据国际癌症研究中心报告,除皮肤癌,全球每年新增癌症病例为1000万,估计到2020年这个数字可能达到1500万。全球范围内,2005年因癌症导致死亡的患者达到760万。在美国,每4个死亡患者中有1个因为癌症所致,并且癌症已超过心血管疾病排在致死病因之首。虽然癌症的发病率逐年上升,但是随着癌症早期诊断技术和综合治疗水平的不断进步,癌症患者的存活时间也明显延长。但是,约有三分之二的晚期癌症患者会发生骨转移,骨转移也被认为是癌症引起疼痛最常见的原因。随着肿瘤细胞的生长,骨质的正常结构发生破坏,当侵犯骨轻度受力或体位改变时会出现剧烈疼痛,严重影响患者的睡眠和生活,这是导致晚期肿瘤患者生存质量下降的主要原因。由于长期以来缺乏合适的动物模型,无法对癌痛的产生机制进行研究。近年来陆续出现的小鼠股骨、跟骨、肱骨和大鼠胫骨癌症痛模型,极大地推动了癌症痛的基础研究。1999年,美国科研人员率先用同品系的溶骨纤维肉瘤细胞种植在小鼠股骨腔内,成功构建了首例小鼠骨癌痛模型。2002年,英国科研人员用MRMT-1大鼠乳腺癌细胞成功构建成首例大鼠胫骨骨癌痛模型。2005年,美国科研人员用大鼠前列腺癌细胞构建成功大鼠胫骨骨癌痛模型。由于上述肿瘤细胞在国内无法得到,本课题试了好几种品系的大鼠肿瘤细胞,最终用大鼠的Walker256乳腺癌肉瘤细胞构建成大鼠胫骨骨癌痛模型。并对接种后动物的致瘤率和痛敏行为进行了评估,对其骨结构的破坏进行了影象学和组织病理切片分析,还对患侧脊髓切片星形胶质细胞的激活进行了免疫组化的分析。结果如下:1.手术后大鼠的患瘤率:接种Walker256肿瘤细胞的大鼠共52只,其中观察到有肿瘤细胞生长的为35只,患瘤率为67.3 %。有7只大鼠在实验过程中出现不可预见性的突然死亡,不能进行实验观察,最后有痛行为学表现且进行数据统计的大鼠共28只。占总数的53.8 %。2.接种成功的肿瘤大鼠的生长状态和肿瘤生长特征:这28只大鼠在接受接种手术后的前2周生长状态良好。85%的大鼠从PID15-18天开始,陆续出现不愿让患侧后肢负重的情况,表现为患肢足外翻现象。还有15%的大鼠出现这种情况较晚,在PID的19-21天出现。尽管每只大鼠出现痛行为学改变的时间不同,但一旦出现,其以后的痛行为表现都比较接近。大鼠出现足外翻现象后,不久接种部位的组织出现肿胀,其后4-6天出现轻度恶液质,接下来恶液质明显加重,最终因恶液质严重全身衰竭死亡或盆腔、腹腔广泛转移而死亡。90%的大鼠从出现痛敏到死亡的时间为6-9天,10%的为10-12天。3接种成功的肿瘤大鼠放射影像学结果:在PID的第5天,肿瘤组和sham组的X光片没有观察到胫骨骨质有任何破坏的表现。在第17天,sham组的评分为0分,肿瘤组的平均评分为1.5,在PID 26天时,sham组的评分仍为0,肿瘤组的平均评分为4。同一只大鼠动态的比较了其在PID5、17、26天的影像学差异,同时在PID26天,还进行了接种侧和对侧的骨质的影像学比较。在第5天,骨质没破坏,在PID17天,肿瘤细胞向外侵蚀,出现明显的骨皮质破坏征象。随着肿胀的加剧,到PID26天,影像学资料显示整个骨结构发生明显改变和破坏。4接种成功的肿瘤大鼠接种侧胫骨肿瘤组织病理学结果:Sham组的接种侧胫骨结构正常。而肿瘤组HE染色见肿瘤细胞充满骨髓腔,正常骨结构破坏严重。5接种成功的肿瘤大鼠痛行为学评估结果:5.1大鼠正常走动痛行为学评分结果:正常组和sham组的大鼠在观察期中,手术侧后肢的走动痛行为评分无变化,都为0分。而肿瘤组大鼠随着肿瘤细胞的生长,局部组织肿胀明显,痛行为学评分越来越高。5.2接种成功的肿瘤大鼠热痛敏结果:正常组和sham组的大鼠在观察期中,手术侧后肢和对侧后肢对辐射热刺激无改变。而肿瘤组在早期,无统计学改变,但当出现患侧后足明显不负重时,会出现明显的的热痛超敏期,持续2-3天。虽然不同的大鼠出现此期的时间不尽相同,但是几乎所有有痛敏表现的大鼠均出现明显的热痛觉超敏期。过了热超敏期,大鼠患侧的PWL值在相同热刺激下值有所上升,但仍比基础值低,且有统计学差异。在肿瘤大鼠的终末期,90%的大鼠处在不吃不动的状态,反应迟钝,没有正常鼠在新环境下的探索行为。这个时期测得的PWL值和基础值无统计学差异。5.3接种成功的肿瘤大鼠机械痛敏的结果:机械痛敏的结果没有热痛敏那么显著。Sham组和normal组在机械痛敏上没有统计学差异。肿瘤组的机械痛敏出现的时间短,伴随着热痛超敏期,有统计学差异。但随后的数据没有明显的统计学差异。6癌痛诱导脊髓星形胶质细胞激活:观察显示,normal组和sham组大鼠脊髓背角星形胶质细胞形态正常,GFAP有低到中等程度的基础表达。而肿瘤组,在早期,脊髓星形胶质细胞活性无明显变化,但在痛敏产生后,其表达较高,患侧脊髓全层均呈现强烈的GFAP免疫阳性反应,以背角浅层为最高。由以上结果得出如下结论:1、用Walker256乳腺癌肉瘤细胞可以构建成功大鼠胫骨骨癌痛模型;2、由于个体免疫状态和肿瘤细胞的不同,接种肿瘤细胞于胫骨骨髓腔后,患瘤率为67.3%,排除不明原因死亡,真正可以进行统计的为53.8%;3、放射影象学和组织病理学数据显示痛行为学的改变和正常骨结构的破坏密切相关,并且破坏程度和疼痛程度呈正相关;4、痛行为学评估认为该模型有明显的痛敏,早期即有非常明显的热痛敏,随后痛敏随着时间有改变。估计这个现象和下行易化有关。机械痛敏没有热痛敏那么明显;5、在痛敏出现时,患侧脊髓星型胶质细胞有明显的增生肥大激活表现。