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中医药蕴藏着丰富的开发治疗癫痫药物的资源。研究证实, 中草药 (如天麻、钩藤和半夏等) 确实存在现代医学意义上的治疗癫痫的作用, 且中草药提取物预计可提供更佳的疗效和更少的不良反应及治疗费用[1]。笔者发现, 目前国内在中医药治疗癫痫的药效学类动物实验研究上未形成较系统的共识, 在某种程度上削弱了研究成果的说服力。如, 混淆“抗癫痫病理机制”与“抗痫性发作病理机制”作用, 选择了不恰当的动物模型和给药时机来评价药效等, 最终令结论的准确性下降并限制研究的深入开展。本文搜集国内2012年至2018年的相关研究, 参考国际研究动向, 反思中医药相关研究在研究定位和动物模型及给药时机选择等方面存在的不足, 并探讨改进措施。
搜集国内中医药治疗癫痫的药效学类动物实验研究
1. 检索策略及结果
在CNKI中检索: (关键词含“癫痫”或“惊厥”) 和 (全文含“大鼠”或“小鼠”) 和 (全文含“中药”或“中医”) , 发表时间为2012年1月1日至2018年1月1日, 获得文献366篇, 剔除无关者212篇。在PubMed中检索: ( ( (epilepsy[Title Abstract]OR epileptic[Title/Abstract]) OR convulsant[Title/Abstract]) AND ( ( (“asian continental ancestry group”[MeSH Terms]OR (“asian”[All Fields]AND“continental”[All Fields]AND“ancestry”[All Fields]AND“group”[All Fields]) OR“asian continental ancestry group”[All Fields]OR“Chinese”[All Fields]) AND (“medicine”[MeSH Terms]OR“medicine”[All Fields]) ) AND ( (“Chin Med”[Journal]OR (“Chinese”[All Fields]AND“medicine”[All Fields]) OR“Chinese medicine”[All Fields]) OR“Chin Med”[Journal]) ) ) AND (rat[Title/Abstract]OR mice[Title/Abstract]) AND (“2012/01/01”[PDAT]:“2018/01/01”[PDAT]) , 获得文献86篇, 剔除无关者62篇。
2.汇总资料并指出不足
纳入的178篇文献中含226个使用大、小鼠模型的体内研究, 造模药物及措施包括戊四氮 (Pentylenetetrazol, PTZ) 92个、匹罗卡品 (Pilocarpine, PILO) 52个、海人藻酸 (Kainic acid, KA) 38个、最大电惊厥 (maximal electroshock seizure, MES) 12个、青霉素12个、电点燃7个、士的宁6个和马桑内酯、硫代氨基脲、尼可刹米、印防己碱、3-巯基丙酸、热惊厥及皮层电刺激各1个。以上研究存在三类问题, 即研究定位 (所研究的药效类型) 模糊 (混淆“癫痫”“痫性发作”及“惊厥”的定义;混淆“抗癫痫病理机制”及“抗痫性发作病理机制”的定义) 和所选模型及给药时机与研究定位不符。以PILO模型为例, 部分研究的造模类型 (14/50) 或给药时机 (16/50) 与该研究定位的药效类型不符, 具体见表1-表2。
表1 PILO模型造模类型及研究定位的药效类型汇总 (个)
注:删除未报道造模方案的研究2个, 合计50个;“其它”即神经保护、抗抑郁和改善认知等;第2列指明有无进行模型质控。*表示该模型能反映的药效类型与该研究定位的药效类型不相符。SE, 即status epilepticus, 癫痫持续状态。
针对研究现状存在的不足提出建议
1.研究定位的基础:明确区分癫痫病理机制及痫性发作病理机制的定义
癫痫是一组慢性反复发作性的脑功能失调临床综合征;其标志是复发的、非诱发性的自发痫性发作 (spontaneous recurrent seizure, SRS) ;常伴精神心理及认知障碍等合并症[2]。以继发性癫痫为例, 脑部在首次病理打击 (如卒中或外伤) 后, 多会先经历数月或数年的潜伏期再出现SRS;以隐源性癫痫为例, 随着病程发展, 其SRS可从对药物敏感发展成耐药, 并出现合并症[3]。由此可见, 癫痫大脑存在缓慢进展的病理机制, 国际上称之为“Epileptogenesis” (Epilepsy+Pathogenesis) , 笔者将其译为“癫痫病理机制”。它是一个由各种病因 (长期存在的致痫诱因或短期存在的启动因素) 诱发的慢性病理进程、使脑部痫性发作阈值下降和脑功能及结构病变, 临床上以SRS和合并症为特征[4]。痫性发作是由孤立的脑部痫性放电事件引起的症状;发作前后脑内短暂的病理变化 (如神经递质平衡失调) 属痫性发作病理机制[“Ictogenesis” (Ictal+Pathogenesis) ]范畴[5]。
表2 PILO模型研究定位的药效类型及给药时机汇总 (个)
注:“其它”即神经保护、抗抑郁和改善认知等;*表示该给药时机能反映的药效类型与该研究定位的药效类型与不相符。
明确区分这两种病理机制对药效学研究的定位起导向作用。现代医学由此将治疗癫痫的药物分为抗痫性发作的药物 (anti-epileptic drugs, AEDs;anti-epileptic与anti-convulsive, anti-seizure和anti-ictal同义) 和抗癫痫病理机制的药物 (anti-epileptogenic drugs) [6]。但国内中医药相关领域中有部分研究的定位并未考虑到这个基本要求。如有文章描述某药“降低癫痫发作级别, 缩短惊厥发作时间, 提示药物的抗癫痫作用”, 其字面意义不准确 (“癫痫发作”和“惊厥发作”定义不同) , 并体现出研究定位模糊。因为, 评价药物对癫痫的作用须选具备癫痫病理机制的模型和能反映癫痫病理机制的给药时机, 并观察该病理机制的药效靶点;评价药物对痫性发作的作用时则相应调整设计。“痫性发作的级别或持续时间”仅反映痫性发作病理机制, 通常不能体现药物对癫痫病理机制的作用。
2. 研究重心的抉择:大胆探索中医药对癫痫病理机制的作用
国际上在20多年前就已呼吁学者关注药物对癫痫病理机制的作用, 但目前仍未有对人类癫痫病理机制有效的药物[3]。当今临床治疗癫痫的药物都是AEDs, 它们对难治性癫痫、某些癫痫亚组和合并症的疗效有限[[2,5], 5], 而且对临床病例的癫痫病理机制即慢性病程无效[4]。导致如此困局, 原因之一在于既往的研究多只关注某个药效靶点, 但癫痫并非一个单病因、单靶点的疾病。因此, 现代医学未来的研究将更注重疗法对癫痫病理机制 (SRS、合并症及长期预后等) 的作用[6]。鉴于中草药可能有更广泛的作用靶点及层次, 中医药研究者可将研究定位向抗癫痫病理机制作用倾斜, 关注药物的综合疗效和长远获益。
现代医学开发药物时先大规模筛选抗痫性发作的药物, 经鉴定药物对某种痫性发作疗效确切后, 才评估药物对癫痫的作用, 因此难以选出具有突破性意义的、对癫痫病理机制有效的药物[7,8,9]。与现代医学的“大海捞针”不同, 常用于治疗痫病的中草药基本已知。因此, 初步研究即可大胆地评价中草药的抗癫痫病理机制作用[3]。临床研究方面, 在发挥辨证论治的前提下, 可引入现代医学研究的要求, 关注药物对何种痫性发作及癫痫类型有效、能否改善难治性癫痫、合并症和慢性病程等, 并运用临床信息指导开展基础研究。
3. 选择动物模型的三大要素:反映研究定位、病机稳定可控、预测临床疗效
本领域常用模型有两种。急性痫性发作模型 (含“惊厥模型”) 即动物经造模诱因启动痫性发作病理机制, 出现痫性发作甚至SE。癫痫模型即动物经造模诱因启动癫痫病理机制, 见慢性癫痫的特点 (SRS、癫痫相关行为学异常及脑部功能结构重塑) [10]。用于药效学研究的模型其病机必须符合研究定位, 需具备相对可控和容易观察的病机, 需对药物的临床疗效具有预测作用 (当某药对某模型有效时, 该药在临床上对该模型对应的痫性发作或癫痫病例有效) 。以此为准, 提出建议如下。
3.1 根据研究定位选择具备相应病理机制的动物模型
常见错用痫性发作模型评价药物对癫痫病理机制的作用。如, PTZ单次给药可诱发非惊厥性失神或肌阵挛性发作, 但本质上仍是痫性发作模型, 有部分研究将其误用于“抗癫痫作用”研究;PILO单次给药在急性期仅建成痫性发作或SE模型, 只有对SE进行条件控制 (控制发作级别及时间) 才能建成癫痫模型, 有部分研究误将该痫性发作/SE模型用于“抗癫痫作用”研究。
3.2 建立痫性发作模型前应考量造模因素易感
性的个体差异研究抗痫性发作作用多在造模前/期间给药, 以发作的潜伏期、级别和持续时间反映药效。若动物对造模因素敏感或者耐受, 可致假阴或假阳性结果。如, 相同种属或批次的动物对MES刺激仍有较大个体差异[3];但仅部分研究[11]筛选了动物的个体差异。
3.3 建立癫痫模型后应考量癫痫病理机制发展的个体差异
癫痫模型有点燃模型、SE后癫痫模型、颅脑损伤模型和遗传病模型等。前三者的原理均为单次或多次给予脑部严重打击以启动或维持癫痫病理机制。如, 单次给予PILO或KA后动物先出现痫性发作并进入SE (启动癫痫病理机制) , 当SE被人为终止后进入潜伏期, 随着癫痫病理机制发展最终进入慢性期, 建成SE后癫痫模型。个体差异见于潜伏期的历时、SRS的严重程度和病情发展的模式, 故应在治疗前按病情筛选动物[[8,10,12], 10, 12];仅2例研究[13]对PILO癫痫模型进行筛选。
3.4 建立点燃模型后应考量癫痫病理机制的稳定性
点燃状态反映癫痫病理机制的存在, 核心要求为痫性发作阈值下降, 病检见边缘叶变性。不同点燃模型的癫痫病理机制的稳定性不一。慢性电点燃模型是最稳定的难治性颞叶癫痫 (temporal lobe epilepsy, TLE) 模型, 但造模方法繁琐且耗时长[14]。短期内给予更频繁电击可制成急性电点燃模型, 其点燃状态维持时间短, 仅具备癫痫早期的神经网络改变[[10]];纳入的7例使用该模型的研究在给药期间均未监测点燃状态。多次给予PTZ令动物出现连续3次Racine 4至5级发作可建成点燃模型[[15]];但有部分研究未规范筛选点燃状态 (4例仅需发作级别达2或3级;11例对发作级别无要求) , 即模型可能并未具备癫痫病理机制。
3.5 选用难治性模型时应考量其“难治”的特点
这类模型预测临床疗效的作用可能更佳。“难治”是指经两种或以上AEDs在最大可耐受剂量的治疗下仍可见频繁的痫性发作或痫性放电[16]。故研究者应有目的地筛选“难治”特征显著的动物。如, AEDs短期治疗可筛出对治疗敏感或耐药的模型, 而造模期间给予AEDs可诱导出特殊的难治性 (如经拉莫三嗪治疗的慢性电点燃大鼠对拉莫三嗪、卡马西平和托吡酯耐药) [7,9]。
3.6 了解模型对药物临床疗效的预测作用
基础药效研究的目的是向临床转化, 在研究设计和下结论时应斟酌模型预测临床疗效的效果, 尽量避免夸大或低估药效。初筛研究常用的MES模型和PTZ痫性发作模型近年来因预测效果欠佳而备受诟病:MES建成全面性或部分性发作模型, 但其漏判左乙拉西坦对部分性发作的药效[7];而PTZ痫性发作模型漏判拉莫三嗪对失神及肌阵挛性发作的药效[14]。癫痫模型因病理机制复杂其预测作用也更难把握:慢性电点燃模型的脑部病变局限于边缘叶, 与TLE病理特征吻合, 但该模型无SRS, 与TLE临床症状不符[[10]];而SE后癫痫模型方便观察SRS, 但其脑部病变波及边缘叶及新皮质, 与TLE特征不符[17]。
3.7 有依据地用多种模型对药效进行系统评价
学者常有疑问: (1) 药物对某些模型有效, 是否有足够依据进行更深入的药理研究或临床试验? (2) 药物对某些模型无效, 是否有足够依据判断该药对痫性发作或癫痫无效?为充分预测药物的临床疗效, 应选用多种病机不同的模型。可参考美国国立卫生研究院和国立神经系统疾病及中风研究所的方案:当药物对MES模型、PTZ痫性发作模型或6-Hz精神运动性发作模型其中之一有效时, 先研究其药理、毒理背景, 再用慢性电点燃模型或KA模型等癫痫模型评价其抗癫痫病理机制作用以评估向临床试验转化的指征[18]。
4. 选择给药时机的两大要素:反映研究定位、匹配临床实际
模型在病程发展的不同阶段具有不同病机。为便于成果转化, 应把握病机发展的规律, 在正确时机、以匹配临床实际的方案给药。以此为准, 提出建议如下。
4.1 造模前或造模期间给药不一定能反映抗痫性发作作用
评价药物抗痫性发作作用时, 如在造模前给药, 药效表现为痫性发作的出现或级别被抑制, 但临床上甚少用药预防首次痫性发作;在造模期间、痫性发作开始后给药较符合实际, 药效表现为痫性发作的级别和持续时间被抑制, 并可观察起效时间;以上两法均不能排除药物对造模因素的拮抗作用[8]。因SRS与诱发的急性痫性发作的病机不同, 观察药物对癫痫模型SRS的影响既可反映抗痫性发作作用, 也更符合实际[8]。
4.2 造模前或造模期间给药不能反映抗癫痫病理机制作用
评价抗癫痫病理机制作用需在癫痫模型造模成功后进行, 在造模前或造模期间给药仅反映“拮抗”或抗痫性发作作用[9]。搜得6例研究用急性电点燃模型评价药物抗癫痫病理机制作用:5例在每次电击前、模型未点燃时给药, 即未排“拮抗作用”;1例在点燃后才给药并继续电击, 但短时间内频繁电击脑部其痫性发作阈值会反应性提高, 导致假阳性结果[3]。
目前有以下两种相对合理的方案可用于评价药物对癫痫病理机制的作用:点燃模型者, 先连续3周在给药后给予电击, 停药后继续电击至点燃状态 (反映抗癫痫病理机制作用) , 最后再次给药并在其后电击 (反映抗痫性发作作用) [[19]];SE后癫痫模型者, 经SE启动癫痫病理机制后在潜伏期 (治疗癫痫的“时间窗”) 连续给药1～4周, 停药后以SRS、癫痫相关行为学异常及脑组织病变等评估疗效[3,10]。
小结
如今现代医学的研究重心已向寻找抗癫痫病理机制的药物倾斜, 并提出“Network pharmacology”的研发思路 (研发多靶点起效新药或组合多个单靶点起效老药) [20]。中医药研究者应顺应趋势, 利用中医药的长处打破僵局。因对癫痫和痫性发作模型进行证候评价的难度高, 目前中医药相关研究在整体上仍以现代医学的研究方法为主。本文结合国际上的主流研究进展、针对国内相关研究存在的三点不足, 探讨中医药相关研究如何紧抓侧重点、更有依据地设计实验, 并使基础药效学研究更紧密地联系临床。
来源：中华中医药杂志 作者：邓楚欣 吴智兵
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