癲癇是全球最常見(jiàn)的慢性神經(jīng)系統(tǒng)疾病之一,影響約5000萬(wàn)人。盡管現(xiàn)有抗癲癇藥物不斷迭代,仍有約30%患者應(yīng)答不佳,耐藥性癲癇亟需具有新作用機(jī)制的藥物填補(bǔ)治療空白。抗癲癇候選藥物在進(jìn)入復(fù)雜慢性模型評(píng)價(jià)前,通常需首先通過(guò)Pentylenetetrazole(PTZ)誘導(dǎo)的急性癲癇模型這一經(jīng)典篩選環(huán)節(jié)。
有濟(jì)醫(yī)藥體內(nèi)藥理平臺(tái)具備標(biāo)準(zhǔn)化、可重現(xiàn)的PTZ急性癲癇小鼠模型構(gòu)建與藥效評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)。下文我們將圍繞PTZ誘導(dǎo)的急性癲癇模型,從其構(gòu)建要點(diǎn)及藥效評(píng)價(jià)指標(biāo)等方面展開(kāi)系統(tǒng)介紹。
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模型構(gòu)建
試驗(yàn)采用的是健康成年雄性C57BL/6J小鼠,陽(yáng)性藥為丙戊酸鈉(VPA)。給藥30分鐘后腹腔注射PTZ,立即轉(zhuǎn)入腦電監(jiān)測(cè)透明觀察箱,進(jìn)行行為學(xué)觀察及采集表面肌電信號(hào)。下圖1為試驗(yàn)流程。

圖1 試驗(yàn)流程
PTZ注射后模型對(duì)照組小鼠迅速進(jìn)入刻板躁動(dòng)、點(diǎn)頭、濕狗樣抖動(dòng)的預(yù)發(fā)作階段,隨后快速進(jìn)展為雙側(cè)前肢陣攣、跌倒并出現(xiàn)強(qiáng)直。而VPA組小鼠在同一時(shí)間窗口內(nèi)多保持平靜,僅少數(shù)出現(xiàn)輕微面部抽搐。
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評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
1.發(fā)作等級(jí)與潛伏期
Racine評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):0級(jí):沒(méi)有行為上的發(fā)作;1級(jí):節(jié)律性點(diǎn)頭或頭部顫搐;2級(jí):陣攣性咀嚼;3級(jí):頭部顫搐加前肢陣攣性抽搐;4級(jí):袋鼠姿勢(shì) (上身直立) ;5級(jí):跌倒;6級(jí):強(qiáng)直-陣攣性驚厥。我們將發(fā)作過(guò)程拆解為三個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn):
癲癇發(fā)作潛伏期:PTZ注射到首次出現(xiàn)≥2級(jí)發(fā)作行為
陣攣潛伏期:首次出現(xiàn)雙側(cè)前肢節(jié)律性抽搐
強(qiáng)直潛伏期:首次出現(xiàn)四肢伸直、角弓反張

圖2 癲癇發(fā)作等級(jí)(A)、癲癇發(fā)作潛伏期(B)、陣攣潛伏期(C)、強(qiáng)直潛伏期(D)
從圖2數(shù)據(jù)來(lái)看,模型對(duì)照組陣攣潛伏期,強(qiáng)直潛伏期均極短,陣攣與強(qiáng)直幾乎接連觸發(fā),最終發(fā)作等級(jí)高達(dá)5.5級(jí)。這反映出PTZ誘導(dǎo)致癇風(fēng)暴的迅猛性。與模型組相比,VPA組小鼠癲癇發(fā)作等級(jí)顯著下降(P<0.001),陣攣潛伏期、強(qiáng)直潛伏期顯著延長(zhǎng)(P<0.05)。
2.肌電檢測(cè):從行為到電生理
行為學(xué)評(píng)分雖直觀,但受限于觀察者經(jīng)驗(yàn)和動(dòng)物個(gè)體表現(xiàn),存在一定主觀性。為此,我們對(duì)多組小鼠同步進(jìn)行了表面肌電(EMG)監(jiān)測(cè),以客觀電生理信號(hào)佐證行為學(xué)結(jié)果。

圖3 肌電記錄呈現(xiàn)了兩組截然不同的畫面
模型對(duì)照組:PTZ注射后約90秒,肌電信號(hào)從靜息基線突然爆發(fā)為高頻、高幅的密集癲癇樣放電,持續(xù)數(shù)分鐘后部分終止,對(duì)應(yīng)行為學(xué)上的陣攣-強(qiáng)直發(fā)作;隨后部分小鼠肌電信號(hào)逐漸減弱直至消失,與呼吸衰竭死亡進(jìn)程吻合。
VPA組:同一時(shí)間窗口內(nèi)肌電信號(hào)僅出現(xiàn)散在、低幅的短簇異常放電,無(wú)持續(xù)性高頻爆發(fā),整體與靜息狀態(tài)接近。這與行為學(xué)觀察到該組小鼠多停留在1-2級(jí)輕微發(fā)作高度一致。
肌電數(shù)據(jù)表明:VPA不僅抑制了發(fā)作的外在行為表現(xiàn),也在電生理層面顯著抑制了PTZ誘發(fā)的神經(jīng)元異常同步放電。這提示行為學(xué)指標(biāo)降低并非運(yùn)動(dòng)抑制所致的假象,而是真實(shí)的抗驚厥效應(yīng)。
3.死亡率:藥物保護(hù)效力的關(guān)鍵終點(diǎn)
PTZ急性模型的重要致死機(jī)制在于強(qiáng)直發(fā)作后常繼發(fā)呼吸衰竭和死亡。因此,死亡率是評(píng)價(jià)藥物保護(hù)效力的關(guān)鍵終點(diǎn)指標(biāo)。

圖4 死亡率
本項(xiàng)目數(shù)據(jù)中,與模型組相比,VPA組死亡率顯著下降(P<0.05)。尤其值得關(guān)注的是,強(qiáng)直潛伏期延長(zhǎng)與死亡率下降之間呈明確正相關(guān),提示延長(zhǎng)強(qiáng)直發(fā)作潛伏期可能帶來(lái)生存獲益。該藥效學(xué)指標(biāo)與生存終點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián),為后續(xù)臨床劑量設(shè)計(jì)提供了可靠參考依據(jù)。
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結(jié)語(yǔ)
有濟(jì)醫(yī)藥深耕神經(jīng)藥效評(píng)價(jià)領(lǐng)域多年,依托豐富的背景數(shù)據(jù)庫(kù)與靈活多維的評(píng)價(jià)體系,我們已成功協(xié)助數(shù)十款創(chuàng)新管線完成PCC篩選與IND申報(bào)。未來(lái),我們將繼續(xù)以科學(xué)為尺,以數(shù)據(jù)為準(zhǔn),與合作伙伴攜手跨越臨床前研發(fā)瓶頸,共同推動(dòng)更多突破性療法走向臨床,惠及患者。


