摘要：癫痫是临床前安全性测试中最常见的神经问题之一。目的探讨临床前药物性癫痫的脑电图形态及先兆体征。对大鼠（n=53）、犬（n=195）和非人灵长类动物（n=234）的药物诱发癫痫进行了比较（种间）回顾性分析。最常见的先兆体征为：大鼠肌阵挛（100%）、震颤（93%）、唾液分泌（75%）、部分性上睑下垂（58%）和咀嚼/磨牙症（58%）；犬、震颤（77%）、共济失调/不协调（60%）、肌阵挛（45%）、唾液分泌（43%）、过度舔（38%）、尖叫声（38%）和活动减少（34%）；在非人灵长类动物中，震颤（79%）、活动减少（70%）、肌阵挛（57%）、干呕/呕吐（37%）、俯卧（30%）和共济失调/不协调（27%）。癫痫发作持续时间为3秒~14分钟，平均46~21秒，可在不同物种间进行比较。在癫痫发作时，三种动物的平均尖峰频率为9.4 hz，而在癫痫发作结束时为4.3 hz。癫痫发作中期达到峰值平均波幅，发作末期波幅由峰值下降，但仍高于发作波幅。尖峰持续时间与频率呈负相关，呈一个尖峰型。形态学特征有助于完善脑电自动分析。从监管的角度来看，最常见的是在癫痫研究中使用最敏感的物种，但在某些情况下，转化潜能和临床相关性可能在决策过程中表现不足。药物诱发癫痫发作的脑电图形态在种间有显著的相似性，震颤是所有物种的主要先兆临床症状。

 

 

简介：据报道，癫痫发作是非临床研究中最常见的药物引起的神经系统不良反应之一，67%的行业调查参与者将癫痫发作列为过去5年中遇到的中枢神经系统问题。有时需要重复给药来产生癫痫样活动或发作。癫痫发作在重复剂量毒理学研究中比安全药理学更为频繁。最近的行业调查表明，神经适应症是继肿瘤学之后第二个最常见的靶向治疗领域。据报道，为神经适应症开发的药物出现更高的神经不良反应的发生率，可能是由于血脑屏障的渗透性和固有的更高的神经药理学活性。在药物开发过程中，威胁生命的副作用被认为是非常严重的，需要深入调查以了解死亡原因并随后评估患者的风险。确定与药物引起的危及生命的副作用有关的病因需要进行科学驱动的研究，监测与死亡原因有关的变化。在通常用于药物安全性测试的年轻健康动物中，心律失常和癫痫通常被认为是猝死的最可能原因。利用遥测技术进行视频脑电图监测通常被视为一种与临床相关的方法用于评估癫痫易感性相关的癫痫样活动。视频脑电遥测研究产生大量数据，用于检测癫痫发作事件，同时也产生前兆信号，然后在临床试验的监测计划中提出。了解癫痫发作前和发作期间脑电轨迹的特征，不仅有助于支持自动癫痫发作检测算法的配置，还可能有助于解释视频脑电数据。本研究的目的是在大鼠、犬或非人灵长类动物的非临床安全性研究中，通过视频脑电图记录药物诱发癫痫发作的脑电图形态和先兆临床症状，并对其进行特征分析和比较。

 

材料和方法：试验设施和实验动物：在所有纳入回顾性分析研究中的动物被安置在标准实验室条件下，控制温度（21±3 °C）、湿度（30%–70%）、12 h光/暗循环和每小时10–15次换气。连续监测温度和相对湿度。连续监测温度和相对湿度。采用SD大鼠（n=53；13-17周）、Beagle犬（n=195；7-12月）和食蟹猴（n=234；2-5.5年）对先兆体征和形态脑电图进行回顾性分析。

 

脑电图监测:根据上述植入的10-20系统，通过使用双极衍生的遥测发射器导线从动物身上获得脑电图数据.以255 Hz的采样率从给药前至少24 h到给药后至少24 h连续记录脑电图和肌电图记录。从给药前至少1 h到给药后至少24 h，对分析中包括的所有研究的脑电图进行计算机分析。在癫痫发作开始、中期和结束时，利用原始脑电图信号回顾性地建立癫痫发作特征。高清晰度数码彩色摄像机，白天和红外夜视连接到计算机系统，用于行为视频监控。由一个委员会认证的兽医神经学家对脑电图进行解释。

 

分析：采用microsoft excel对药物诱发癫痫的先兆症状进行描述性分析。在需要时，通过非参数分析（Friedman检验）和事后检验完成EEG形态学特征的比较，α阈值为5%。

 

药物：本回顾性研究中使用的所有试验药物均为小分子，具有中枢神经系统效应和/或证实的致痫特性。戊四氮（PTZ）是非临床领域最常用的促惊厥药物之一，因此被用于Citoxlab北美研究。

 

结果：先兆临床症状：在大鼠中，肌阵挛性痉挛（100%）、震颤（93%）、唾液分泌（75%）、部分性上睑下垂（58%）和咀嚼/磨牙症（58%）是最常观察到的先兆症状。毛竖立是一种只在大鼠身上观察到的临床症状，在55%的动物身上观察到。此外，在大鼠中主要观察到触觉高度敏感（50%）。在犬中，震颤（77%）、共济失调/不协调（60%）、肌阵挛性痉挛（45%）、唾液分泌（43%）、过度舔（38%）、高尖叫（38%）和活动减少（34%）是癫痫发作前最常注意的征兆。在非人类灵长类动物中观察到的最常见的先兆体征是震颤（79%）、活动减弱（70%）、肌阵挛性痉挛（57%）、干呕/呕吐（37%）、俯卧姿势（30%）和共济失调/不协调（27%）。，只在9%的个体中发现分泌唾液，作为非人类灵长类动物的先兆症状，比其他两个物种低得多。

 

前庭活动：癫痫发作持续时间从3 s到14 min，所有物种的平均（±标准偏差）为46（±21）s。.当使用相同的药物时，不同种类的癫痫发作持续时间趋于相似。癫痫发作时，犬的尖峰频率为11.1~5.8赫兹，三种动物的平均尖峰频率为9.4赫兹。癫痫发作结束时，包括所有物种在内的平均尖峰频率为4.3 hz。因此，在所有物种中，尖峰频率呈现出递减的模式。.有趣的是，在CZ- OZ导线配置中，所有物种的平均尖峰幅度都是相似的，呈渐弱型。例如，在发病时，大鼠、犬和非人类灵长类动物的尖峰振幅分别为492、544和717μv。大鼠、犬和非人灵长类动物癫痫发作中期平均波幅分别为726、900和938μv。癫痫发作结束时波幅较峰值下降，但仍高于发作时波幅。正如预期的那样，尖峰持续时间与频率呈负相关，并在所有物种中呈现出一种渐增的模式。癫痫发作时，大鼠、犬和非人灵长类动物的尖峰/尖波持续时间分别为90、86和86 msec。癫痫发作结束时，大鼠、犬和非人灵长类动物的平均尖峰/尖波持续时间分别达到191、137和141 msec。有代表性的脑电图描记显示了在当前的回顾性分析中跨物种量化的形态学。

 

讨论：自动EEG分析需要癫痫发作特征，目前的研究提供了药物诱发的发作活动的回顾性比较，常用于安全药理学和毒理学的实验动物物种。虽然自动检测被认为是脑电图研究分析的重要工具，但仍不足以完全解释EEG数据作为发作间期痫样活动，如孤立尖峰经常出现的形态，不能区分现有的检测算法和常见的伪影，并需要手动修订。在临床试验中，先兆临床症状通常被认为是建立神经效应监测计划的依据。总的来说，在回顾性比较中，震颤是最常见的先兆症状，但这种神经系统的观察可能以各种形式出现。震颤可分为活动性震颤和静止性震颤。动作震颤又分为姿势性震颤、动力性震颤和意向性震颤。体位性震颤发生在身体部位主动对抗重力的时候，可以在生理条件下观察到，也可以在有压力的时候增强。在所有种类的药物治疗后，都可以观察到不同幅度和严重程度的姿势性震颤，通常对称地影响身体部位。运动性震颤以任何形式的自愿性运动发生，可表现为典型的必要性、小脑、张力障碍或药物诱发震颤。目的性震颤是运动性震颤的一个亚型。这种震颤的出现意味着小脑或其通路的紊乱。静止性震颤发生在身体放松的部位，完全由重力支撑。在人类中，静息性震颤最常见于帕金森病，但也可能发生在严重的原发性震颤中。在药物开发中，增强的生理性震颤是观察到的最常见的类型，包括在正常未经治疗的有压力的动物中。虽然震颤常被认为是先兆症状，但应强调的是，在非临床药物安全性试验研究中观察到的大多数震颤与癫痫样脑电图活动无关。肌阵挛在这三个物种中也被认为是一种常见的先兆症状。阳性肌阵挛的特征是由于突然的肌肉收缩而引起的突然的、短暂的、不自主的肌肉抽搐。在动物中很少见，负性肌阵挛是由肌肉活动突然停止引起的。至于震颤，肌阵挛也可能是生理性的，如在睡眠中观察到的，或是生理性的惊吓，可能是由诸如突然的噪音等刺激引起的。虽然研究中发现的大多数震颤都是生理性的，但肌阵挛更常与癫痫样EEG活动相关，通常表现出更大程度的癫痫易感性问题。在药物安全性研究中，给药前和/或给药后立即流涎是口服给药程序的预期结果，并将在给药后不久减少。流涎作为癫痫发作的先兆征，往往是发作时暂时性，像震颤一样，共济失调/不协调是一个相对非特异性的先兆征兆。在药物安全性试验中，虚弱/不安、镇静、低血压、伴有迷走神经张力增高或低血糖的恶心都可能导致共济失调，这与癫痫样脑电活动无关。与先兆症状有关的机制可能不同于与癫痫发生效应有关的机制，也可能因物种不同而不同，从而限制了这些观察的翻译价值。从这项研究的数据表明，先兆迹象仍然是物种之间的比较，一般反映神经毒性。本文的分析旨在描述临床前常用实验动物药物诱发癫痫的先兆症状和脑电图形态。大鼠、犬和非人灵长类动物之间有许多相似之处，但每个物种的预测值仍有待进一步确定。