非人靈長(zhǎng)類個(gè)性化麻醉方案的探討

周智剛，段志剛，王宏，龔南南，劉杰，陳興龍，卓艷，周引，張婷，陳永昌*

(1. 云南中科靈長(zhǎng)類生物醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室； 2. 昆明理工大學(xué)靈長(zhǎng)類轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院，昆明 650500)

非人靈長(zhǎng)類(non-human primates，NHPs)在遺傳學(xué)、解剖學(xué)和生理學(xué)上與人類高度相似，極大的擴(kuò)展了其在生命科學(xué)研究中的應(yīng)用范圍。尤其是近幾年，靈長(zhǎng)類動(dòng)物在神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、干細(xì)胞、安全性評(píng)價(jià)等研究領(lǐng)域中發(fā)揮了重要作用[1]。如何根據(jù)科研目的采用合適的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物并選擇恰當(dāng)?shù)穆樽硭幬锸琼樌M(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的重要前提。理想的麻醉應(yīng)該既要保證實(shí)驗(yàn)操作順利進(jìn)行，使獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，又要將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遭受的痛苦降至最低，保證動(dòng)物福利和倫理要求[2]。

氯胺酮作為一種典型的全身麻醉藥物，被廣泛應(yīng)用于所有動(dòng)物物種的麻醉。氯胺酮在靈長(zhǎng)類和其他物種中使用有一些副作用，包括注射時(shí)的疼痛、注射部位的肌肉和神經(jīng)損傷，以及恢復(fù)性譫妄，但可以通過添加其他藥劑來降低。盡管有這些問題，氯胺酮仍被廣泛應(yīng)用于靈長(zhǎng)類動(dòng)物，主要是因?yàn)樗休^高的安全范圍以及它對(duì)心血管和呼吸系統(tǒng)的抑制作用較小。氯胺酮屬于非巴比妥類麻醉藥物，是一種非競(jìng)爭(zhēng)性NMDA受體拮抗劑，作用于大腦皮質(zhì)和脊髓神經(jīng)元，注射后對(duì)大腦中樞的丘腦-新皮質(zhì)系統(tǒng)產(chǎn)生抑制，故鎮(zhèn)痛作用較強(qiáng)，但麻醉作用短。故對(duì)手術(shù)時(shí)間短、要求盡快蘇醒的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)通?？刹捎迷撍庍M(jìn)行麻醉, 能取得理想的麻醉效果[3-6]。

隨著麻醉的頻繁實(shí)施，也遇到了一些問題：有些動(dòng)物對(duì)某種麻醉藥物產(chǎn)生了一定的耐藥性，單獨(dú)使用某一種麻醉藥已經(jīng)難以達(dá)到滿意的效果；有些麻醉藥物的成本過于高昂；有些麻醉藥品的供應(yīng)也存在一定的困難[7]。特別是近幾年來，麻醉藥品尤其是氯胺酮管制嚴(yán)格，國(guó)內(nèi)麻醉藥的研發(fā)基本處于停滯狀態(tài)。為規(guī)避氯胺酮管制可能帶來的無藥可用的尷尬局面，也為了滿足個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)需求，尋找氯胺酮的替代品或者優(yōu)化氯胺酮相關(guān)的麻醉方案顯得十分必要。

目前除氯胺酮以外，常用于非人靈長(zhǎng)類的全身麻醉藥物有舒泰、速眠新Ⅱ、戊巴比妥鈉、丙泊酚、異氟烷等。舒泰的主要成分為鹽酸替來他明和鹽酸唑拉西泮，在動(dòng)物手術(shù)的全身麻醉時(shí)，能夠保證較短的誘導(dǎo)時(shí)間，同時(shí)副作用較小，安全性也高。速眠新Ⅱ注射液合劑是由氟哌啶醇、保定寧、雙氫埃托啡等藥物制成的復(fù)方制劑，具有誘導(dǎo)迅速、麻醉維持與蘇醒平穩(wěn)、副作用小、可控性好等特點(diǎn)。蘇3號(hào)為特異性α2受體阻斷劑，注射后可迅速翻轉(zhuǎn)速眠新Ⅱ的藥理作用，實(shí)際運(yùn)用中常搭配使用，能讓麻醉方法更加靈活。戊巴比妥鈉屬于中效巴比妥類鎮(zhèn)靜催眠藥，隨用量的增加逐漸產(chǎn)生鎮(zhèn)靜、催眠和抗驚厥作用，大劑量使用時(shí)可產(chǎn)生麻醉作用。戊巴比妥鈉對(duì)呼吸中樞有較強(qiáng)的抑制作用，安全范圍較小，麻醉過量易導(dǎo)致動(dòng)物死亡。丙泊酚為乳狀制劑，作用迅速，停藥后動(dòng)物能迅速恢復(fù)，給藥方法為持續(xù)靜脈滴注。異氟烷為氣體麻醉劑，麻醉效果好，可控性強(qiáng)，需持續(xù)給藥，且由專業(yè)人員操作機(jī)器?？紤]到丙泊酚和氣體麻醉劑的給藥難度較高，在常見的獼猴和食蟹猴上運(yùn)用有限，舒泰、速眠新Ⅱ、戊巴比妥鈉3種麻醉藥物或其組合更適合非人靈長(zhǎng)類的全身麻醉[8-16]。

我們選擇性情溫順，體型小，用藥量少的食蟹猴為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，通過比較氯胺酮、舒泰、速眠新Ⅱ、戊巴比妥鈉或其組合對(duì)食蟹猴體溫、心率、血氧飽和度的影響，希望找出合適的氯胺酮替代品或者能夠減少氯胺酮用量的麻醉方法。同時(shí)，涉及非人靈長(zhǎng)類的實(shí)驗(yàn)繁多，不同實(shí)驗(yàn)對(duì)動(dòng)物麻醉的程度和維持時(shí)間都各不相同，探索個(gè)性化的麻醉方案以滿足不同實(shí)驗(yàn)的需求也是我們的研究目標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

選取25只清潔級(jí)雌性食蟹猴，體重3～5 kg，年齡在6～10歲之間，用于評(píng)價(jià)氯胺酮和其他3種常用的全身麻醉藥物(舒泰、速眠新Ⅱ、戊巴比妥鈉)或其組合對(duì)食蟹猴體溫、心率、血氧飽和度的影響。所有動(dòng)物均來自云南中科靈長(zhǎng)類生物醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室【SCXK(滇)K2015-0003；SYXK(滇)K2015-0005】。動(dòng)物單獨(dú)籠養(yǎng)在一個(gè)可控的環(huán)境下(溫度18～26℃，濕度40%～80%)，飼養(yǎng)的設(shè)施及管理規(guī)范已通過國(guó)際實(shí)驗(yàn)動(dòng)物評(píng)估和認(rèn)可委員會(huì)(AAALAC International)的完全認(rèn)證。該實(shí)驗(yàn)經(jīng)云南中科靈長(zhǎng)類生物醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)(IACUC)審查合格(編號(hào)為L(zhǎng)PBR201801010)。

1.1.2 試劑與儀器

主要試劑：鹽酸氯胺酮注射液(商品名“泰眠康”，2 mL∶0.1 g)，江蘇中牧倍康藥業(yè)有限公司生產(chǎn)；舒泰(Zoletil，每瓶5 mL，含替來他明125 mg和唑拉西泮125 mg)，法國(guó)維克有限公司(Virbac S.A.)生產(chǎn)；戊巴比妥鈉，德國(guó)默克公司生產(chǎn)，本研究中將其與0.9%氯化鈉溶液按40 mg/mL的比例配制成4%的混合溶液；速眠新Ⅱ注射液(又名“鹽酸塞拉嗪注射液”，1.5 mL∶0.03 g)吉林省敦化市圣達(dá)動(dòng)物藥品有限公司生產(chǎn)；蘇3號(hào)注射液(又名“鹽酸苯惡唑注射液”，2 mL∶0.03 g)，吉林省敦化市圣達(dá)動(dòng)物藥品有限公司生產(chǎn)；硫酸阿托品注射液(1 mL∶0.5 mg)，河南遂成藥業(yè)股份有限公司生產(chǎn)。

主要儀器：SurgiVet V9201全參數(shù)生理監(jiān)護(hù)儀，史密斯醫(yī)療公司生產(chǎn)(美國(guó))；水銀玻璃溫度計(jì)(測(cè)量范圍35～42℃)，江蘇魚躍醫(yī)療設(shè)備股份有限公司生產(chǎn)。

1.2 方法

1.2.1 分組

氯胺酮安全性能和鎮(zhèn)痛作用特別突出，對(duì)呼吸系統(tǒng)影響較輕，不良反應(yīng)較其他麻醉少。因此選擇單獨(dú)使用氯胺酮的方案作為對(duì)照組，取該組的心率、血氧飽和度和體溫作為參考標(biāo)準(zhǔn)[17]，將其他組的數(shù)據(jù)與之比較，若差異不顯著則視該麻醉方案安全、有效。每組包括5只成年雌性食蟹猴。

實(shí)驗(yàn)分為5組：對(duì)照組：?jiǎn)为?dú)使用氯胺酮，肌注，劑量0.2 mL/kg；實(shí)驗(yàn)組1：?jiǎn)为?dú)使用舒泰，肌注，劑量0.05 mL/kg；實(shí)驗(yàn)組2：氯胺酮復(fù)合速眠新Ⅱ，分別肌注，氯胺酮?jiǎng)┝?.1 mL/kg，速眠新Ⅱ劑量0.05 mL/kg；實(shí)驗(yàn)組3：舒泰復(fù)合速眠新Ⅱ，分別肌注，舒泰劑量0.05 mL/kg，速眠新Ⅱ劑量0.05 mL/kg；實(shí)驗(yàn)組4：戊巴比妥鈉復(fù)合速眠新Ⅱ，分別肌注，戊巴比妥鈉劑量0.2 mL/kg，速眠新Ⅱ劑量0.05 mL/kg。

1.2.2 給藥及監(jiān)測(cè)

雌性食蟹猴先在相同條件下適應(yīng)性飼養(yǎng)一周，給藥前禁食12 h，禁水2 h，實(shí)驗(yàn)前20 min按照0.05 mg/kg的劑量注射硫酸阿托品，以防止流涎或嘔吐導(dǎo)致窒息。食蟹猴四肢無力，皮膚痛覺消失視為完全麻醉。給完藥到完全麻醉之間的間隔視為誘導(dǎo)期，從開始進(jìn)入完全麻醉到第一次出現(xiàn)自主運(yùn)動(dòng)的時(shí)間視為麻醉期。完全麻醉后15～20 min之間用生理監(jiān)護(hù)儀監(jiān)測(cè)每只食蟹猴的心率和血氧飽和度，同時(shí)用溫度計(jì)測(cè)量直腸溫度(時(shí)間不少于3 min)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用SPSS 17.0 統(tǒng)計(jì)軟件分析處理數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA)統(tǒng)計(jì)，檢驗(yàn)結(jié)果取P< 0.05，P< 0.01，P< 0.001作為統(tǒng)計(jì)學(xué)意義差異判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果

2.1 各實(shí)驗(yàn)方案對(duì)食蟹猴體溫、心率、血氧飽和度的影響

與氯胺酮組比較，舒泰組、氯胺酮+速眠新Ⅱ組、舒泰+速眠新Ⅱ組、戊巴比妥鈉+速眠新Ⅱ組在體溫、心率和血氧飽和度水平上均無顯著性差異(P> 0.05)，說明這幾種麻醉方法下，食蟹猴的生命體征與單獨(dú)使用氯胺酮麻醉時(shí)候是相似的，能起到很好的麻醉效果，同時(shí)也是安全的。見表1所示。

2.2 各實(shí)驗(yàn)方案誘導(dǎo)期和麻醉期的比較

與氯胺酮組比較，其他各實(shí)驗(yàn)組在誘導(dǎo)期上非常接近(P> 0.05)；舒泰組在麻醉期上與氯胺酮組相近(P> 0.05)，氯胺酮+速眠新Ⅱ組、舒泰+速眠新Ⅱ組、戊巴比妥鈉+速眠新Ⅱ組的麻醉期則明顯長(zhǎng)于氯胺酮組(P< 0.001)，即可提供更長(zhǎng)的麻醉維持時(shí)間(表2)。

2.3 一歲以下食蟹猴嬰幼猴的麻醉方案

為研究靈長(zhǎng)類動(dòng)物腦發(fā)育，我們對(duì)7只食蟹猴嬰幼猴從滿月開始便每月(半歲以后為每3個(gè)月一次)到醫(yī)院做頭部MRI掃描，單次掃描時(shí)間約100 min。一般在完全麻醉后5 min以上，待眨眼反射消失后再送到機(jī)器上掃描，掃描過程中頭部周圍用毛巾稍加固定。MRI圖像顯示麻醉到位的小猴掃描過程中幾乎沒有頭動(dòng)偽影，圖像質(zhì)量較高。掃描結(jié)束后根據(jù)所注射速眠新Ⅱ的劑量，按照1∶1的比例注射拮抗劑蘇3號(hào)。注射蘇3號(hào)到小猴恢復(fù)自主運(yùn)動(dòng)之間的時(shí)間視為恢復(fù)期。表3展示了兩種麻醉方案的藥物劑量以及恢復(fù)時(shí)間的比較。

表1 各方案下體溫、心率、血氧飽和度的比較Table 1 Comparison of temperature/heart rate/blood oxygen saturation in different methods

注：與氯胺酮組比較，P> 0.05。

Note. Compared with the ketamine group,P> 0.05.

表2 各方案誘導(dǎo)期和麻醉期的比較Table 2 Comparison of the induction period and anesthesia period in each group s, n=5)

注：與氯胺酮組比較，***P<0.001。

Note. Compared with the ketamine group，***P<0.001.

表3 一歲以下食蟹猴嬰幼猴的麻醉方案Table 3 Anesthesia method for infant cynomolgus monkeys under 1 year of age

注：方案A(氯胺酮+速眠新Ⅱ)，動(dòng)物數(shù)量為3只；方案B(舒泰+速眠新Ⅱ)，動(dòng)物數(shù)量為4只。

Note. Method A(ketamine + sumianxin II)，n=3. Method B(Zoletil + sumianxin II)，n=4.

3 討論

本研究中，不同方案下麻醉期的心率、體溫和血氧飽和度的監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，舒泰組、氯胺酮+速眠新Ⅱ組、舒泰+速眠新Ⅱ組、戊巴比妥鈉+速眠新Ⅱ組在體溫、心率和血氧飽和度水平上與單獨(dú)使用氯胺酮的組無顯著性差異。實(shí)驗(yàn)過程所有動(dòng)物均呼吸正常，未出現(xiàn)任何異常情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的觀察和護(hù)理中也未發(fā)現(xiàn)異常情況。另外，除本次研究過程外，在平時(shí)的非人靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)中，這幾個(gè)麻醉方法也反復(fù)多次被使用，無一例死亡，說明了這幾種麻醉藥和麻醉組合運(yùn)用于非人靈長(zhǎng)類是安全和有效的。

復(fù)合麻醉是由兩種或兩種以上的麻醉藥物或麻醉方法同時(shí)或先后應(yīng)用，以達(dá)到完善的術(shù)中及術(shù)后鎮(zhèn)痛效果。因?yàn)樗娜樗幱昧可偌案弊饔眯〉忍攸c(diǎn)，已逐漸成為動(dòng)物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的主要流行趨勢(shì)[18]。本研究中的氯胺酮復(fù)合速眠新Ⅱ、舒泰復(fù)合速眠新Ⅱ、戊巴比妥鈉復(fù)合速眠新Ⅱ等3種麻醉方法就是復(fù)合麻醉。比較不同方案的麻醉期，可以看出單獨(dú)使用舒泰和單獨(dú)使用氯胺酮的麻醉維持時(shí)間都在30 min左右，因此舒泰可以替代氯胺酮，且舒泰的麻醉效果優(yōu)于氯胺酮，因?yàn)槭嫣┚哂懈玫募∪馑沙谛Ч阌陂_展各種外科手術(shù)。氯胺酮與速眠新Ⅱ聯(lián)用可減少氯胺酮的使用量，且麻醉期較長(zhǎng)(大于100 min)，很好的彌補(bǔ)了單獨(dú)使用氯胺酮麻醉時(shí)間較短的缺點(diǎn)。舒泰復(fù)合速眠新Ⅱ、戊巴比妥鈉復(fù)合速眠新Ⅱ麻醉時(shí)，麻醉期大于100 min，也可以替代氯胺酮起到很好的麻醉效果，但是比較適合需要維持較長(zhǎng)麻醉時(shí)間的手術(shù)。加入了速眠新Ⅱ的復(fù)合麻醉方案麻醉期都很長(zhǎng)，若在平時(shí)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中不需要如此長(zhǎng)時(shí)間的麻醉維持，可在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后根據(jù)所使用速眠新Ⅱ的劑量，按照1∶1的比例注射拮抗劑蘇3號(hào)，動(dòng)物將很快從麻醉狀態(tài)下恢復(fù)過來。麻醉藥及麻醉方法的選擇，不僅考慮手術(shù)部位，還應(yīng)考慮手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)短[19]。本研究中的幾種麻醉方法，麻醉維持時(shí)間從30 min至200 min不等，能夠滿足大部分手術(shù)和實(shí)驗(yàn)的需求。

在本次研究過程中，我們也發(fā)現(xiàn)一些問題。例如舒泰與速眠新Ⅱ聯(lián)合使用時(shí)，即使兩者的使用劑量遠(yuǎn)低于說明書上的參考劑量，也能維持較長(zhǎng)時(shí)間的麻醉。在小猴進(jìn)行MRI掃描后，根據(jù)速眠新Ⅱ的劑量，同樣按照1∶1的比例注射拮抗劑蘇3號(hào)后，舒泰+速眠新Ⅱ組的小猴的恢復(fù)時(shí)間要明顯長(zhǎng)于氯胺酮+速眠新Ⅱ組。我們推測(cè)舒泰和速眠新Ⅱ聯(lián)用可延長(zhǎng)麻醉后的蘇醒時(shí)間。

有報(bào)道稱一些動(dòng)物使用氯胺酮后會(huì)出現(xiàn)不同程度的木僵直或“木僵樣”癥狀[20]。我們?cè)谄綍r(shí)繁多反復(fù)的實(shí)驗(yàn)中也遇到過這種情況，有極少數(shù)食蟹猴和獼猴，在使用氯胺酮麻醉后，會(huì)出現(xiàn)頸部僵直，身體輕微或劇烈抽搐的癥狀，有時(shí)還伴隨潮式呼吸。出現(xiàn)這些類似過敏反應(yīng)的情況時(shí)，一般不需要藥物干預(yù)，癥狀會(huì)在30 min內(nèi)自行緩解。若癥狀不能及時(shí)解除，可考慮用地塞米松、氫化可的松和腎上腺素進(jìn)行治療[21]。這些疑似氯胺酮過敏的動(dòng)物在使用舒泰時(shí)則能取得很好的麻醉效果。有報(bào)道顯示單獨(dú)使用速眠新Ⅱ可以用于獼猴的麻醉[22]。由于食蟹猴與獼猴同屬，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中也嘗試過單獨(dú)使用速眠新Ⅱ來麻醉食蟹猴。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，無法達(dá)到麻醉效果，速眠新Ⅱ能對(duì)食蟹猴產(chǎn)生鎮(zhèn)靜效果，使其進(jìn)入嗜睡狀態(tài)，但在受到刺激時(shí)立刻恢復(fù)攻擊性。因此本研究考慮其他麻醉藥物與速眠新Ⅱ聯(lián)用。速眠新Ⅱ可以通過胎盤屏障，從而造成胎畜處于麻醉狀態(tài)，抑制呼吸系統(tǒng)機(jī)能, 而且速眠新Ⅱ所含氟哌啶醇對(duì)胎畜致畸作用[23]。所以在妊娠動(dòng)物和動(dòng)物剖腹產(chǎn)手術(shù)中應(yīng)該慎用。此外，氯胺酮也容易通過胎盤屏障，懷孕后期動(dòng)物禁用。因此，在平時(shí)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，我們應(yīng)該根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要和動(dòng)物情況，選擇最佳的麻醉方案，以便獲得可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，同時(shí)也保證了動(dòng)物的福利和倫理要求。

綜上所述，在非人靈長(zhǎng)類的全身麻醉中，舒泰可以很好地替代氯胺酮；氯胺酮復(fù)合速眠新Ⅱ麻醉可取得較長(zhǎng)的麻醉維持時(shí)間，并減少氯胺酮的使用量；舒泰與速眠新Ⅱ聯(lián)用、戊巴比妥鈉與速眠新Ⅱ聯(lián)用的方案也可替代氯胺酮，且麻醉維持時(shí)間較長(zhǎng)。我們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)于非人靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)過程中開展個(gè)性化麻醉提供了多種備選方案。