董張雷 吳彬彬 王思聰

[摘要] 目的 建立丙泊酚靜脈自身給藥大鼠模型，采用累進比率程序測量丙泊酚的斷點并分析不同劑量丙泊酚的獎賞效應。 方法 清潔級雄性SD大鼠，體重250～280 g，周齡14周，麻醉下右頸內靜脈置管，恢復7 d后采用固定比率1∶1程序進行靜脈自身給藥實驗。大鼠對1.70 mg/kg丙泊酚形成穩(wěn)定的自身給藥行為后，選取24只大鼠隨機分為3組（每組n=8）：丙泊酚0.56 mg/kg組（P1組）、丙泊酚1.00 mg/kg組（P2組）、丙泊酚1.70 mg/kg組（P3組），繼續(xù)穩(wěn)定訓練5 d，轉為PR程序訓練5 d。實驗由計算機控制，并記錄大鼠的有效鼻觸次數(shù)、無效鼻觸次數(shù)和藥物泵注次數(shù)。 結果 3組大鼠均能建立靜脈自身給藥行為。3組大鼠最后3 d的平均斷點（Breakpiont）分別為P1組：（5.3±1.1）次，P2組：（7.5±1.2）次，P3組：（12.1±1.9）次，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。在PR程序訓練下，大鼠有效鼻觸次數(shù)和泵注次數(shù)隨丙泊酚劑量的增加而明顯增加，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.01）。 結論 在一定劑量范圍內，丙泊酚的獎賞效應與給藥劑量呈正相關。

[關鍵詞] 丙泊酚;自身給藥;累進比率;斷點

[中圖分類號] R614? ? ? ? ? [文獻標識碼] A? ? ? ? ? [文章編號] 1673-9701（2020）29-0041-04

[Abstract] Objective To establish a rat model of intravenous self-administration of propofol to measure the breakpoint of propofol by progressive ratio program and to analyze the reward effect of different doses of propofol. Methods Male SD rats of clean grade， weighing 250～280 g， aged 14 weeks， received right internal jugular vein catheterization under anathesia. After 7 d of recovery， the intravenous self-administration experiment was carried out with the procedure of a fixed ratio of 1∶1. After the rats formed a stable behavior of self-administration of 1.70 mg/kg propofol， 24 rats were selected and randomly divided into 3 groups（for each group， n=8）： the propofol 0.56 mg/kg group（group P1）， the propofol 1.00 mg/kg group（group P2） and the propofol 1.70 mg/kg group（group P3）， which were trained and stabilized for another 5 d and then transferred to PR training lasting for 5 d. The experiment was controlled by computer， and the times of effective nasal contact， ineffective nasal contact and drug pump injection of the rats were recorded. Results All the rats of 3 groups were able to establish their intravenous self-administration behavior. In the last 3 days， the average breakpoints of the three groups were respectively（5.3±1.1） times （group P1）， （7.5±1.2） times （group P2） and （12.1±1.9） times （group P3）， respectively and the differences were statistically significant（P<0.05）. Under the PR training， the times of effective nasal contact and drug pump injection of the rats increased significantly with the increase of the dosage of propofol， and the differences were statistically significant（P<0.01）. Conclusion Within a certain dose range， the reward effect of propofol is positively correlated with the dose administered.

[Key words] Propofol; Self-administration; Progressive ratio; Breakpoint

丙泊酚作為一種短效靜脈麻醉劑，因良好的臨床性能被廣泛用于臨床麻醉和ICU鎮(zhèn)靜[1-2]。越來越多文獻報道丙泊酚可產生性興奮、愉悅和欣快感，存在濫用現(xiàn)象[3-5]。尤其多見于麻醉科人員，而且丙泊酚一旦成癮，致死率也極高[6-8]。動物位置偏愛試驗、自身給藥實驗和辨別實驗也證實丙泊酚有強化和獎賞效應，具有明顯的精神依賴性[9-12]。近期動物實驗表明，即使短期重復給予小劑量丙泊酚，也可引起成癮[13]。

本研究已建立丙泊酚固定比率（Fixed ratio，F(xiàn)R）程序靜脈自身給藥模型，但不同劑量丙泊酚的獎賞效應還沒有評價。靜脈自身給藥模型作為藥物成癮最常用的模型之一，能夠較好地模擬人類自身成癮行為[14]。累進比率程序通過測量實驗動物停止操作行為時完成的自身給藥次數(shù)，可評估完成一次自身給藥行為的最大反應需求，即實驗動物的給藥動機達到斷點（Breaking point，BP）[15]，此時所對應的有效鼻觸次數(shù)即獎賞值。本研究采用累進比率方法檢測大鼠是否能形成穩(wěn)定的自身給藥行為，檢測不同劑量丙泊酚斷點，進一步評價丙泊酚的精神依賴性，現(xiàn)報道如下。

1材料與方法

1.1實驗動物

健康清潔級雄性SD大鼠24只，購自上海斯萊克實驗動物中心，動物許可證號：SYXK（浙）2010-0150， 12～14周齡，體重250～280 g，單籠飼養(yǎng)于清潔級動物房內，晝夜節(jié)律，自由進食進水。飼養(yǎng)環(huán)境：溫度22～24℃，相對濕度55%～70%。隨機分為3組：丙泊酚0.56 mg/kg組（P1組）、丙泊酚1.00 mg/kg組（P2組）、丙泊酚1.70 mg/kg組（P3組）。藥品及裝置：丙泊酚（意大利AstraZeneca公司，批號NK317），大鼠自發(fā)反應操作籠（寧波生物科技研究所）。本研究通過溫州醫(yī)科大學動物倫理委員會審核，實驗過程中善待動物，嚴格遵守2006年國家科技部頒發(fā)的《關于善待實驗動物的指導性意見》原則。

1.2方法

大鼠腹腔注射戊巴比妥鈉全麻后行右側頸內靜脈置管。置管后經頸內靜脈注射0.2 mL青霉素抗感染，傷口用阿米卡星注射液處理，恢復7 d后進入實驗期，訓練結束后單籠飼養(yǎng)，給予食物20 g，以限制生長和維持體重，飲水不限。大鼠固定比率1∶1（FR1）訓練[10]，每天9：00～12：00為自身給藥實驗期。訓練前將大鼠從飼養(yǎng)籠中移到實驗籠，用生理鹽水注射確認導管通暢。每個實驗籠配備一個有效鼻觸開關和一個無效鼻觸開關，觸動有效鼻觸開關時注射丙泊酚，注射期間籠燈熄滅，同時開關上的綠燈閃爍，注射完畢綠燈熄滅，在注射后30 s內大鼠如再次觸動有效鼻觸開關則不注射藥物，僅計算機記錄有效鼻觸次數(shù)。觸動無效鼻觸開關則不注射丙泊酚。有效鼻觸次數(shù)的均數(shù)值連續(xù)3 d波動小于10%視為模型穩(wěn)定。大鼠對1.70 mg/kg丙泊酚形成穩(wěn)定的自身給藥行為后，選取24只大鼠隨機分為3組（n=8）：丙泊酚0.56 mg/kg組（P1組）、丙泊酚1.00 mg/kg組（P2組）、丙泊酚1.70 mg/kg組（P3組），再連續(xù)訓練至少5 d，反應穩(wěn)定后進行PR訓練5 d，每次6 h。PR程序采取5e0（獎賞次數(shù)×0.2）-5，大鼠為獲得丙泊酚注射所要求的有效鼻觸次數(shù)依次為1，2， 4，6，9，12，15，20，25，32，40，50，62，77，95，118，……[16]。如果訓練期間，大鼠持續(xù)1 h無一次丙泊酚注射，則結束訓練，6 h內的注射次數(shù)或1 h內無注射的最后完成注射次數(shù)視為斷點[6，17]。有效鼻觸次數(shù)的均數(shù)值連續(xù)3 d波動小于10%則視為模型穩(wěn)定。計算機自動記錄實驗過程及數(shù)據(jù)，每天訓練結束后，微量注射器注射肝素0.15 mL（30 U），保持靜脈導管通暢。

1.3觀察指標

三組大鼠（分別給予不同劑量丙泊酚）在PR程序下進行自身給藥行為學訓練時，是否能形成穩(wěn)定的自身給藥行為，記錄三組大鼠的有效鼻觸次數(shù)、無效鼻觸次數(shù)和藥物泵注次數(shù)（斷點），比較不同劑量丙泊酚的獎賞效應，評估大鼠的丙泊酚精神依賴潛力。

1.4統(tǒng)計學分析

數(shù)據(jù)應用SPSS 26.0統(tǒng)計學軟件進行分析，計量資料用（x±s）表示，重復測量數(shù)據(jù)比較采用重復測量方差分析（Repeated-measure ANOVA），若Levene檢驗方差齊性，兩兩比較采用LSD，組間比較采用單因素方差分析，P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2結果

2.1 FR程序大鼠自身給藥模型建立

大鼠經過FR1程序（每次靜脈注射1.70 mg/kg丙泊酚）連續(xù)訓練14 d后，丙泊酚自身給藥的有效鼻觸次數(shù)（Active）明顯增加，無效鼻觸次數(shù)（Inactive）則一直處于較低水平且無增長，有效鼻觸次數(shù)明顯高于無效鼻觸次數(shù)，差異有統(tǒng)計學意義（P=0.000），建立穩(wěn)定的自身給藥。見表1。

2.2 PR程序大鼠自身給藥行為模型建立

重復測量方差分析顯示大鼠有效鼻觸次數(shù)隨劑量增加而增加，三組大鼠有效鼻觸次數(shù)比較，差異有統(tǒng)計學意義（P=0.000），且大鼠有效鼻觸次數(shù)與訓練時間有交互作用（P=0.000）（表2）。隨著時間累積，3組大鼠有效鼻觸次數(shù)從第3天開始趨于穩(wěn)定，均明顯高于第1天和第2天。三組大鼠最后3 d有效鼻觸次數(shù)分別為：P3組：（175.7±29.4）次，P2組：（96.3±10.5）次，P1組：（44.3±5.4）次，組間比較，差異有統(tǒng)計學意義（P=0.000，圖1）。三組大鼠無效鼻觸次數(shù)比較，差異無統(tǒng)計學意義（P=0.880，表2）。

2.3不同劑量丙泊酚斷點

3組大鼠最后3 d的斷點次數(shù)分別為：P1組：（5.3±1.1）次，P2組：（7.5±1.2）次，P3組：（12.1±1.9）次，3組大鼠的斷點次數(shù)比較，差異有統(tǒng)計學意義（P=0.000，圖2）。圖3為不同劑量丙泊酚的PR測試原始數(shù)據(jù)圖，每次注射劑量分別為0.56、1.0、1.7 mg/kg，測試時間6 h。隨劑量增加，丙泊酚的給藥動機越強，產生的斷點次數(shù)越高，大鼠更愿意完成鼻觸行為來獲取更多的丙泊酚，即獎賞效應越強。圖4為大鼠丙泊酚PR訓練6 h的原始數(shù)據(jù)圖，6 h內大鼠有效鼻觸次數(shù)195次，無效鼻觸次數(shù)28次。

3 討論

本研究采用累進比率程序成功建立大鼠丙泊酚靜脈自身給藥模型。自身給藥模型最能反映人類主動覓藥行為，因此在藥物濫用和依賴研究領域中應用非常廣泛，經常被用來評估藥物的依賴性潛力。其中FR和PR程序使用最為廣泛。普遍認為FR程序主要反映實驗動物自身給藥的起始階段，而PR程序則衡量動物覓藥動機和藥物渴求度。PR程序與FR程序均要求實驗動物通過一定次數(shù)的鼻觸或踏板行為，完成自身給藥行為。但一般FR程序采用的固定頻率較低，動物完成自身給藥的難度較低。所以，F(xiàn)R程序主要用于評價藥物的強化作用或有無濫用傾向，卻無法很好地評估動物對成癮藥物的覓藥動機和渴求[18]。而PR程序通過累進增加給藥行為與給藥次數(shù)，即完成一次有效給藥所需要的有效鼻觸次數(shù)是逐漸增加的（計算機根據(jù)設置的公式自動完成）。實驗動物滿足自身需求的意愿（即覓藥動機）越強烈，越愿意完成不斷增加的有效鼻觸次數(shù)要求來獲得藥物獎賞[15]，因而可以從一個側面反映其對藥物的覓藥動機和對藥物的渴求度，對研究動物成癮個體化區(qū)別提供更多理論支持。當難度提升到一定程度時，實驗動物因難度太高而最終放棄自身給藥，停止進行操作性行為。實驗動物在最后一次自身給藥時所完成的有效鼻觸次數(shù)，也就是最終比率（獎賞值），反映實驗動物為獲得最后一次給藥所能付出的最大努力，理論上降低自身給藥斷點或者最終比率的藥物，也可以降低覓藥動機或渴求，從而作為治療預防或治療成癮的藥物。

本研究通過建立PR程序自身給藥模型探討大鼠對丙泊酚的覓藥動機和渴求來進一步研究丙泊酚的獎賞效應，發(fā)現(xiàn)斷點和有效鼻觸次數(shù)在一定范圍內隨丙泊酚劑量增加而增加，可見丙泊酚的獎賞效應隨劑量增大而增強，產生正向增加的劑量-效應曲線，這與大多數(shù)成癮性藥物（如尼古丁、可卡因、安非他命）的研究結果一致[18-20]。即實驗動物對藥物產生的覓藥動機越強、渴求度越高，動物更愿意完成所需有效鼻觸次數(shù)而獲得給藥。本研究采用PR程序測試大鼠對丙泊酚精神依賴性的大小，補充FR程序對更為復雜的覓藥動機和渴求的評估。

但PR程序本身也存在一定局限性。首先，藥物的濃度對PR程序影響非常大。根據(jù)上升型劑量-效應曲線在眾多成癮藥物自身給藥實驗中的使用，可知藥物劑量越大，動物的覓藥動機或對藥物的渴求度也會更大。同時，由于大鼠自身給藥訓練程序不同、不同作者對斷點評判標準不同及藥物依賴程度不同等原因，不同的藥物甚至相同藥物之間也很難進行比較。

綜上所述，使用PR程序訓練大鼠可以形成穩(wěn)定的丙泊酚自身給藥，在一定范圍內，劑量越大的丙泊酚獎賞效應越大，進一步的研究應類比其他成癮藥物，研究如何降低藥物斷點，從而為臨床預防和戒毒提供新的思路。

[參考文獻]

[1] Fan W，Zhu X，Wu L，et al.Propofol：An anesthetic possessing neuroprotective effects[J].European Review for Medical & Pharmacological Sciences，2015，19（8）：1520-1529.

[2] Monroe T，Hamza H，Stocks G，et al.The misuse and abuse of propofol[J].Substance Use & Misuse，2011，46（9）：1199-1205.

[3] Wischmeyer PE，Johnson BR，Wilson JE，et al.A survey of propofol abuse in academic anesthesia programs[J].Anesth Analg，2007，105（4）：1066-1071.

[4] Earley PH，F(xiàn)inver T.Addiction to propofol：A study of 22 treatment cases[J].Journal of Addiction Medicine，2013， 7（3）：169-176.

[5] Brechmann T，Maier C，Kaisler M，et al.Propofol sedation duringgastrointestinal endoscopy arouses euphoria in a large subset of patients[J].United European Gastroenterology Journal，2017，6（4）：536-546.

[6] Roussin A，Montastruc JL，Lapeyre-Mestre M.Pharmacological and clinical evidences on the potential for abuse and dependence of propofol：A review of the literature[J].Fundam Clin Pharmacol，2007，21（5）：459-466.

[7] Saraghi M，Badner VM，Golden LR，et al.Propofol an overview of its risks and benefits[J].Compendium of Continuing Education in Dentistry，2013，34（4）：252-258.

[8] Xiong M，Nimisha S，Kavya R，et al.Neurobiology of propofol addiction and supportive evidence：What is the new development？[J].Brain Sciences，2018，8（2）：36.

[9] 孫國勤，徐惠芳，江偉，等.異丙酚條件性位置偏愛效應形成的神經機制[J].中華麻醉學雜志，2002，22（4）：231-233.

[10] Wu B，Liang Y，Dong Z，et al.Glucocorticoid receptor mediated the propofol self-administration by dopamine D1 receptor in nucleus accumbens[J].Neuroscience，2016， 328（7）：184-193.

[11] Wu B，Lin W，Wang H，et al.Glucocorticoid receptor in rat nucleus accumbens：Its roles in propofol addictions[J].Neuroscience Letters，2018，662（1）：115-121.

[12] Wang B，Lv K，Liu H，et al.Contribution of the α5 GABAA receptor to the discriminative stimulus effects of propofol in rat[J].Neuroreport，2018，29（5）：347-352

[13] 徐文婷，楊麗勤，張忠楠，等.丙泊酚成癮大鼠的心理生理學特性[J].中國臨床藥理學與治療學，2019，24（6）：608-614.

[14] 趙春，張栗，馬寶苗，等.累進比率在自身給藥模型中的應用[J].中國藥物依賴性雜志，2011，20（3）：169-172.

[15] Gancarz AM，Kausch MA，Loyd DR，et al.Between-session progressive ratio performance in rats responding for cocaine and water reinforcers[J].Psychopharmacology（Berl），2012，222（2）：215-223.

[16] Depoortere RLD，Lane J，et al.Parameters of self-administration of cocaine in rats under a progressive-ratio schedule[J].Pharmacology Biochemistry and Behavior，1993， 45（3）：539-548.

[17] Roberts DCS.Breaking points on a progressive ratio schedule reinforced by intravenous apomorphine increase daily following 6-hreinforced by intravenous apomorphine increase daily following 6-hy-droxydopamine lesions of the nucleus accumbens[J].Pharmacol B&hem Behav，1989， （32）：43-47.

[18] Donny EC，Caggiula AR，Mielke MM，et al.Nicotine self-administration in rats on a progressive ratio schedule of reinforcement[J].Psychopharmacology，1999，147（2）：135-142.

[19] Brebner K，Phelan R，Roberts DCS.Intra-VTA baclofen attenuates cocaine self-administration on a progressive ratio schedule of reinforcement[J].Pharmacology Biochemistry and Behavior，2000，66（4）：857-862.

[20] Green T，Gehrke B，Bardo M.Environmental enrichment decreases intravenous amphetamine self-administration in rats：Dose-response functions for fixed- and progressive-ratio schedules[J].Psychopharmacology，2002，162（4）：373-378.

（收稿日期：2020-03-13）