邹 芦, 戴天娥, 卢 晓, 艾晓杰
(1. 上海交通大学农业与生物学院/上海市兽医生物技术重点实验室, 上海 200240;
2. 迪哲(上海)医药有限公司, 上海 201203; 3. 上海浦灵生物科技有限公司, 上海 201203)
麻醉是指使用药物或非药物方法使机体或机体一部分暂时失去感觉, 以达到无痛的目的。理想的麻醉应该是诱导迅速、麻醉平稳、清醒快。吸入性气体麻醉是实验小鼠最常用的麻醉方法, 其以获取容易、麻醉效果迅速且麻醉深度可调节、麻醉及复苏迅速平稳等优点, 在小鼠麻醉中占据重要地位[1]。但是吸入性气体麻醉需要用到昂贵的呼吸麻醉机, 而且对于使用场地和气体回收装置有一定的要求; 同时当需要进行大批量、连续的实验操作时, 使用气体麻醉就不太适合。另外, 一些特殊的动物模型无法使用吸入性气体麻醉。
替来他明/唑拉西泮(舒泰50)是现在临床上最常见的兽用麻醉剂,它是一种新型的解离性麻醉药品,主要由解离性麻醉剂替来他明和苯二氮类镇静剂唑拉西泮按比例混合而成。唑拉西泮可加强替来他明对中枢神经系统的抑制作用,又可防止由替来他明引起的惊厥,增强肌肉松弛效果,还可以缩短麻醉苏醒时间。其复合使用能够使肌肉松弛,引起浅表性痛觉和内脏痛觉的消失,并且不会引起呼吸中枢的抑制,具有镇静、镇痛和麻醉的作用[2]。但对小鼠的麻醉, 舒泰50 单独使用不能起到很好的作用。右美托咪定(哆咪静)是一种高特异性的α2 肾上腺素受体兴奋剂,能降低交感神经的活性,产生镇静和止痛的作用[3]。由于哆咪静对其他中枢抑制剂(如麻醉药)具有明显的增效作用,并能够明显降低麻醉剂的剂量,因此考虑哆咪静和舒泰50 复合麻醉来麻醉小鼠。
7~9 周龄SPF级BALB/c小鼠雌雄各9只,体质量19~26 g,购自北京维通利华实验动物技术有限公司[SCXK(京)2016-0006]并饲养于迪哲(上海)医药有限公司屏障设施内[SYXK(沪)2018-0015]。所有动物和饲养操作均符合国家实验动物标准GB14925-2010《实验动物环境及设施》和《实验动物饲养管理和使用指南》[4]的要求。自由摄食(提供PMI 公司生产的5C02C 标准维持饲料)、饮水,每2 周更换一次垫料以保持干燥,饲养间按15 次/h 换气, 温度20~26 ℃,相对湿度40%~70%, 12 h 照明/12 h 黑暗交替光照。每笼给予1 根白杨木条供动物磨牙。IACUC 批准号为1804-PK-01。实验前保证动物在迪哲动物房内适应至少3 d。
舒泰5 0 购自法国维克有限公司( 批号:6VUL)。使用前将舒泰50 冻干粉完全溶解,配成50 mg/mL 注射液待用; 哆咪静(批号: 1832885)和阿替美唑(咹啶醒)(批号1735088)均购自硕腾(上海)企业管理有限公司; 生理盐水购买自上海百特医疗用品有限公司(批号: S1706027); 泪然滴眼液购自Alcon 公司(批号: 17122BA)。
1.3.1 动物分组 18 只BALB/c 小鼠,用随机数字表编号,并按体质量随机分为2 组(A 组雌雄各6 只,B 组雌雄各3只): A组给予舒泰50和哆咪静混合麻醉; B组给予同样剂量的舒泰50和哆咪静混合麻醉,待麻醉稳定维持1 h 后, 给予0.5 mg/kg剂量的咹啶醒。
1.3.2 实验步骤 已溶解的舒泰50溶液和哆咪静溶液按照40∶1 的比例混合均匀,用生理盐水稀释4 倍后待用。咹啶醒注射液按体积比1∶100稀释后待用。每只小鼠给药前称重。按照舒泰50剂量40 mg/kg+哆咪静0.1 mg/kg 给予A、B 两组小鼠腹腔注射。当B 组动物麻醉稳定维持1 h 后,给予0.5 mg/kg剂量的稀释后的咹啶醒注射液以拮抗哆咪静的麻醉效果。
注射时间: 药物注射入动物体内的时间; 倒地时间: 动物倒地,躯体位置不再移动,此时翻正反射消失; 疼痛反射消失时间: 使用眼科手术镊夹取动物四肢及尾根部,均无反映定义为疼痛反射消失; 疼痛反射出现时间: 使用眼科手术镊夹取动物四肢及尾根部, ≥2处连续2次出现疼痛反映定义为疼痛反射出现; 苏醒时间: 动物四肢开始活动,翻正反射恢复; 诱导时间= 疼痛反射消失时间-注射时间; 麻醉维持时间= 疼痛反射出现时间-疼痛反射消失时间。此时适合进行手术操作。恢复时间= 动物苏醒时间-疼痛反射出现时间。
使用Prism 8 统计软件进行统计学处理分析。定量资料采用多个样本均数方差分析,以x-± s 表示,组间比较采用两样本均数的t 检验。P<0.05为差异有统计学意义。
舒泰50 和哆咪静复合麻醉的麻醉诱导时间、麻醉维持时间、苏醒时间和麻醉总时间的数据见表1。数据显示, 舒泰50 和哆咪静复合麻醉成功率为100%(18/18), 并且能够快速地诱导小鼠进入外科麻醉期[雌性(18.2±4.3) min, 雄性(8.0±1.2) min], 失去疼痛反射; 18 只动物无一死亡。
B 组动物在麻醉时间维持1 h 后, 注射咹啶醒,雌性动物苏醒时间从(100±17.6) min 缩短至(31.1±8) min,减少了69%; 雄性动物(110.2±19.5) min 缩短至(36.7±5.5) min,减少了66%(P<0.05)。
传统的非吸入性麻醉药主要有戊巴比妥钠、水合氯醛、氯胺酮、速眠新等。其中通过作为γ-氨基丁酸(GABA)受体激动剂而发挥麻醉作用的戊巴比妥钠, 列为国家二类精神药品, 不仅申请、购买、使用和储存有着较高的要求,而且深度麻醉剂量与致死量很接近,使用时麻醉剂量难以掌握,极易造成术中麻醉死亡; 水合氯醛是一种催眠药、抗惊厥药,动物手术所需麻醉剂量的水合氯醛不能提供足够的镇痛作用,并且还会导致显著的呼吸抑制,因此不推荐存活动物实验使用水合氯醛腹腔麻醉; 氯胺酮是一种作用于大脑皮质和脊髓神经元的非竞争性N- 甲基-D- 天冬氨酸(NMDA)受体拮抗剂,广泛应用于所有动物物种的麻醉, 还具有镇痛作用,但氯胺酮的多种不良反应, 包括妄想、幻觉、谵妄和混乱等[5], 同时作为国家一类精神药品, 其申请、购买的难度也限制了其使用。至于国产麻醉药品速眠新等产品有着麻醉效果不稳定、深度不够和不良反应大等缺点[6],在实际使用中仍然存在较大问题。
表 1 麻醉时间比较 min
舒泰50 是目前临床上最常见的兽用麻醉剂,在犬、猫、猴、大鼠等动物的麻醉效果得到了一致的认可, 但是对小鼠麻醉, 舒泰50的效果不尽人意。当使用剂量在75 mg/kg 以上时,极易造成动物死亡; 当使用50~75 mg/kg 时, 动物麻醉深度不够, 四肢无意识地划动, 无法进行手术操作。舒泰50 和哆咪静复合麻醉弥补了其中的不足。
本文研究表明,舒泰50 和哆咪静复合麻醉维持时间47~92 min, 总麻醉时间146~225 min,适合常规手术操作。在麻醉过程中,小鼠的眨眼反射丧失, 角膜暴露在空气中, 极易干燥、充血,造成不适。建议涂抹眼药膏或者定时滴眼药水以保证眼球湿润; 同时由于长时间麻醉造成小鼠体温下降, 也是导致小鼠苏醒时间过长的原因,建议在动物麻醉时添加保温垫以保暖。本实验表明,咹啶醒的拮抗作用, 能消除(或抑制)哆咪静注射液引起的镇静与止痛作用, 从而大大缩短了小鼠的苏醒时间,因此建议在术后给予咹啶醒,以缩短麻醉时间,增加动物存活率。同时根据不同的麻醉要求可以微调药品的使用剂量,比如当需求的麻醉时间不足30 min 时, 可以使用舒泰5 032 mg/kg和哆咪静0.08 mg/kg,以缩短麻醉持续时间。此复合麻醉方法不足之处在于,舒泰50和哆咪静只能提供中等程度的镇痛作用,因此对于某些手术操作来说,需要联合阿片类镇痛剂(比如丁丙诺啡)同时使用。Cagle 等[7]研究表明,哆咪静在雄性小鼠会有66%的概率造成尿道栓塞,但本研究中未观察到,可能尿道栓塞是反复哆咪静麻醉才会导致的现象; 至于舒泰50 和哆咪静复合麻醉针对其他品系小鼠的麻醉作用,有待后续研究。