黃青 尹時(shí)華

廣西醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科(南寧530007)

前庭系統(tǒng)是人體重要的平衡系統(tǒng)，有助于姿勢(shì)反射和眼動(dòng)反射的產(chǎn)生，且與空間知覺、空間方向、本體感覺等高級(jí)認(rèn)知過程有關(guān)[1]。由于衰老，頭部創(chuàng)傷，耳毒性藥物或前庭病變導(dǎo)致的前庭傳入改變會(huì)對(duì)平衡控制和凝視穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，這兩種功能受損會(huì)對(duì)患者的生活質(zhì)量產(chǎn)生重大影響。前庭損傷患者除了眩暈、頭暈及與之相關(guān)的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)癥狀惡心、嘔吐，還有與健康人相比更多的焦慮和抑郁，飽受身體、心理的雙重打擊，患者常出現(xiàn)停職、社會(huì)孤立等嚴(yán)重社會(huì)行為障礙[2]。

雖然，眩暈、眼震、平衡障礙等急性前庭綜合征在動(dòng)物和人體中均可通過前庭代償在數(shù)星期或數(shù)月得到改善[1]。但前庭系統(tǒng)損傷后的恢復(fù)時(shí)間（數(shù)日到數(shù)月不等）和最終恢復(fù)水平（癥狀緩解或消失）都有極大的個(gè)體差異，而且內(nèi)耳前庭的病變大多為不可逆性損害，前庭癥狀卻能隨著時(shí)間逐漸緩解或消失，這里涉及許多復(fù)雜的機(jī)制。有研究認(rèn)為，兩側(cè)前庭神經(jīng)核之間的聯(lián)合纖維在代償中有新的突觸產(chǎn)生，也有認(rèn)為參與維持機(jī)體平衡的其它中樞神經(jīng)系統(tǒng)（視覺、小腦、大腦、本體感覺）進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整以彌補(bǔ)兩側(cè)前庭神經(jīng)的不均等傳入，但目前其機(jī)制還不是十分清楚。因受臨床倫理限制，建立合適的動(dòng)物模型成為研究其機(jī)制的重要手段。目前主要的建模方式有：手術(shù)切除、化學(xué)性迷路破壞、手術(shù)+化學(xué)方法破壞迷路及空氣注射（見表1）。經(jīng)國(guó)內(nèi)外研究者幾十年的努力，已取得了一些成果，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，明確前庭的自發(fā)功能恢復(fù)機(jī)制、研究損傷后神經(jīng)和行為的可塑性，進(jìn)而把握神經(jīng)可塑性改變的最佳時(shí)間窗并指導(dǎo)臨床前庭康復(fù)治療仍然任重而道遠(yuǎn)，建立相似性高、重復(fù)性好的動(dòng)物模型十分必要。本文現(xiàn)將目前存在的前庭代償動(dòng)物模型建立方法進(jìn)行綜述，為前庭代償機(jī)制、中樞神經(jīng)系統(tǒng)可塑性研究提供基礎(chǔ)條件。

1 手術(shù)切除動(dòng)物模型

1.1 單側(cè)迷路切除術(shù)（unilaterallabyrinthectomy,UL）

青蛙的迷路器官由三個(gè)半規(guī)管（外、前、后）、三個(gè)黃斑部、兩個(gè)乳突組成。1995年N.DIERINGER[3]通過上顎經(jīng)腹側(cè)入路打開青蛙聽泡，去除一側(cè)所有迷路器官、神經(jīng)節(jié)前分支，建立迷路部分切除模型，術(shù)后表現(xiàn)出嚴(yán)重的姿勢(shì)紊亂，但沒有自發(fā)性眼球震顫，之后2個(gè)月體位逐漸恢復(fù)正常。青蛙因較哺乳動(dòng)物簡(jiǎn)單的神經(jīng)組織和少的行為自由度且腦組織可在體外培養(yǎng)，而更有利于研究前庭代償，但物種的特殊性使其只能解釋部分行為恢復(fù)情況，具有局限性。2014年HH Lee等[4]通過對(duì)大鼠行UL，建立了前庭代償模型，具體方法：大鼠麻醉后做耳后緣切口，切除鼓膜和聽小骨，在前庭側(cè)壁上造孔，擴(kuò)大穿孔到完全打開前庭外側(cè)壁，吸出外淋巴液，直到不再漏出，最后用膠原填充內(nèi)腔，縫合肌肉、皮膚。研究還證實(shí)了鼓室內(nèi)注射濃度大于4%的利多卡因可誘發(fā)注射耳前庭反射減退。此模型運(yùn)用時(shí)間較長(zhǎng)，可靠性高、相對(duì)簡(jiǎn)單，且實(shí)驗(yàn)對(duì)象廣泛，是比較經(jīng)典的手術(shù)，但缺點(diǎn)在于手術(shù)破壞大，致死率高。

1.2 單側(cè)前庭傳入神經(jīng)阻滯術(shù)（unilateral vestibular deafferentation,UVD）

2003年Catherine M.Gliddon等[5]運(yùn)用UVD建立豚鼠前庭代償模型，并研究證實(shí)了UVD后的眼動(dòng)和體位綜合征可激活下丘腦-垂體-腎上腺（hypothalamic-pituitary-adrenal,HPA）軸，推測(cè)HPA軸激活程度的差異可能導(dǎo)致前庭癥狀嚴(yán)重程度和靜態(tài)補(bǔ)償時(shí)間過程的變化。Libby Lindsay等[6]于2005年通過大鼠耳后入路UVD，建立了前庭代償模型，具體方法：大鼠麻醉后行耳后切口，打開內(nèi)聽道，在兩處燒灼鐙骨動(dòng)脈，鉆開耳蝸的球囊、橢圓囊和半規(guī)管壺腹，吸出內(nèi)容物，封閉開口。這種UVD術(shù)式可以產(chǎn)生完整的前庭迷路損傷，先前的研究也表明，其產(chǎn)生的行為癥狀（劇烈的眼震和嚴(yán)重的體位不對(duì)稱）與其它方法相同[7-10]。同年，RONG ZHANG等[11]運(yùn)用上述方法，建立大鼠前庭代償模型，證實(shí)了前庭補(bǔ)償過程中，前庭內(nèi)側(cè)核中表達(dá)胞質(zhì)糖皮質(zhì)激素受體的神經(jīng)元數(shù)量、血皮質(zhì)酮水平均未發(fā)生顯著變化。此模型優(yōu)點(diǎn)在于造模成功率高，可產(chǎn)生完整的迷路損傷，缺點(diǎn)在于損傷大，動(dòng)物術(shù)后易感染。

1.3 單側(cè)前庭神經(jīng)切斷術(shù)（unilateral vestibular neurotomy,UVN）

1976年M.LACOUR等[12]用狒狒作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，經(jīng)顱中窩手術(shù)暴露內(nèi)聽道，切斷前庭神經(jīng)，建立前庭代償模型，證明了積極的感覺運(yùn)動(dòng)探索引發(fā)的本體感受性肌肉和關(guān)節(jié)傳入對(duì)前庭恢復(fù)具有重要作用。由UVN引起的姿勢(shì)、眼運(yùn)動(dòng)、感知和神經(jīng)系統(tǒng)綜合征可產(chǎn)生應(yīng)激，從而激活HPA軸[5,13]。2009年B.TIGHILET等[13]行UVN建立貓前庭代償模型，具體方法：貓麻醉后行左乳突切開，破壞骨迷路，暴露內(nèi)聽道，在神經(jīng)節(jié)后水平切斷前庭神經(jīng)。術(shù)后表現(xiàn)出經(jīng)典姿勢(shì)、運(yùn)動(dòng)和眼動(dòng)缺陷，可作為判定前庭神經(jīng)損害的標(biāo)準(zhǔn)。且這種造模方法產(chǎn)生的單側(cè)前庭神經(jīng)傳入阻滯的完整性在之前的組織學(xué)研究中已得到證實(shí)[12]。2017年David Péricat等[14]行一側(cè)鼓室入路建立新的大鼠UVN后前庭代償模型，方法：大鼠麻醉后解剖分離到鼓室，鉆孔暴露鐙骨動(dòng)脈和含耳蝸的隆突，分離隆突并暴露耳蝸，隨后切除耳蝸骨性部分顯露耳蝸神經(jīng)，修剪擴(kuò)大耳蝸神經(jīng)管，然后抽吸第八顱神經(jīng)（前庭蝸神經(jīng)），在靠近腦干處切斷整根神經(jīng)，閉合切口。所有動(dòng)物醒來均出現(xiàn)前庭綜合征，包括翻滾行為和自發(fā)性眼震。研究證實(shí)這是一種新的能導(dǎo)致完全性、不可逆性單側(cè)前庭損傷的大鼠模型。這個(gè)模型特別適合研究外周傳入神經(jīng)去除后前庭功能恢復(fù)動(dòng)力學(xué)、中樞代償過程中的神經(jīng)化學(xué)和分子機(jī)制，也可用于檢查抗眩暈藥的療效。優(yōu)點(diǎn)在于能誘導(dǎo)前庭完全損傷，其局限性在于需要比UL更多的手術(shù)技巧和時(shí)間，且可能導(dǎo)致腦損傷[15]。

2 化學(xué)性迷路破壞動(dòng)物模型

2.1 氯仿注射法

2.1.1 氯仿+凡士林油注射法

1982年LAURA PETROSINI等[16]將氯仿和凡士林油溶液注入豚鼠右側(cè)中耳破壞迷路，建立前庭代償動(dòng)物模型，并證明了乙醇對(duì)早期前庭損傷后的恢復(fù)有加速作用。1983年P(guān)etrosini L等[17]運(yùn)用同樣的方法，建立了化學(xué)性單側(cè)迷路破壞后前庭代償豚鼠模型，并證實(shí)傳遞外周和本體感受信息到前庭核的上行脊髓通路的普遍激活，有利于迷路切除后重新獲得眼和體位的平衡。

2.1.2 氯仿+石蠟油注射法

1997年馮勃等[18]在直視下通過鼓膜向豚鼠一側(cè)中耳注射氯仿和石蠟油混合液，建立化學(xué)性迷路破壞后前庭代償動(dòng)物模型，證實(shí)了在迷路破壞后的48小時(shí)，自發(fā)性眼震的頻率、慢相角速度和頭偏斜及失衡行為得分都出現(xiàn)特征性下降的過程。

2.1.3 單純氯仿注射法

2009年Ishikawa K等[19]在顯微鏡下向豚鼠左中耳注射氯仿破壞迷路，建立前庭代償動(dòng)物模型，證明了視覺傳入具有方向選擇性，當(dāng)一側(cè)迷路破壞時(shí)損傷側(cè)的視覺傳入作為視覺補(bǔ)償極為重要。

向中耳鼓室注射氯仿，是一種操作簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)的化學(xué)性迷路破壞術(shù)，可用于外周前庭損傷后的中樞代償機(jī)制研究。有學(xué)者認(rèn)為[20]，氯仿對(duì)內(nèi)耳具有毒性作用，不能導(dǎo)致迷路破壞，但馮勃等認(rèn)為注射氯仿后48小時(shí)，壺腹嵴毛細(xì)胞、球囊及橢圓囊斑輪廓可見，纖毛不完整，冰水試驗(yàn)沒有反應(yīng)，再次注射氯仿沒有出現(xiàn)迷路破壞的典型癥狀，說明前庭功能此時(shí)已喪失，注射氯仿后1周及1個(gè)月，壺腹嵴毛細(xì)胞、囊斑境界不清，嵴帽、纖毛消失，證實(shí)了氯仿的化學(xué)性迷路切除作用。當(dāng)然，氯仿對(duì)內(nèi)耳的損傷有待進(jìn)一步研究其超微結(jié)構(gòu)改變及機(jī)制[21]。此模型的優(yōu)點(diǎn)在于操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)并且能產(chǎn)生可靠的結(jié)果，缺點(diǎn)是氯仿具有耳毒性，耳蝸可能受損，并隨時(shí)間發(fā)生前庭損害。

2.2 對(duì)阿散酸及阿散酸鈉注射法

2014年Roswitha Beck等[22]通過鼓室內(nèi)注入對(duì)阿散酸建立了大鼠化學(xué)性單側(cè)迷路破壞模型，具體方法：大鼠麻醉后行左旁正中切口，經(jīng)鼓膜向鼓室注入布比卡因溶液，1分鐘后吸出，再滴注，重復(fù)3次，隨后注入對(duì)阿散酸溶液，徹底抽吸，縫合皮膚。術(shù)后所有動(dòng)物均表現(xiàn)出急性前庭癥狀：眼球震顫和姿勢(shì)不穩(wěn)，這些癥狀可隨時(shí)間逐漸緩解，進(jìn)一步證明模型建造成功。2016年Andreas Zwergal等[23]用如上相同的方法建立了大鼠前庭代償模型，證實(shí)了大鼠在造模后行為恢復(fù)過程（前庭代償）中腦葡萄糖代謝的動(dòng)態(tài)變化。同年，Moslem Shaabani等[24]向大鼠一側(cè)鼓室注射阿散酸鈉，建立單側(cè)迷路破壞動(dòng)物模型，并證實(shí)了前庭電刺激在加速靜態(tài)和動(dòng)態(tài)前庭代償方面的有效性，提出其可作為單側(cè)前庭損傷患者的康復(fù)治療。

以往的研究也表明，鼓室內(nèi)注射阿散酸鈉對(duì)誘發(fā)大鼠單側(cè)或雙側(cè)化學(xué)性迷路切除有很好的效果[25-27]，由此引起的靜態(tài)（姿勢(shì)）和動(dòng)態(tài)癥狀（運(yùn)動(dòng)）分別在術(shù)后36天、42天恢復(fù)，故此建模方法可為前庭代償方面的實(shí)驗(yàn)研究提供長(zhǎng)期、可靠的模型，但缺點(diǎn)是阿散酸誘導(dǎo)的毒性可能損害突觸聯(lián)系，且損害是不可逆的，也可能會(huì)扭曲同側(cè)前庭核的電生理輸入[24]。

2.3 河豚毒素注射法

河豚毒素常被用來短暫性阻斷動(dòng)作電位并封閉前庭神經(jīng)[28,29]。2011 年 Sophie Dutheil等[30]在手術(shù)顯微鏡下暴露貓左鼓室的圓窗及卵圓窗，注入河豚毒素引起前庭傳入神經(jīng)阻滯，建立前庭代償動(dòng)物模型。研究通過比較UVN、UL、單側(cè)注射河豚毒素三種建模方法，證實(shí)前庭神經(jīng)核只在急性和完全前庭損傷(UVN)后表現(xiàn)神經(jīng)性潛能，前庭傳入神經(jīng)阻滯較輕微（UL，河豚毒素注射）時(shí)，表現(xiàn)非結(jié)構(gòu)性可塑性過程。此模型受河豚毒素劑量的影響較大，可逆阻斷前庭神經(jīng)傳入，模型不穩(wěn)定。

3 手術(shù)+化學(xué)方法破壞迷路動(dòng)物模型

3.1 UVD+乙醇化學(xué)破壞

2004年Arata Horii等[31]通過UVD+乙醇化學(xué)破壞迷路，建立大鼠前庭代償模型，方法：大鼠麻醉后行耳后入路，依次去除鼓膜、錘骨、砧骨，從鉆孔的前庭和卵圓窗腹側(cè)吸出迷路液，乙醇沖洗迷路，并證實(shí)了UVD后6小時(shí)（術(shù)后檢測(cè)時(shí)間依據(jù)既往大鼠行為補(bǔ)償數(shù)據(jù)∶UVD后6 h為急性期，自發(fā)性眼球震顫劇烈、頭部?jī)A斜嚴(yán)重，屬于未代償階段[32,33]）雙側(cè)前庭核復(fù)合體基因的不對(duì)稱表達(dá)。此模型造模成功率高，迷路破壞完整，但手術(shù)創(chuàng)傷性大，動(dòng)物易感染致死。

3.2 UL+氯仿化學(xué)破壞

2006年張亞民等[34]通過手術(shù)加氯仿破壞迷路，建立了大鼠前庭代償模型，方法：大鼠麻醉后做耳后切口，依次打開聽泡、前庭，破壞并吸除耳石器和壺腹嵴，最后填充浸有氯仿的明膠海綿，縫合切口。術(shù)后大鼠出現(xiàn)自發(fā)性眼震、頭偏斜、失衡行為等急性前庭功能喪失癥狀。之后眼震頻率逐漸下降，頭偏斜和失衡行為評(píng)分的變化與其均一致，進(jìn)一步說明模型建造成功，動(dòng)物出現(xiàn)了前庭代償。此建模方法可靠、經(jīng)濟(jì)，且技術(shù)成熟，缺點(diǎn)在于對(duì)動(dòng)物有損傷，且氯仿具有耳毒性。

3.3 UL+乙醇化學(xué)破壞

1997年Tadashi Kitahara等[35]采用UL+乙醇化學(xué)破壞，建立了大鼠前庭代償模型，方法：大鼠麻醉后做右耳后切口，取出鼓膜、錘骨和砧骨，移除鐙骨足板、打開卵圓窗，在水平半規(guī)管上鉆一個(gè)開口，通過這兩個(gè)開口，手術(shù)切除膜迷路，注射乙醇，最后縫合切口。組織學(xué)研究表明迷路完全受損，并未損傷鄰近腦組織[35]，且運(yùn)用此模型Tadashi Kitahara研究證實(shí)了上調(diào)小腦小葉單極刷細(xì)胞中一氧化氮的量可促進(jìn)前庭代償。2013年Wen Zhou等[36]采用同樣的方法，建立大鼠前庭代償模型，并證實(shí)術(shù)后第1天，同側(cè)前庭內(nèi)側(cè)核mGluR7下調(diào)、小葉mGluR2上調(diào)，認(rèn)為mGluR2和mGluR7可能有助于前庭損傷后前庭內(nèi)側(cè)核自發(fā)靜息電位的早期再平衡。2016年Andreas Zwergal等[23]采用左旁正中切口通過UL+乙醇破壞迷路，建立大鼠前庭代償模型，通過此模型證實(shí)了迷路破壞后傳入神經(jīng)阻滯誘導(dǎo)的可塑性，主要表現(xiàn)在腦干前庭核的早期再平衡，也涉及丘腦-皮質(zhì)和邊緣區(qū)。此方法造模的優(yōu)點(diǎn)在于方法成熟，已有研究證實(shí)迷路完全破壞，造模成功率高，缺點(diǎn)在于受術(shù)者解剖知識(shí)及熟練程度的影響較大，且代償時(shí)間短，不便于研究臨床上需要數(shù)月才能恢復(fù)的前庭損傷后代償機(jī)制。

3.4 UL+慶大霉素化學(xué)破壞

2017年P(guān)atrick P.Hübner等[37]采用UL+慶大霉素化學(xué)破壞，建立小鼠前庭代償模型，具體方法：小鼠麻醉后做左耳前切口，去除鼓膜、錘骨和砧骨，擴(kuò)大鼓室骨環(huán)，灼燒去除鐙骨動(dòng)脈，將內(nèi)、外淋巴液吸出前庭，去除外半規(guī)管和前半規(guī)管的感覺上皮細(xì)胞，最后用浸有慶大霉素的明膠海綿填塞前庭，縫合皮膚。通過此模型研究證實(shí)了表達(dá)在前庭的α9煙堿型乙酰膽堿受體功能喪失，可影響動(dòng)物術(shù)后的前庭-眼反射補(bǔ)償。此模型同UL+氯仿，慶大霉素也具有耳毒性。

4 其它

4.1 空氣注射法

2010年R.HESKIN-SWEEZIE等[38]采用空氣注射法造成小鼠前庭損傷，具體方法：小鼠麻醉后做右耳后切口，在水平半規(guī)管鉆孔，鈍針插入孔口，反復(fù)注射空氣，直到不再排出內(nèi)淋巴液，最后骨蠟密封，縫合切口。并證明γ-氨基丁酸B型受體有助于單側(cè)外周損毀后靜態(tài)前庭反射的補(bǔ)償，對(duì)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償沒有持久的影響。通過空氣注射法誘導(dǎo)小鼠前庭代償造模成功率達(dá)95%[38]，造模時(shí)間短，但會(huì)導(dǎo)致感覺上皮受損，且關(guān)于此法誘導(dǎo)的前庭代償文獻(xiàn)報(bào)道較少。

表1 前庭代償動(dòng)物模型Table 1 Vestibular compensation animal model

5 結(jié)語(yǔ)

前庭代償是外周前庭受損后研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)可塑性、腦受損后探究機(jī)能修復(fù)的理想模型，且弄清前庭代償機(jī)制對(duì)提高前庭疾病的治療效果意義重大。因此，建立可靠的前庭代償動(dòng)物模型十分必要。文中系統(tǒng)闡述基于不同的動(dòng)物（大鼠、豚鼠、貓、小鼠、狒狒、青蛙）、不同的方法（手術(shù)切除、化學(xué)性迷路破壞、手術(shù)+化學(xué)方法破壞迷路、空氣注射）建立的前庭代償動(dòng)物模型（見表1）。手術(shù)切除法運(yùn)用時(shí)間長(zhǎng)，建模方法成熟，可靠性高，但具有侵入性，可能會(huì)導(dǎo)致腦損傷，且受術(shù)者手術(shù)技術(shù)的影響。化學(xué)方法破壞迷路是一種快速、方便且能產(chǎn)生可靠結(jié)果的方法，氯仿作為一種有機(jī)溶劑，有比較強(qiáng)的細(xì)胞毒作用，很早就被用來注射入中耳誘發(fā)急性迷路切除綜合征，但隨著時(shí)間的推移可能會(huì)產(chǎn)生前庭損傷?？諝庾⑸浞ㄊ且环N更加經(jīng)濟(jì)的新型造模方法，同樣也能誘發(fā)前庭損傷后的癥狀，但文獻(xiàn)報(bào)道較少。手術(shù)+化學(xué)方法破壞迷路在上述造模手段的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)，造模成功率較高，能更有效的、更完整的破壞迷路，其研究結(jié)果也表明這種方法是可靠的。

而目前運(yùn)用較多的造模方法有UVN、對(duì)阿散酸及阿散酸鈉注射法和UL/UVD+乙醇化學(xué)破壞法。UVN因其完全的、不可逆的單側(cè)前庭損傷而成為可靠的前庭代償動(dòng)物造模方法，單純的UL和UVD因存在手術(shù)迷路破壞不完整的可能性現(xiàn)已較少使用；對(duì)阿散酸及阿散酸鈉注射法因其操作簡(jiǎn)單、結(jié)果可靠也運(yùn)用于前庭代償動(dòng)物造模，而氯仿因具有細(xì)胞毒作用且隨時(shí)間致前庭損害，現(xiàn)已較少使用；UL/UVD+乙醇化學(xué)破壞法因其能更完整、更有效的損壞迷路而在前庭代償動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究的造模中廣泛運(yùn)用。本課題組前期研究，運(yùn)用手術(shù)切除+乙醇化學(xué)破壞成功建立了豚鼠前庭代償模型，并驗(yàn)證了豚鼠前庭內(nèi)側(cè)核存在毒蕈堿受體M2、M3亞型，推測(cè)其可能對(duì)早期前庭代償正常進(jìn)行有促進(jìn)作用[39]。但手術(shù)+化學(xué)方法破壞迷路仍存在一些缺陷和風(fēng)險(xiǎn)，如：術(shù)前麻醉致死、術(shù)中損傷鐙骨動(dòng)脈動(dòng)物出血死亡、手術(shù)內(nèi)耳受損致動(dòng)物耳聾、術(shù)后感染等。通過上述前庭代償動(dòng)物模型，已有一些研究成果產(chǎn)生并應(yīng)用于臨床（如倍他司汀），但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，且目前這些動(dòng)物模型仍有一些不足，還未有公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)模型產(chǎn)生。因此深入研究前庭代償機(jī)制和中樞神經(jīng)系統(tǒng)可塑性，建立相似性高、重復(fù)性好的前庭代償動(dòng)物模型，采用更加規(guī)范、實(shí)用、客觀的急性前庭綜合征評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)，是今后進(jìn)一步努力和完善的方向。