作者：彭静仪，李宜航，李正弈棋，邹望远，中南大学湘雅医院麻醉科

三叉神经痛(trigeminal neuralgia,TN)是一种口面部神经病理性疼痛，被称为“天下第一痛”，具有以下特征：1)疼痛局限于三叉神经的一个或多个分支分布区域内，常累及三叉神经的上颌支或下颌支，且右侧发病率高于左侧；2)疼痛可表现为自发痛，也可以由非伤害性刺激触发，如日常活动中的说话、洗脸、刷牙、咀嚼、剃须、吞咽动作，微风拂面等，常见触发区域包括鼻唇区、上唇、下唇、颏部、面颊部、牙龈及牙槽；3)通常为单侧突然发生的阵发性剧烈疼痛，其性质尖锐，呈电击样痛或刺痛，可伴有面部肌肉抽动样痉挛，以及轻微自主神经症状，如流泪等；4)疼痛可反复发作，每次发作持续时间较短(短的不超过1 s，最长也不超过2 min)，在发作间期多数患者无明显症状，部分患者伴有与TN相同部位的持续性中重度钝痛。

目前TN的发病机制尚未完全阐明。动物模型的建立是基于可能的疾病病因，最大限度地模拟人类的发病过程。根据现有关于TN潜在病因的假说，已有多种模拟TN发病过程的动物模型，包括三叉神经根(trigeminal nerve root,TNR)或三叉神经节(trigeminal ganglion,TG)慢性压迫模型、周围神经慢性损伤疼痛模型、外周炎性痛模型、中枢致痛模型等。通常在啮齿类动物品系如Sprague-Dawley大鼠或C57BL/6小鼠中进行TN造模。

1. TNR或TG慢性压迫模型

越来越多的病理学及影像学证据提示，发生在三叉神经根进入区(trigeminal root entry zone,TREZ)的微血管压迫与TN的发生高度相关，而通过微血管解压术(microvascular decompression,MVD)解除血管对TNR的压迫，已被证实为治疗TN的有效方法，从而间接支持了TN的血管压迫病因学说。

除血管压迫外，脑桥小脑三角的肿瘤、囊肿或骨性结构对TNR的撞击或压迫也可能导致TN的发生。Devor等发现部分接受手术治疗的TN患者的TNR未受到明显压迫，因此推测除TNR受压迫外，TG的损伤或原发病变所致感觉神经元的持续异常放电也可能引起TN发作，提示TG在TN的发病过程中也起着重要作用。

1.1 TNR慢性压迫模型

Luo等建立了一种经眶下裂慢性压迫TNR诱导的TN大鼠模型：大鼠麻醉后将其头部固定于脑立体定位仪，于显微镜下在大鼠右侧眼眶上缘做一弧形切口，将筋膜和肌肉沿其眼眶内侧的骨面向外钝性分离以暴露骨性眼眶，随后向下分离结缔组织至眼眶底部，可见右侧眶下神经(infraorbital nerve,ION)走行于眶下沟；将直径1 mm的塑料导丝通过眶下裂沿ION走向逆行插入颅内，沿颅骨骨面与硬脑膜之间三叉神经走行的路径，穿过三叉神经腔直到TNR区域，导丝插入长度约为1.2 cm，对TNR造成压迫的同时避免损伤脑干。

术后3～28 d，大鼠出现压迫侧口面部机械性痛觉超敏反应和热痛觉过敏反应，并且大鼠单位时间内面部理毛时长增加。该模型利用塑料导丝模拟了血管对于TNR的机械性压迫，有效地诱导了持续的口面部TN样神经病理性疼痛行为，但塑料导丝无法模拟TN发病过程中微血管的复杂生理特点。

Yeomans等报道了经横窦注射高吸水性生物相容性聚合物(superabsorbent biocompatible polymer,SAP)造成TNR压迫的模型：采用立体定位注射的方式，将SAP经大鼠左侧横窦尾侧注入三叉神经感觉根与颞骨之间，SAP可吸收细胞外液而缓慢膨胀，在封闭的颅骨空间内，SAP对TNR的压迫程度随着其体积增大而增强。该方法可对穿刺针进行可视化引导，从而最大限度地降低横窦损伤的风险，避免穿透大脑或颅骨结构，对位于腹侧的三叉神经运动根造成损伤的风险较低。

但是，由于该手术操作对精细度的要求较高，并且实验动物的解剖结构存在个体差异，该模型制备方法仍然存在因横窦穿孔及血管损伤导致大出血或脑卒中的风险，也可能造成小脑或听神经损伤。此外，Jeon等通过立体定位注射将4%的琼脂溶液经颅注入大鼠左侧TNR的背侧以进行压迫，术后3 d开始可检测到大鼠压迫侧口面部机械性痛觉超敏与痛觉过敏、冷性痛觉超敏反应，机械性痛觉超敏可持续至术后40 d，而机械性痛觉过敏与冷性痛觉超敏可持续至术后55 d。

近期Ding等报道了一种TNR破裂孔撞击(foramen lacerum impingement of trigeminal nerve root,FLIT)动物模型：采用C57BL/6小鼠，将明胶海绵置于小鼠右侧破裂孔内，从而对TNR进行压迫，术后通过多项行为学测试对疼痛进行量化评估，包括机械性疼痛缩足阈值、固体食物偏好、木块咀嚼试验、自发理毛行为及鬼脸表现评分等。鬼脸表现评分可用于评估动物的自发性疼痛，目前已广泛应用于临床前疼痛研究。

由于临床上TN患者疼痛发作时可伴有不自主的非对称性面部肌肉抽动样痉挛，FLIT模型小鼠的鬼脸表现可能提示TN阵发性疼痛发作。该模型具有可逆性，手术去除明胶海绵后，FLIT组的TN样表现可以在很大程度上得到缓解。该模型制备方法也可采用CD1小鼠及Sprague-Dawley大鼠，但该模型作为一种新型的TN模型，尚未经充分的研究验证，有待改进并推广。

1.2 TG慢性压迫模型

Ahn等采用立体定位注射的方式，将4%的琼脂溶液经颅注入Sprague-Dawley大鼠左侧TG以形成压迫，吹气刺激与von Frey测试结果显示，术后3～40 d大鼠触须垫区域出现机械性痛觉过敏与痛觉超敏，但未观察到用于反映自发性疼痛的大鼠面部理毛次数的增加。

2. 周围神经损伤模型

2.1 ION损伤模型

TN通常累及三叉神经分支中的上颌神经和下颌神经。上颌神经含一般躯体感觉纤维，由TG的前缘中部发出，沿海绵窦外侧壁的下部，穿圆孔出颅，进入翼腭窝上部，斜向前外侧，经眶下裂入眶，改名为ION，经眶下沟、眶下管出眶下孔，分成数支，分布于下眼睑、鼻翼、上唇的皮肤和黏膜。啮齿类动物的触须垫区受ION支配，ION成为周围神经损伤诱导TN动物模型优先选择的干预对象。

2.1.1 ION-慢性缩窄性损伤模型

Vos等报道了经大鼠面部中线切口，于眼眶内疏松结扎ION以造成慢性缩窄性损伤(chronic constriction injury,CCI)的模型；而Henry等描述了经面部中线切口在眼眶外进行ION的疏松结扎的手术方法。CCI可导致ION支配区域的疼痛性感觉障碍，ION-CCI是研究三叉神经损伤引起神经病理性疼痛的合适动物模型，已广泛应用于TN的研究。

然而该模型因手术过程较为复杂，存在局限之处：1)在Vos等描述的手术方法中，用棉签轻轻地使眼眶内容物发生偏转以暴露ION，这增加了出血和损伤泪腺等眼眶内容物的风险；2)手术中需要从切口部位朝ION侧剥离软组织，这一过程需要细致的操作及护理，以减少组织创伤，避免损伤面动脉，较为耗时。

Ding等报道了一种微创、省时的改良ION-CCI手术方式，通过结扎远端ION造成CCI：在大鼠第3排胡须线向同侧眼眶的尾端做一平行于中线的0.5 cm切口，钝性分离浅筋膜，暴露位于眼眶外的ION主干，将ION远端用2根4-0铬制肠线疏松地结扎。术后1～28 d，可检测到造模组ION结扎侧支配区域的机械性痛觉超敏反应，并可观察到造模组单位时间内面部理毛次数增加。

此外，有研究观察到ION-CCI可诱发动物的焦虑样行为。对于ION的结扎需要摸索合适的松紧度，且结扎松紧度尽可能保持统一，在确保血液循环通畅、不至于完全阻滞神经传导的前提下，减小神经直径以达到延迟传导的目的。

2.1.2 ION部分结扎或切断模型

Xu等报道了部分结扎ION(partial ligation of the infraorbital nerve,pIONL)诱导建立的TN小鼠模型：予小鼠鼻孔顶部皮肤剃毛后，做一中线切口，暴露鼻骨和上颌骨，将右侧ION的眶下部分暴露在上颌骨眶下裂前1～2 mm处，使用缝合针将7-0丝线从ION的中间穿过，以结扎ION外侧1/3～1/2部分，分离ION时需注意避免损伤附近的面神经分支。术后第1天开始可在pIONL造模小鼠中检测到ION支配区域的机械性痛觉超敏反应，且可持续3周以上。

Zhang等通过部分切断ION(partial infraorbital nerve transection,pIONT)诱导建立TN小鼠模型：在小鼠眼与鼻之间的皮肤做一切口以暴露ION，结扎ION后将其切断，并去除1～2 mm的神经断端。术后第1天开始可在pIONT造模小鼠中观察到面部理毛次数增加，并持续至术后28～31 d；且术后28 d检测到pIONT组小鼠出现抑郁样行为。

2.1.3 ION光化学损伤模型

Eriksson等报道了由光化学损伤诱导的TN(photochemically-induced trigeminal neuralgia,PITN)大鼠模型：手术暴露大鼠左侧ION，将赤藓红B作为光敏剂经静脉注射后，使用氩离子激光照射ION以造成ION局部缺血性损伤。在照射时间为4.5 min及6 min的大鼠中，损伤同侧面部相较于对侧表现出更为显著而持久的机械性痛觉超敏反应，可持续至照射后28～45 d；而照射3 min和6 min诱发了损伤同侧面部的热痛觉超敏反应，并于照射后14 d左右恢复至术前水平。此外，照射后28 d内，在PITN造模大鼠颈部和背部也可检测到机械性痛觉超敏反应。

2.1.4 ION眼镜蛇毒注射模型

An等首次报道了向ION神经干注射眼镜蛇毒诱导TN的大鼠模型：沿大鼠眉弓上缘做长约1 cm的放射状切口，显露眼眶和鼻骨，用玻璃棒偏转眼眶内容物后，暴露并用玻璃分针轻提ION，将眼镜蛇毒注入ION的神经鞘内。造模后受累神经恢复缓慢，造模稳定期长，术后第3～60天，模型大鼠注射同侧ION支配区域表现出显著的机械性痛觉超敏反应，于术后90 d恢复至术前水平；而术后第3～25天，注射对侧ION支配区域的机械性痛阈也显著降低。然而目前对于眼镜蛇毒诱导痛觉超敏反应的机制仍知之甚少。

2.1.5 经眶下孔滑石粉悬液注射模型

王双义等将滑石粉悬液注射至大鼠眶下孔及周围组织，利用滑石粉对ION的炎性刺激引起的局部组织黏连，达到压迫ION的目的，建立了一种简单易行、价格低廉的TN大鼠模型。Zeng等在CT引导下经眶下孔注射滑石粉悬液以构建ION炎症大鼠模型。术后3 d至12周可检测到注射同侧ION支配区域机械性痛阈值降低。

2.2 下颌神经分支损伤模型

下颌神经的分支包括舌神经(lingual nerve,LN)、下牙槽神经(inferior alveolar nerve,IAN)等。LN于下颌支内侧成弓状下降至口腔底，分布于口腔底和舌前2/3的黏膜；IAN于LN的后方走向前下，经下颌孔进入下颌管内，其末支出颏孔，为颏神经(mental nerve,MN)，分布于下唇以下的皮肤。

2.2.1 IAN切断模型

Nomura等报道了大鼠IAN切断模型，IAN切断后可检测到术侧触须垫区持续3周以上的机械性痛觉超敏反应；Zhang等通过切断小鼠的IAN建立了口面部疼痛模型。

2.2.2 MN损伤模型

Grelik等提出了MN-CCI的大鼠模型，并将大鼠面部的正常理毛行为及MN支配区域的异常理毛行为进行了区分，在CCI术后4周内可观察到大鼠MN支配区域自发的异常理毛行为，提示自发痛或感觉障碍的产生。Seino等提出了小鼠MN结扎模型：沿小鼠颏下中线做一小切口，暴露右侧MN，在显微镜下于颏孔的正上方用丝线将MN紧密结扎2次，术后使用Semmes-Weinstein单丝检测小鼠颏下区触觉阈值。

然而，紧缩结扎MN后，小鼠结扎同侧颏下区触觉阈值升高，即需要施加更高级别的压力来诱发小鼠的理毛行为，这与以往的研究发现的神经损伤导致机械痛阈值降低的结果相矛盾。大鼠接受双侧MN-CCI及部分紧缩结扎MN手术后，均未检测到热痛觉过敏或机械性痛觉超敏反应。因此，用损伤MN的方法建立TN模型的确切性还有待进一步研究。

2.2.3 LN损伤模型

Katagiri等报道了一种LN挤压大鼠模型：在大鼠舌系带左侧舌下方的口腔底做一切口，暴露舌神经后用动脉夹夹闭30 s。术后于浅麻醉下对大鼠术侧舌外缘分别施加机械刺激与热刺激，对大鼠头夹肌行肌电图检查，得到舌外缘对机械性刺激与热刺激的感觉阈值。该模型手术操作简单易行，但其针对单一外周神经分支，未能排除面神经损伤引起疼痛样行为的影响，目前在TN研究中的应用较少。

2.2.4 牙髓缓激肽灌注模型

Foong等提出了牙髓缓激肽灌注模型：在大鼠下切牙钻孔以显露牙髓，将L形针头连接1根聚乙烯管作为药物输注通道，向牙髓腔内注射缓激肽溶液，以模拟下颌支损伤引起的疼痛反应，表现为大鼠咬合时间的增加。该模型操作简单，损伤较小，但是动物苏醒后，置入的管路有很大可能会被实验大鼠自身或同笼大鼠破坏，影响术后的给药干预。

3. 外周炎性痛模型

组织损伤和炎症可以产生与释放多种化学物质和/或炎症介质。利用致炎物质刺激神经元感受野可导致伤害性感受器阈值的降低，这一现象称为外周敏化，是产生炎性疼痛的主要机制。炎性痛动物模型通常是在需要干预的区域内注射致炎物质，注射后可观察到炎症反应，包括水肿、发热、细胞迁移、红斑、机械性痛觉超敏和热痛觉过敏反应等。

目前常用的致炎物质包括刺激性化学物质(角叉菜胶、福尔马林等)、微生物细胞碎片或毒素如完全弗氏佐剂(complete Freund’s adjuvant,CFA)等，以及直接激活初级感觉神经元上特异性受体的制剂(辣椒素、芥子油等)。致炎物质的选择可根据行为学测试的类型和响应时间(如福尔马林的响应时间在数小时以内，CFA则可长达数天)来确定。此外，芥子油和辣椒素只能激活部分伤害性感受器，而其他致炎物质如CFA则可诱发广泛的炎症反应。目前在口面部炎性痛的动物模型中，CFA、角叉菜胶、辣椒素、福尔马林等的使用频率较高，注射福尔马林后可以观察到动物的理毛、搔抓和摩擦行为增多，提示自发性疼痛的产生。

曹启旺等向大鼠ION神经干注射外源性内皮素-1，注射后60 min可在ION支配区域检测到大鼠的机械痛阈值降低，并观察到其自发性抓脸行为次数增多，提示大鼠产生TN样痛觉过敏和自发性疼痛反应。然而上述模型诱导产生短暂而强烈的炎性痛，对于慢性TN样疼痛的模拟具有天然缺陷。

4. 中枢致痛模型

Sakai等发现，向大鼠延髓尾端背侧蛛网膜下腔注射中枢兴奋物质，可诱发大鼠面部对触觉刺激的过度反应。有效的中枢兴奋物质包括印防己毒素、青霉素G钾、士的宁、马钱子碱及DL-同型半胱氨酸。其中，印防己毒素诱导产生过度反应的部分特征与人类TN发作较为相似，具有以下特点：1)单侧出现；2)局限于三叉神经分布区域；3)容易被外界非伤害性刺激(如面部的触碰)所诱发；4)阵发性发作；5)可被卡马西平显著抑制。

由于注射的中枢兴奋物质会随脑脊液代谢而降解，故该模型只能诱发急性疼痛样反应，印防己毒素、青霉素G钾、士的宁、马钱子碱注射后可持续25 min，而DL-同型半胱氨酸注射后仅可持续1 min；并且上述中枢兴奋物质直接作用于三叉神经脊束核，因此无法模拟三叉神经从周围到中枢传导通路的病变过程。

5. 结语与展望

TN动物模型的制备方式多种多样，分别从不同的病因学角度，在不同程度上对人类TN的发病特点进行模拟。从科学与伦理的角度来看，本文中的各类TN动物模型均有其适用范围及局限之处。迄今为止较为常用的是ION-CCI模型与TNR慢性压迫模型，二者可在小鼠或大鼠中诱导稳定而持久的类似TN发作的特异性症状与体征，但ION-CCI模型的结扎松紧程度不易把握，而TNR慢性压迫模型的手术操作存在损伤颅内结构的风险。由于TN的病因与病理生理学机制并未完全阐明，国内外尚未建立一种公认的能完全模拟人类TN的发病机制和特点的动物模型。

动物模型的开发与改良有利于促进对疾病的发病机制和病理过程进行探讨的基础研究。在未来的实验研究中，需要不断完善造模方法及检测手段，设计出更加贴合临床特点的高质量TN动物模型，以促进口面部神经病理性疼痛的基础与转化医学研究，加深对于TN的发生及发展机制的理解，助力新型药物或手术治疗方式的开发。

来源：彭静仪,李宜航,李正弈棋,等.三叉神经痛动物模型的研究进展[J].中南大学学报(医学版),2024,49(01):47-53.

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