不同的脊髓損傷動物模型復(fù)制出不同類型的解剖結(jié)構(gòu)損傷以及相應(yīng)的行為學(xué)改變。損傷后的運動功能評價既可直接衡量脊髓的再生、修復(fù)和神經(jīng)功能的重建，也是開展神經(jīng)保護(hù)藥物藥效學(xué)試驗不可或缺的環(huán)節(jié)。該文就國內(nèi)外已經(jīng)建立的評價方法作系統(tǒng)綜述，同時列舉其在實驗治療學(xué)上的應(yīng)用，指導(dǎo)研究者選用合適的評價方法。
脊髓損傷( spinal cord injury，SCI) 是由于椎體的移位或碎骨片突出于椎管內(nèi)造成脊髓或馬尾神經(jīng)不同程度的損傷，出現(xiàn)與損傷節(jié)段相應(yīng)的各種運動、感覺和括約肌功能障礙、肌張力異常以及病理反射等改變。國內(nèi)外已經(jīng)建立了脊髓挫傷、壓迫損傷、橫斷損傷、缺血損傷、牽張損傷和化學(xué)損傷等多種 SCI 動物模型，并且開展了部分神經(jīng)保護(hù)藥物的藥效學(xué)篩選。但在實際研究中發(fā)現(xiàn)，動物模型與臨床 SCI仍有很大區(qū)別，需要建立一套完整的、客觀的運動功能評價系統(tǒng)，這對進(jìn)一步探討 SCI 發(fā)生發(fā)展機(jī)制和損傷后的修復(fù)治療顯得尤為重要?，F(xiàn)有的 SCI 動物模型的運動功能評價方法可大致分為開放場地試驗( open field test) ，非開放性場地試驗( non-open field test) 和聯(lián)合行為學(xué)評分法( combined be- havioral score) 3 類。
本文就各種 SCI動物模型的運動功能評價方法及其優(yōu)缺點作系統(tǒng)綜述，方便研究者根據(jù)實驗治療學(xué)的需要選用合適的模型及其評價方法。
1、Tarlov 法(Tarlov test)
1953年Tarlov 等首次描述開放場地試驗，并應(yīng)用于動物脊髓壓迫損傷后的運動功能評價，內(nèi)容有關(guān)節(jié)活動度，能否行走、跑步等。其特點是對靈長類動物較為可靠，且與脊髓損傷程度、神經(jīng)功能恢復(fù)及軸突殘存數(shù)量等的相關(guān)性較好，但對嚙齒類動物一致性較差。由于觀察者存在主觀隨意性，在不同實驗環(huán)境下重復(fù)性不高。隨后許多學(xué)者對 Tar- lov 法進(jìn)行了諸多改良，并將此法應(yīng)用于大鼠后肢功能評價。 Kazanci 等采用 Tarlov 法評價家兔脊髓缺血損傷后的運動功能，表明美西律具有明顯改善神經(jīng)功能和緩解組織病理損傷的作用，但與甲潑尼龍( 強(qiáng)大的抗氧化劑) 比較無統(tǒng)計學(xué)差異。Liang 等探討川芎嗪和去鐵胺治療大鼠脊髓缺血損傷的聯(lián)合效應(yīng)，結(jié)果治療組 Tarlov 評分明顯高于對照組，且截癱發(fā)生率與形態(tài)學(xué)改變存在相關(guān)性。
改良的 Tarlov 法雖然較為簡單，但評分跨度大，容易呈跳躍性分布，較難判別嚙齒類動物 SCI 程度上的差異，也難以揭示神經(jīng)功能恢復(fù)的整個過程。因此，Tarlov 法僅作為嚙齒類動物 SCI 程度的初步篩選，適合與其他行為學(xué)方法結(jié)合使用。Akdemir等采用改良后的 Tarlov 法分級標(biāo)準(zhǔn)和斜板試驗，評價經(jīng) SJA6017 ( 一種鈣蛋白酶抑制劑) 治療后的 SCI 大鼠后肢功能的改善狀況，提示抑制鈣蛋白酶誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡可能是一種可行的SCI 治療策略。
2、BBB 法(Basso-Beattie-Bresnahan test)
1995 年 Basso 等以 Tarlov 法的開放場地試驗為基礎(chǔ)提出一種新的神經(jīng)運動功能評價方法( 簡稱 BBB 法) 。該法分級較細(xì)致，幾乎包括了 SCI 后大鼠后肢恢復(fù)過程中所有行為學(xué)變化，且與脊髓損傷的程度高度相符。該法是目前許多研究者較為推崇的一種方法。主要是將動物置于環(huán)形封閉金屬殼內(nèi)，兩個觀察者對側(cè)站立觀察后肢運動功能變化，觀察期為 5 min，期間觀察者依照評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評分。根據(jù)評分結(jié)果，可以把 SCI 分為癱瘓、早期恢復(fù)、中期恢復(fù)和最后恢復(fù)4 個階段。Basso 等認(rèn)為該法專門用于評價大鼠 SCI 后后肢運動功能恢復(fù)情況，尤其是低位胸段脊髓挫傷后運動功能評價。其次，評分結(jié)果具有靈活性，可用于探討運動功能恢復(fù)機(jī)制。由于記分呈漸進(jìn)性排列，能夠反映早期、中期及晚期的行為變化，揭示 SCI 恢復(fù)的全過程。Lankhorst 等在此基礎(chǔ)上又增加了數(shù)據(jù)的輸入、儲存和分析，方便了數(shù)據(jù)間相互比較。
Li 等改良了 BBB 法，并應(yīng)用于小鼠 SCI 模型的運動功能評價。與斜板試驗相比較更具敏感性，本法變異系數(shù)更小。Pinzon 等報道米諾環(huán)素治療并未引起 SCI 大鼠行為學(xué)或組織病理學(xué)的改變，呼吁臨床脊髓挫傷之后使用米諾環(huán)素治療尚需要作進(jìn)一步細(xì)致的研究。Takeda 等報道利用米諾環(huán)素治療大鼠脊髓缺血損傷，而后借助 BBB 法評判大鼠后肢運動功能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)治療組動物 BBB 評分和正常神經(jīng)元數(shù)量明顯高于對照組。
BBB 法用于評價前后肢運動功能時，需要采用雙盲、雙人獨立觀察記錄，這樣評分結(jié)果更具有客觀性。因評分細(xì)節(jié)較多，對于初學(xué)者不易掌握。BBB 法僅適用于輕、中度損傷，而對重型損傷的評判敏感性不高。
3、主動步態(tài)分析(gait analysis)
de Medinaceli 等最早于 1982 年建立了腳印分析( foot- print analysis) 方法，并將其應(yīng)用于大鼠神經(jīng)運動功能評估，后經(jīng) Metz 等進(jìn)行諸多改良。該法是將試驗動物爪子涂以不同顏色的墨汁，并讓其在木桿上行走，以跨步距離、爪子負(fù)重以及爪子活動角度為指標(biāo)進(jìn)行分析。但由于動物跨步距離和爪子活動角度難以精確測量，可靠性較差。Jia 等報道傳統(tǒng)中藥疏血通能明顯促進(jìn)脊髓血液循環(huán)，減少繼發(fā)性損傷，保護(hù)缺血區(qū)神經(jīng)元。采用 Tarlov 評分法和腳印分析法證實疏血通能促進(jìn)損傷脊髓的運動功能恢復(fù)。
VisuGait分析系統(tǒng)是繼 BBB 法之后，學(xué)術(shù)界廣為推崇的一種研究動物步態(tài)的自動評價體系。一般重大的原創(chuàng)性的實驗治療學(xué)結(jié)果，建議采用 VisuGait分析系統(tǒng)證實。該法能夠提供大量不同運動功能的分析數(shù)據(jù)，包括著地時間、懸空時間、步長、左右腳間距、步序等。
與 BBB 法相比，VisuGait分析系統(tǒng)克服了因動物快速運動而難以作出準(zhǔn)確評估的缺陷，適合前后肢協(xié)調(diào)性評價。其次，該法也大大減少了人為因素的影響，使得評價結(jié)果的可靠性大大提高。Salazar 等采用VisuGait分析系統(tǒng)和 BBB 法觀察小鼠脊髓挫傷后 30 d，移植人類神經(jīng)干細(xì)胞的治療效果。結(jié)果顯示小鼠運動功能在移植后 d 2 就得到明顯改善。
4、被動步態(tài)，跑臺試驗( treadmill test)
跑臺試驗( treadmill test) 也叫被動步態(tài)分析，是在VisuGait分析系統(tǒng)裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一次改進(jìn)。主要是把透明跑道轉(zhuǎn)換成一條可運轉(zhuǎn)的跑步帶，以便更有利于步態(tài)分析。
該試驗可用于動物肢體協(xié)調(diào)性及水平或傾斜步態(tài)力學(xué)分析，適合對小型嚙齒類動 物的研究。其次，步態(tài)參數(shù)與跑步帶的速率呈相關(guān)性，便于進(jìn)行不同階段神經(jīng)運動功能的評估。此法不再需要對試驗動物前后肢涂墨汁，彌補了腳印分析的缺陷。
因此，跑臺試驗被廣泛應(yīng)用于大腦感覺運動皮質(zhì)損傷和 SCI 后的神經(jīng)再生研究，其不足是需要購置昂貴的帶高速攝像機(jī)的跑步機(jī)以及配套的數(shù)據(jù)采集分析軟件。Li 等報道激活 Nogo-66 受體可以促進(jìn)成年中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷后的軸突生長，跑臺試驗、改良、改良 BBB 法、斜板試驗和傾斜網(wǎng)格爬行評分均明顯提高。
