减少误差。机械阈值测定：用One-Fery丝(0.4、0.6、1、2、4、6、8、15 g)测定每只大鼠左右后肢疼痛阈值，用力直到纤维丝弯曲成S形。1只大鼠测定5次。冷阈值测定：滴1滴丙酮到大鼠的左侧足底[7]，记录大鼠出现抬足、舔爪行为的次数，每只大鼠测试5次，取平均值。热疼痛阈值测定：在所有测试之前，大鼠需要在测试环境中至少提前放置30 min，以减少其习惯性探索行为。热疼痛阈值测定方法[8]：把辐射热源4 μm口径对着测试大鼠后脚中间部位正下方，激活辐射热源后，到动物测试部位，因达到最大耐受值时会做出“缩足”动作，仪器可自动检测该动作发生的时间，分辨率为 0.1 s。在对热辐射刺激没有反应的情况下，防止组织损伤的截止时间是 20 s。记录每一次大鼠后足撤离的延迟时间(Paw Withdrawal Latency，PWL)，平均每只大鼠测试5次，每次间隔5 min，求平均值。

2 结果

2.1 机械疼痛阈值 与给药前1 h比，机械痛觉阈值在LCM给药后增高[(3.29±1.08) 比(7.66±1.20)]，差异有统计学意义(P<0.01)。

2.2 冷伤害性试验中冷疼痛缩足频率值 与给药前1 h比，冷痛觉缩足频率值在LCM给药后降低[(4.1±1.1)比(2.1±0.9)]，差异有统计学意义(P<0.001)。

2.3 热伤害性试验中热疼痛阈值 与给药前1 h比，LCM给药后降低[(7.15±1.84)比(11.35±1.01)]，差异有统计学意义 (P<0.01)。

3 讨论

随着人口老龄化的到来，骨关节炎患病率大幅增加，累及多种并发症，令人疼痛难忍、行动不便[9]。OA 通常包括关节软骨、 软骨下骨、 滑膜和结缔组织的破坏和退化[10]。目前治疗尚无特效药物，休息和减少运动可以减少关节磨损，手术治疗损伤大、花费高。FCA 注入膝关节的关节空间是公认的模拟OA临床病理征象的模型。疼痛是从外周损伤部位经过有门控电压钠通道(VGSCs)的外周伤害性感受器传递到中枢，研究表明VGSCs 的功能活性、分布密度的变化与人类和动物慢性疼痛的产生和维持密切相关。编码钠通道亚型1.7 的基因突变与 OA 患者疼痛的敏感性增加相关[11]。因此，针对这一点，通过阻断钠通道功能，以减少动作电位产生和传递，可降低中央神经元的兴奋性。

拉科酰胺是一种新型N-甲基-D门冬氨酸受体甘氨酸结合位点拮抗剂，它主要用于治疗癫痫和神经性疼痛[12]。以往研究表明为30 mg/kg的 LCM 全身用药可以扭转继发性痛觉过敏[13]，在早期研究中研究者只观察 LCM 在 MIA 显著的影响骨关节炎大鼠模型后 3 d 和7 d的镇痛效果。相比机械阈值和热、痛敏阈值的变化，LCM用药对OA大鼠冷、痛觉过敏的翻转意义更大一些。

LCM全身应用减轻OA大鼠炎性、继发性痛觉过敏的机制可能在于减少初级传入神经元中钠离子通道的电流大小或密度，或是蛋白表达的多少来影响疼痛的传导[14]。以往研究也已证实LCM 显著地抑制骨关节炎大鼠的神经元反应，这表明钠离子通道的功能变化可以介导神经元的可塑性，在 OA 疼痛中起着至关重要的作用[15]。本研究及以前的其他相关的研究都进一步阐释了钠离子通道阻滞剂在治疗不同类型的慢性炎性疼痛中的治疗前景，对此应进行更深一步的评估和研究，提高中老年人骨关节炎的治疗效果和生活质量。

[1] 王江一,郑稼,郑磊,等.骨关节炎中骨桥蛋白表达及意义[J].河南医学研究,2014,23(8):4-7.

[2] 刘登榜,邓江.TGF-β-3在关节软骨组织工程的研究进展[J].山东医药,2016,996(18):103-106.

[3] Aranda-Villalobos P,Fernández-de-las-Peas C,Navarro-Espigares J L,et al.Normalization of widespread pressure pain hypersensitivity after totalhip replacement in patients with hip osteoarthritis is associated withclinical and functional improvements[J].Arthritis Rheum,2013,65(5):1262-1270.

[4] Malfait A M,Schnitzer T J.Towards a mechanism-based approach to painmanagement in osteoarthritis[J].Nat Rev Rheumatol,2013, 99(11):654-664.

[5] Kivitz A,Fairfax M,Sheldon E A,et al.Comparison of the effectiveness and tolerability of lidocainepatch 5% versus celecoxib for osteoarthritis-related knee pain: posthoc analysis of a 12 week,prospective,randomized,active-controlled,open-label, parallel-group trial in adults[J].Clin Ther,2008,30:2366-2377.

[6] Wiffen P J, Derry S, Moore R A, et al.Antiepileptic drugs for neuropathicpain and fibromyalgia-an overview of Cochrane reviews[J].Cochrane Database Syst Rev,2013,11:CD010567.

[7] Clifford J,Mares A,Hansen J,et al.Preemptive local bupivacaine attenuates mechanical and cold allodynia in a rat model of neuropathic pain[J].Journal of Pain,2015,16(4):S57.

[8] Hargreaves K,Dubner R,Brown F,et al.A new and sensitive method for measuring thermal nociception in cutaneous hyperalgesia[J].Pain,1988,32(1):77-88.

[9] 陈伟,陈百成,王飞,等.应用不同方法治疗膝关节骨性关节炎的对比研究[J].河北医科大学学报,2015,36(5):600-602.

[10] Vincent T L,Watt F E.Osteoarthritis[J].Medicine,2014,42:213-219.

[11] Waxman S G,Zamponi G W.Regulating excitability of peripheral afferents:emerging ion channel targets[J]. Nat Neurosci,2014,17:153-163.[12] 卢定强,孙生柏,凌岫泉,等.拉科酰胺的合成研究进展[J].化工进展,2013,34(12):2961-2966.

[13] Beyreuther B K, Freitag J, Heers C, et al.A review of preclinical properties[J].CNS Drug Rev,2007,13(1):21-42.

[14] Barlow T, Downham C, Griffin D.Arthroscopy in knee osteoarthritis:a systematic review of the literature[J]. Acta Orthop Belg,2015, 81(1):1-8.

[15] 姜迎海,夏令杰,陶熔,等.拉科酰胺对神经病理性疼痛大鼠的镇痛作用[J].中华实验外科杂志,2016,33(3):750-752.

The effects of Antinociceptive on rat model of osteoarthritis pain

Lv Zhipai1, Cao Jing2, Wang Ju1, Liu Qiongli2

(1.DepartmentofAnesthesiology,theThirdAffiliatedHospitalofZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052,China;2.DepartmentofPathology,theThirdAffiliatedHospitalofZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052,China)

Objective To explore the effects of Antinociceptive on rat model of osteoarthritis pain.Methods All rats under anesthesia of 3% isoflurane and oxygen, iodophor was used for disinfection of the left knee. FCA-OA Group (n=10): patellar ligament injection of FCA (1 mg/ml, Mycobacterium tuberculosis, Sigma, UK) 150 μl into the left knee joint using micro-syringe (BD Microfine, USA). The control group (n=15): the same volume injection of saline solution into the left knee joint. Rats were given plenty of water and food. 14 days after FCA injection, according to former study, there were stable OA pain behaviors in rats, so each rat was given 30 mg/kg LCM through the spinal skin, mechanical thresholds, thermal pain threshold, cold pain threshold were assessed before and 1 hour after LCM.Results Compared with the sham group, the mechanical threshold in OA group was lower in POD14, and the heat withdrawal latency were reduced in POD14, as well as cold withdrawal frequency was increased in POD14. Then compared with the no drug time point, 1 hour after the LCM, the mechanical threshold in OA group was increased, and the heat withdrawal latency was increased, as well as cold withdrawal frequency reduced, and all the differences were significant.Conclusion Animal studies have shown that injection of LCM can reduce mechanical threshold, heat, cold thresholds and pain in OA rats.

osteoarthritis; voltage-gated sodium channel; lacosamide

曹静，E-mail：caojingblk@126.com。

R 614

10.3969/j.issn.1004-437X.2017.08.004

2017-01-07)