改善急性淋巴细胞白血病小鼠原位异种移植模型的疼痛管理策略研究

《Lab Animal》：Improving pain management for murine orthotopic xenograft models of acute lymphoblastic leukemia

本研究针对急性淋巴细胞白血病(ALL)小鼠模型在疾病进展晚期常伴随的疼痛管理问题，系统比较了两种按需口服镇痛剂——非阿片类药物美他咪唑(metamizole)与阿片类药物曲马多(tramadol)的疗效。通过综合评估临床指标、行为学参数和激素应激反应，研究发现曲马多能更有效地改善动物福利，RELSA（相对严重度评估）算法显示其镇痛效果显著优于美他咪唑。该研究为优化血液恶性肿瘤动物模型的疼痛管理方案提供了重要实验依据。

　　

当科学家们试图攻克急性淋巴细胞白血病(ALL)这一恶性血液肿瘤时，小鼠模型成为了不可或缺的研究工具。特别是免疫缺陷小鼠（如NSG小鼠）通过尾静脉注射人类白血病细胞构建的原位异种移植模型，能够较好地模拟人类疾病进展。然而，随着白血病细胞的浸润和增殖，小鼠往往会经历与人类患者相似的痛苦，包括可能的骨痛和神经病理性疼痛。这不仅关乎动物福利伦理，更直接影响实验数据的可靠性——因为疼痛会改变免疫反应、伤口愈合甚至肿瘤进展轨迹。

目前，这类模型的标准护理方案包括在饮水中按需添加美他咪唑进行镇痛。但这种非阿片类镇痛药的效果究竟如何？是否存在更好的替代方案？这正是德国罗斯托克大学医学中心Simone Kumstel团队在《Lab Animal》上发表的最新研究试图解答的问题。

研究人员设计了一个精巧的实验：他们向NSG小鼠注射两种不同增殖特性的人类ALL细胞系（缓慢增殖的RS4;11和快速增殖的SEM），当出现体重下降超过10%、外周血原始细胞比例大于20%等疼痛相关指征时，随机分组接受美他咪唑(3mg/ml)或曲马多(1mg/ml)的饮水给药。通过持续监测体重变化、痛苦评分、饮水量、肛门温度、小鼠面部表情疼痛评分(MGS)，以及评估钻洞行为、筑巢活动等自然行为特征，并结合粪便皮质酮代谢物(FCM)的激素水平分析，全面追踪疾病进展过程中动物的整体状态。

关键实验技术包括：利用生物发光成像和血液原始细胞比例监测白血病细胞植入情况；通过小鼠面部表情疼痛评分(MGS)评估疼痛程度；采用钻洞试验和筑巢评分分析行为学变化；使用酶免疫分析法检测粪便皮质酮代谢物(FCM)反映应激水平；应用RELSA算法整合多参数数据进行严重度综合评估。

分析动物在白血病进展期间的福祉

结果显示，两种ALL模型小鼠在疾病晚期都出现了显著的体重下降、饮水量减少、体温降低和MGS评分升高，表明健康状况明显恶化。行为学方面，RS4;11细胞系小鼠表现出钻洞行为的显著减少，而两种细胞系小鼠的筑巢活动均无显著变化。

按需镇痛对不同ALL模型中小鼠福祉的影响

当开始镇痛治疗后，两组小鼠的中位生存期相似（RS4;11均为3天，SEM分别为3天和4天）。然而，细致的数据分析揭示了重要差异：美他咪唑组小鼠在多个指标上表现更差。特别是在SEM模型中，美他咪唑组小鼠的MGS评分显著升高，而曲马多组无此变化。钻洞行为评估显示，美他咪唑治疗导致2小时和17小时的钻洞量显著减少，而曲马多治疗组则保持相对稳定。

基于RELSA算法的镇痛治疗效果数据比较

最令人信服的证据来自RELSA算法的综合分析。该算法整合了体重变化、筑巢评分、痛苦评分、液体摄入和MGS评分五个最具信息性的参数。在SEM诱导的模型中，美他咪唑组在第3天和第4天的平均RELSA值显著高于曲马多组。而在RS4;11模型中，美他咪唑组的最大RELSA值(RELSA_max)也显著高于曲马多组。这表明曲马多治疗能显著降低动物的整体痛苦程度。

量化两种ALL异种移植模型中的白血病原始细胞进展

重要的是，研究发现两种镇痛方案对白血病细胞的增殖没有显著影响，排除了镇痛药物干扰疾病进程的可能性。这保证了观察到的差异确实源于镇痛效果的不同，而非对疾病本身的干预。

研究结论与意义

这项研究明确显示，在ALL小鼠模型中，曲马多作为按需口服镇痛剂优于传统使用的美他咪唑。多参数综合评估表明，曲马多能更有效地缓解疾病相关疼痛，改善动物福利状况。特别是RELSA算法的应用，为客观比较不同疼痛管理方案的效果提供了有力工具。

研究人员指出，按需镇痛（而非持续给药）是更合理的选择，因为镇痛药物本身可能带来副作用。他们建议将MGS评分作为启动镇痛治疗的重要指标，而不仅仅是依赖体重下降或原始细胞比例等传统标准。

这项研究不仅为优化血液恶性肿瘤动物模型的疼痛管理提供了具体方案，更重要的是展示了一种综合评估动物福祉的多参数方法。随着对动物福利要求的不断提高和科学数据可重复性的日益重视，这种细致入微的疼痛管理策略将在未来的转化医学研究中发挥越来越重要的作用。特别是在使用人类细胞构建的临床前模型中，选择合适的镇痛方案还能增强研究结果的临床转化潜力，为开发更有效的白血病治疗方法奠定基础。