静脉累进比率比较不同剂量丙泊酚的奖赏效应

董张雷 吴彬彬 王思聪

[摘要] 目的 建立丙泊酚靜脉自身给药大鼠模型，采用累进比率程序测量丙泊酚的断点并分析不同剂量丙泊酚的奖赏效应。 方法 清洁级雄性SD大鼠，体重250～280 g，周龄14周，麻醉下右颈内静脉置管，恢复7 d后采用固定比率1∶1程序进行静脉自身给药实验。大鼠对1.70 mg/kg丙泊酚形成稳定的自身给药行为后，选取24只大鼠随机分为3组（每组n=8）：丙泊酚0.56 mg/kg组（P1组）、丙泊酚1.00 mg/kg组（P2组）、丙泊酚1.70 mg/kg组（P3组），继续稳定训练5 d，转为PR程序训练5 d。实验由计算机控制，并记录大鼠的有效鼻触次数、无效鼻触次数和药物泵注次数。 结果 3组大鼠均能建立静脉自身给药行为。3组大鼠最后3 d的平均断点（Breakpiont）分别为P1组：（5.3±1.1）次，P2组：（7.5±1.2）次，P3组：（12.1±1.9）次，差异有统计学意义（P<0.05）。在PR程序训练下，大鼠有效鼻触次数和泵注次数随丙泊酚剂量的增加而明显增加，差异有统计学意义（P<0.01）。 结论 在一定剂量范围内，丙泊酚的奖赏效应与给药剂量呈正相关。

[关键词] 丙泊酚;自身给药;累进比率;断点

[中图分类号] R614          [文献标识码] A          [文章编号] 1673-9701（2020）29-0041-04

[Abstract] Objective To establish a rat model of intravenous self-administration of propofol to measure the breakpoint of propofol by progressive ratio program and to analyze the reward effect of different doses of propofol. Methods Male SD rats of clean grade， weighing 250～280 g， aged 14 weeks， received right internal jugular vein catheterization under anathesia. After 7 d of recovery， the intravenous self-administration experiment was carried out with the procedure of a fixed ratio of 1∶1. After the rats formed a stable behavior of self-administration of 1.70 mg/kg propofol， 24 rats were selected and randomly divided into 3 groups（for each group， n=8）： the propofol 0.56 mg/kg group（group P1）， the propofol 1.00 mg/kg group（group P2） and the propofol 1.70 mg/kg group（group P3）， which were trained and stabilized for another 5 d and then transferred to PR training lasting for 5 d. The experiment was controlled by computer， and the times of effective nasal contact， ineffective nasal contact and drug pump injection of the rats were recorded. Results All the rats of 3 groups were able to establish their intravenous self-administration behavior. In the last 3 days， the average breakpoints of the three groups were respectively（5.3±1.1） times （group P1）， （7.5±1.2） times （group P2） and （12.1±1.9） times （group P3）， respectively and the differences were statistically significant（P<0.05）. Under the PR training， the times of effective nasal contact and drug pump injection of the rats increased significantly with the increase of the dosage of propofol， and the differences were statistically significant（P<0.01）. Conclusion Within a certain dose range， the reward effect of propofol is positively correlated with the dose administered.

[Key words] Propofol; Self-administration; Progressive ratio; Breakpoint

丙泊酚作为一种短效静脉麻醉剂，因良好的临床性能被广泛用于临床麻醉和ICU镇静[1-2]。越来越多文献报道丙泊酚可产生性兴奋、愉悦和欣快感，存在滥用现象[3-5]。尤其多见于麻醉科人员，而且丙泊酚一旦成瘾，致死率也极高[6-8]。动物位置偏爱试验、自身给药实验和辨别实验也证实丙泊酚有强化和奖赏效应，具有明显的精神依赖性[9-12]。近期动物实验表明，即使短期重复给予小剂量丙泊酚，也可引起成瘾[13]。

本研究已建立丙泊酚固定比率（Fixed ratio，FR）程序静脉自身给药模型，但不同剂量丙泊酚的奖赏效应还没有评价。静脉自身给药模型作为药物成瘾最常用的模型之一，能够较好地模拟人类自身成瘾行为[14]。累进比率程序通过测量实验动物停止操作行为时完成的自身给药次数，可评估完成一次自身给药行为的最大反应需求，即实验动物的给药动机达到断点（Breaking point，BP）[15]，此時所对应的有效鼻触次数即奖赏值。本研究采用累进比率方法检测大鼠是否能形成稳定的自身给药行为，检测不同剂量丙泊酚断点，进一步评价丙泊酚的精神依赖性，现报道如下。

1材料与方法

1.1实验动物

健康清洁级雄性SD大鼠24只，购自上海斯莱克实验动物中心，动物许可证号：SYXK（浙）2010-0150， 12～14周龄，体重250～280 g，单笼饲养于清洁级动物房内，昼夜节律，自由进食进水。饲养环境：温度22～24℃，相对湿度55%～70%。随机分为3组：丙泊酚0.56 mg/kg组（P1组）、丙泊酚1.00 mg/kg组（P2组）、丙泊酚1.70 mg/kg组（P3组）。药品及装置：丙泊酚（意大利AstraZeneca公司，批号NK317），大鼠自发反应操作笼（宁波生物科技研究所）。本研究通过温州医科大学动物伦理委员会审核，实验过程中善待动物，严格遵守2006年国家科技部颁发的《关于善待实验动物的指导性意见》原则。

1.2方法

大鼠腹腔注射戊巴比妥钠全麻后行右侧颈内静脉置管。置管后经颈内静脉注射0.2 mL青霉素抗感染，伤口用阿米卡星注射液处理，恢复7 d后进入实验期，训练结束后单笼饲养，给予食物20 g，以限制生长和维持体重，饮水不限。大鼠固定比率1∶1（FR1）训练[10]，每天9：00～12：00为自身给药实验期。训练前将大鼠从饲养笼中移到实验笼，用生理盐水注射确认导管通畅。每个实验笼配备一个有效鼻触开关和一个无效鼻触开关，触动有效鼻触开关时注射丙泊酚，注射期间笼灯熄灭，同时开关上的绿灯闪烁，注射完毕绿灯熄灭，在注射后30 s内大鼠如再次触动有效鼻触开关则不注射药物，仅计算机记录有效鼻触次数。触动无效鼻触开关则不注射丙泊酚。有效鼻触次数的均数值连续3 d波动小于10%视为模型稳定。大鼠对1.70 mg/kg丙泊酚形成稳定的自身给药行为后，选取24只大鼠随机分为3组（n=8）：丙泊酚0.56 mg/kg组（P1组）、丙泊酚1.00 mg/kg组（P2组）、丙泊酚1.70 mg/kg组（P3组），再连续训练至少5 d，反应稳定后进行PR训练5 d，每次6 h。PR程序采取5e0（奖赏次数×0.2）-5，大鼠为获得丙泊酚注射所要求的有效鼻触次数依次为1，2， 4，6，9，12，15，20，25，32，40，50，62，77，95，118，……[16]。如果训练期间，大鼠持续1 h无一次丙泊酚注射，则结束训练，6 h内的注射次数或1 h内无注射的最后完成注射次数视为断点[6，17]。有效鼻触次数的均数值连续3 d波动小于10%则视为模型稳定。计算机自动记录实验过程及数据，每天训练结束后，微量注射器注射肝素0.15 mL（30 U），保持静脉导管通畅。

1.3观察指标

三组大鼠（分别给予不同剂量丙泊酚）在PR程序下进行自身给药行为学训练时，是否能形成稳定的自身给药行为，记录三组大鼠的有效鼻触次数、无效鼻触次数和药物泵注次数（断点），比较不同剂量丙泊酚的奖赏效应，评估大鼠的丙泊酚精神依赖潜力。

1.4统计学分析

数据应用SPSS 26.0统计学软件进行分析，计量资料用（x±s）表示，重复测量数据比较采用重复测量方差分析（Repeated-measure ANOVA），若Levene检验方差齐性，两两比较采用LSD，组间比较采用单因素方差分析，P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1 FR程序大鼠自身给药模型建立

大鼠经过FR1程序（每次静脉注射1.70 mg/kg丙泊酚）连续训练14 d后，丙泊酚自身给药的有效鼻触次数（Active）明显增加，无效鼻触次数（Inactive）则一直处于较低水平且无增长，有效鼻触次数明显高于无效鼻触次数，差异有统计学意义（P=0.000），建立稳定的自身给药。见表1。

2.2 PR程序大鼠自身给药行为模型建立

重复测量方差分析显示大鼠有效鼻触次数随剂量增加而增加，三组大鼠有效鼻触次数比较，差异有统计学意义（P=0.000），且大鼠有效鼻触次数与训练时间有交互作用（P=0.000）（表2）。随着时间累积，3组大鼠有效鼻触次数从第3天开始趋于稳定，均明显高于第1天和第2天。三组大鼠最后3 d有效鼻触次数分别为：P3组：（175.7±29.4）次，P2组：（96.3±10.5）次，P1组：（44.3±5.4）次，组间比较，差异有统计学意义（P=0.000，图1）。三组大鼠无效鼻触次数比较，差异无统计学意义（P=0.880，表2）。

2.3不同剂量丙泊酚断点

3组大鼠最后3 d的断点次数分别为：P1组：（5.3±1.1）次，P2组：（7.5±1.2）次，P3组：（12.1±1.9）次，3组大鼠的断点次数比较，差异有统计学意义（P=0.000，图2）。图3为不同剂量丙泊酚的PR测试原始数据图，每次注射剂量分别为0.56、1.0、1.7 mg/kg，测试时间6 h。随剂量增加，丙泊酚的给药动机越强，产生的断点次数越高，大鼠更愿意完成鼻触行为来获取更多的丙泊酚，即奖赏效应越强。图4为大鼠丙泊酚PR训练6 h的原始数据图，6 h内大鼠有效鼻触次数195次，无效鼻触次数28次。

3 討论

本研究采用累进比率程序成功建立大鼠丙泊酚静脉自身给药模型。自身给药模型最能反映人类主动觅药行为，因此在药物滥用和依赖研究领域中应用非常广泛，经常被用来评估药物的依赖性潜力。其中FR和PR程序使用最为广泛。普遍认为FR程序主要反映实验动物自身给药的起始阶段，而PR程序则衡量动物觅药动机和药物渴求度。PR程序与FR程序均要求实验动物通过一定次数的鼻触或踏板行为，完成自身给药行为。但一般FR程序采用的固定频率较低，动物完成自身给药的难度较低。所以，FR程序主要用于评价药物的强化作用或有无滥用倾向，却无法很好地评估动物对成瘾药物的觅药动机和渴求[18]。而PR程序通过累进增加给药行为与给药次数，即完成一次有效给药所需要的有效鼻触次数是逐渐增加的（计算机根据设置的公式自动完成）。实验动物满足自身需求的意愿（即觅药动机）越强烈，越愿意完成不断增加的有效鼻触次数要求来获得药物奖赏[15]，因而可以从一个侧面反映其对药物的觅药动机和对药物的渴求度，对研究动物成瘾个体化区别提供更多理论支持。当难度提升到一定程度时，实验动物因难度太高而最终放弃自身给药，停止进行操作性行为。实验动物在最后一次自身给药时所完成的有效鼻触次数，也就是最终比率（奖赏值），反映实验动物为获得最后一次给药所能付出的最大努力，理论上降低自身给药断点或者最终比率的药物，也可以降低觅药动机或渴求，从而作为治疗预防或治疗成瘾的药物。

本研究通过建立PR程序自身给药模型探讨大鼠对丙泊酚的觅药动机和渴求来进一步研究丙泊酚的奖赏效应，发现断点和有效鼻触次数在一定范围内随丙泊酚剂量增加而增加，可见丙泊酚的奖赏效应随剂量增大而增强，产生正向增加的剂量-效应曲线，这与大多数成瘾性药物（如尼古丁、可卡因、安非他命）的研究结果一致[18-20]。即实验动物对药物产生的觅药动机越强、渴求度越高，动物更愿意完成所需有效鼻触次数而获得给药。本研究采用PR程序测试大鼠对丙泊酚精神依赖性的大小，补充FR程序对更为复杂的觅药动机和渴求的评估。

但PR程序本身也存在一定局限性。首先，药物的浓度对PR程序影响非常大。根据上升型剂量-效应曲线在众多成瘾药物自身给药实验中的使用，可知药物剂量越大，动物的觅药动机或对药物的渴求度也会更大。同时，由于大鼠自身给药训练程序不同、不同作者对断点评判标准不同及药物依赖程度不同等原因，不同的药物甚至相同药物之间也很难进行比较。

综上所述，使用PR程序训练大鼠可以形成稳定的丙泊酚自身给药，在一定范围内，剂量越大的丙泊酚奖赏效应越大，进一步的研究应类比其他成瘾药物，研究如何降低药物断点，从而为临床预防和戒毒提供新的思路。

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（收稿日期：2020-03-13）