1 历史溯源

　　19世纪的心理学界对催眠、神游状态、梦游症、多重人格等具有浓厚的兴趣，并提出了多种理论试图对其进行解释。Combe在1830年出版的A System of Phrenology一书中记述了一名梦游症的患者无法记起在梦游状态发生的事情，但在下次梦游发作时又清晰回忆起来的病例。他向一名医生请教，该医生向Combe讲述了一个“爱尔兰搬运工”的故事。一名爱尔兰搬运工醉酒后将一包物品藏在某个地方，当酒醒以后却无法记起物品放到了哪里。一段时间以后当他再次喝醉，竟然清晰起回忆起了他藏物品的地方。19世纪时心理学认为催眠状态下的记忆在清醒状态下是无法提取的。Combe的报道将这一理论延伸到了醉酒状态。此后多年又有多个类似病例在医学文献中报道，认为酒精能够引起状态依赖性学习：酒精作用下的记忆只有在重新用酒精引起类似的生理状态下才能够提取。1868年英国维多利亚时期的著名作家Wilkie Collins更是将类似情节引入他的小说《月光宝石》中，不同的是这次的药物不是酒精而是阿片酊。因为小说的流行，状态依赖性学习的概念也为公众所了解。1931年卓别林著名的喜剧电影《城市之光》就非常形象地描绘了酒精引起的状态依赖性学习的情节。

　　但有关状态依赖性学习的实验研究要晚得多。1937年，Girden等报道了使用粗提马钱子引起狗的状态依赖性学习现象：在给狗用药后训练狗形成条件性肌肉反射，而这种条件性学习在药物作用消失后也随即消失。这是最早的有关状态依赖性学习的报道。随后的十几年间，实验心理学家们对状态依赖性学习进行了广泛的研究。1951年，Conger在他报道的酒精引起的状态依赖性学习的研究中认为：在酒精引起的趋进和逃避行为中，给药后大鼠的行为可能是由酒精的内在效应引起的，也可能是由从训练状态转为测试状态后动物的刺激泛化缺陷引起的。他认为如果酒精确实存在刺激效应，则可以通过一个辨别训练程序来证明：训练大鼠在接受酒精后趋进而无酒精效应时逃避。他的这篇文章成为第一篇药物辨别的研究论文。状态依赖性学习与药物辨别的关系是什么？Overton在1974年的一篇论文中给出了明确的答案。在电击逃避的T型迷宫实验中，训练大鼠在给药后进入迷宫的一侧臂来逃避电击，给予生理盐水后进入另一侧臂来逃避电击。给予大剂量药物后，仅需2个训练周期动物即习得逃避电击的能力，而在小剂量下，需要30-40个训练周期动物才能够习得逃避电击的能力。中等剂量药物下动物所需的训练周期介于大剂量与小剂量之间。因此，状态依赖性学习与药物辨别在本质上来说是一样的，区别在于训练剂量不同。

　　最初的状态依赖性学习都是测试在给药或无药状态下动物的某一反应，这一般需要药物的剂量很大，药物效应也往往缺乏特异性。后来引入T型迷宫，动物可以在有无药物影响下进入两个不同的迷宫臂，这明显提高了药物效应的特异性。后来使用斯金纳操作箱代替T型迷宫又是技术上的一大进步。许多研究证明，较之T 型迷宫，动物的操作行为对药物的敏感性和选择性大大提高，而且通过采用消退技术，可以进一步提高动物对辨别刺激的敏感性。1975年Colpaert引入训练时采用固定比率10，测试时采用熄灭程序的方法，即只测试动物给药后的第一选择，完成第一个固定比率后动物不会得到奖赏，并随之结束测试。一般认为这在理论上最大程度地减少了环境对动物行为的影响，最准确地检测出动物在给药后的反应*，曾一度被广泛应用。

　　目前的药物辨别技术已经趋于成熟，用于药物辨别研究的动物从小鼠、大鼠、鸽、豚鼠到松树猴、恒河猴、狒狒等非人灵长类，在临床上人的药物辨别研究也有很多报道。动物研究的设备一般都已采用斯金纳操作箱，操作行为的方式主要是压杆，鸽的辨别操作行为啄反应盘，人的药物辨别研究可以采用口头报告或者操作行为；操作杆多数采用两杆法，但对于复杂的辨别刺激，三杆法甚至四杆法具有两杆法所不具备的优势，都有报道；训练程序有固定比率，固定周期等，但仍以固定比率使用最为广泛；强化事件在动物研究包括食物、水、电击等，人的药物辨别研究多数采用数额不等的货币作为奖赏。

　　除非特别说明，下文中主要介绍动物的药物辨别研究。

　　2 实验装置程序

　　大鼠和小鼠药物辨别的实验装置基本相同，仅体积有差别；主要由里面的操作箱、外面的隔音箱、外接个人计算机组成；所有实验参数都由计算机进行控制和记录，一般采用商业化软件；隔音箱内安装照明用灯，可以提供背景灯光；还装有风扇，用于实验中操作箱内外的勇气并提供背景噪音；操作箱两面是透明有机玻璃，一面是金属操作面板，另一面是金属隔板；操作面板上有2个或3个操作杆，操作杆上放各有一个用作条件性刺激的指示灯，中间一个内陷的食物托盘或喷头，在操作面板一侧的操作箱外附有一个独立的食物分配器，可以通过计算机控制食物分配量。松鼠猴的药物辨别装置与大鼠药物辨别箱类似，区别在于松鼠猴坐在用于固定的小车内，由实验人员将车推至操作面板前，松鼠猴腋下和腰部被固定，仅有上肢能够自由活动。恒河猴药物辨别的操作箱一般无商用产品，各实验室自行设计建造，但用于束缚恒河猴的小车、操作杆、食物分配器等附件都可购得，自行组装即可；不同的是恒河猴还需要足部固定，一般用专用的鞋子，有成熟产品。狒狒的药物辨别一般在饲养笼内进行，笼的一侧改装成操作面板，狒狒可以在笼内自由活动。

　　常见的辨别实验一般包括起动训练，辨别训练和测试三个阶段，限于篇幅，不详细介绍，读者可参考张开镐教授的论文。

　　3 药物辨别实验数据的解释

　　3.1 药物辨别实验的定量数据

　　3.1.1 药物辨别行为的形成说明药物有辨别刺激性质，这可以从下面两个方面来表示：（1）药物辨别刺激形成的速率用达到测试标准的时间来表示。达到标准的周期数少，说明药物的辨别刺激效应强。即使现在仍有很多药物辨别的研究论文中会绘出辨别刺激获得曲线，但这通常并不能提供非常有用的信息。根据动物的认知学习过程中正确则坚持/错误则改正的原理，获得曲线并不能够提供动物是否获得辨别能力的信息，即使只用生理盐水训练也会得到几乎完全一样的获得曲线。一般只需提供所有动物达到辨别刺激形成速度。药物辨别形成速度因不同的药物、剂量和动物种属而有显著性差异。通常大鼠药物辨别刺激的获得需要十几个到几十个训练周期，而大鼠由于受到生命周期的限制，一般可稳定维持2a，少数情况下可达2.5a。恒河猴的药物辨别可以稳定维持数年甚至数十年之久。（2）每个训练周期的首次压杆正确率。因为首次正确率反映动物感受药物的效应而选择适当反应的能力。正确率的主观效应愈强。但该指标近来已经不常用了。

　　3.1.2 测试获得的数据包括替代测试和组合测试：（1）根据测试药物代替训练药物时每个实验条件下的辨别反应（压杆正确率，计算公式为：正确杆上的压杆数/总压杆数*100%；也有些研究使用压药物杆的动物数占所有动物数的百分比作为辨别反应的正确率。可将替代药分为三类：替代药物与训练药物的辨别刺激性质极其相似；替代药物不产生训练药物的辨别反应，其药理性质不同于训练药物（<20%）。（2）根据训练药物和替代药物不同替代剂量和相应压杆反应的百分率之间在一定范围内呈线性关系，通过线性回归可得出回归方程，计算出药物辨别的ED50，从而对各药物辨别刺激强度进行量的比较。在药物辨别研究中，因为辨别药物的泛化梯度曲线恰好是药物的量效曲线，因此训练剂量直接影响训练药物与测试药物的ED50。（3）组合测试中训练药物与其他药物联合给药，可以检测其他药物是否影响训练药物的辨别刺激效应，从而可以研究训练药物或其他药物的药理学机制。（4）动物在测试过程中的压杆反应速度可以为测试提供一个判断指标。比如要判定测试药物不能替代训练药物，需要达到足够的测试剂量，因为此时动物仅压生理盐水杆，如果动物的反应速度并不受影响，可能是测试剂量不够。如果在某剂量下完全剥夺了动物的反应或者反应速度显著低于对照反应速度，则强烈提示该药物不能替代训练药物。

　　3.2 对结果的解释

　　3.2.1 替代测试

　　药物辨别技术是一种行为药理学技术，辨别训练的过程是一个动物学习记忆的过程，因此几乎所有作用于中枢神经系统的药物都能具有辨别刺激特性，比如所有人类滥用的药物、抗精神病药、抗焦虑药、抗抑郁药等都可以被用来作为训练药物进行药物辨别研究。少数药物因为半衰期很长，动物在生理盐水训练周期内如果训练药物仍然残留部分药效，则会影响动物对药物的辨别能力，导致难以形成稳定的辨别刺激。这种情况下一般选择一个药理学作用类似的药物作为训练药物来间接研究该药物的辨别刺激特性及其药理学作用。药物辨别刺激具有非常高的药理学特异性，通常只有与训练药物药理学机制类似的药物才能够完全替代训练药物。

　　如果测试药物完全替代训练药物，说明测试药物与训练药物具有类似的辨别刺激效应，同时也暗示二者具有相似的药理学机制。然而，许多因素会影响这个评价结果，比如训练药物的剂量、训练药物的效能、动物种属等都可能会显著影响测试结果，应仔细分析，综合考虑。

　　3.2.2 组合测试

　　通过研究不同的药物与训练药物组合所产生的辨别刺激效应有助于了解训练药物辨别刺激效应的药理学机制。从药理学的角度来说，训练药物的拮抗剂可以减弱甚至完全取消训练药物引起的辨别效应并将训练药物的量效曲线右移；训练药物的同类药物可以增强训练药物的辨别刺激效应并将其量效曲线左移。其他药理学不相关的药物对训练药物辨别刺激效应的作用难以预测。但这有助于理解不同受体或神经递质之间的相互作用。采用定量药理学分析方法还可以研究介导训练药物辨别刺激的受体机制，这也是药物辨别技术最重要的功能。进行药物相互作用的辨别刺激研究时，还有一种少见的情况需要说明。某些情况下现有数据表明两种药物之间没有药理学拮抗关系，但某药显著抑制训练药物的辨别刺激效应，这种现象无法采用现有的药理学知识进行解释，因此引入一个心理学概念“掩蔽”。掩蔽现象在心理物理学领域很常见，指一个新引入的刺激干扰了感觉器官对原有刺激的探测能力。Gauvin等训练鸽辨别3.2mg?kg-1吗啡，采用苯丙胺预处理显著抑制吗啡的辨别刺激，同时鸽的反应速度也显著降低。因为纳曲酮显著抑制吗啡辨别刺激的同时也翻转吗啡降低反应速度的作用，苯丙胺的这种抑制与纳曲酮显著不同，不是药理学拮抗，因此该文作者认为是苯丙胺的存在“掩蔽”了动物探测训练药物辨别刺激的能力。这种现象仅有零星报道，但会影响药物相互作用研究的结论。

　　4 药物辨别技术的应用

　　尽管药物辨别技术广泛应用到中枢神经系统药物临床前药物研发中，应用最为广泛的还是对于滥用药物的研究。

　　如前所述，药物在动物产生的辨别刺激效应与药物在人体产生的主观效应具有密切的相关性，考虑到滥用药物的安全性和伦理学因素，很多药物难以在人体进行研究，更难以研究完整的量效曲线，因此动物的药物辨别模型提供了一种研究药物作用所产生体内效应简便而有效的方法。几乎所有滥用药物在动物都产生辨别刺激效应，且具有很高的药理学特异性。阿片类、精神兴奋剂、苯二氮卓类、巴比妥类、尼古丁、酒精、大麻类、MDMA等策划药、俱乐部药、致幻剂、挥发性溶剂等都可被用来作为训练药物的辨别刺激效应，并据此来推测在人体可能产生的主观效应和滥用潜力。使用药物辨别技术来研究致幻剂和大麻类药物具有其它行为药理学技术所不具有的优越性，因为过去数十年的研究发现致幻剂不具有或具有很弱的强化效应，动物不能产生稳定的自身给药行为，甚至多数采用条件性位置偏爱技术来研究致幻剂强化效应的努力也以失败千终。大麻酯类天然和人工合成的化合物也很难建立稳定的自身给药行为，但在不同种属的动物都可以很容易建立起药物辨别行为。使用药物辨别实验进行药物滥用潜力评价时，应注意两个药理学概念“效能”与“强度”的区别。药物滥用潜力与效能关系密切，与强度关系不大。替代实验所得出的ED50只能显示药物的强效顺序，并不能提示其滥用潜力。例如，在吗啡辨别模型中，芬太尼和丁丙诺啡都能够完全替代吗啡，且ED50都小于吗啡的ED50，但因此而认为丁丙诺啡的滥用潜力大于吗啡的滥用潜力显然是不正确的，差别还在于芬太尼和丁丙诺啡的效能显著不同。如果测试药物完全替代训练药物，只能说明在此训练剂量下，测试药物产生类似训练药物的辨别刺激效应，提示可能具有滥用潜力。具体二者的滥用潜力大小，药物辨别实验无法比较。

　　药物辨别还可用于研究药物戒断后引起的主观效应。以阿片类药物为例，用吗啡慢性处理动物，待动物产生躯体依赖性后，训练动物辨别特异性拮抗剂（纳曲酮）。动物获得稳定的辨别刺激后，只有μ阿片受体拮抗剂才能完全替代纳曲酮，而其它如κ和δ阿自受体拮抗剂完全不能替代纳曲酮，说明在吗啡依赖动物所产生的纳曲酮辨别刺激效应是由μ阿片受体而不是其它阿片受体介导的，具有非常高的药理学特异性。吗啡可以拮抗纳曲酮的辨别刺激；如停止使用吗啡，则动物将压纳曲酮杆，给予每日吗啡维持剂量后则压生理盐水杆，这强烈提示纳曲酮的辨别刺激效应是由拮抗剂引起的戒断症状产生的，用于研究阿片类药物依赖戒断所产生的主观效应有重要价值。

　　然而，作为一种技术来评价药物滥用潜力，药物辨别仍有欠缺，最大的问题是缺乏表面效度，产生辨别刺激的部分药理学效应与引起药物滥用的部分药理学效应不一定重合，产生假阳性或者假阴性。因此，应与具有良好表面效度的自身给药技术结合起来，对药物进行综合评价。

　　此外，基于药物辨别技术具有高度药理学特异性，可以用来进行药物的药理学分类，可以研究精神活性药物的神经药理学机制，筛选拮抗剂，研究化合物的构效关系等。

　　5 小结

　　自药物辨别技术建立以来的50年，恰好是行为药理学作为一门独立学科从形成、发展到现在趋于成熟的时期。作为一项重要的行为药理学技术，药物辨别在临床前药理学研究领域得到广泛的应用，其在技术层面日臻成熟，但相关理论仍有待完善。药物辨别技术用于药物滥用潜力评价研究时，最大的挑战不是技术难题，而是对结果的科学解释。应充分考虑到影响实验数据的各种可能因素，并结合药物滥用领域的其他行为药理学技术，综合考虑，方能得出正确的结论。

　　参考文献：

　　[1]Conger JJ. The effects of alcohol on conflict behavior in the albino rat[J]. Q J Stud Alcohol, 1951, 12( 1 ) : 1 -29

　　[2]任燕华 郑继旺.固定比率食物强化法建立鸽子吗啡辨别模型[J].中国药物依赖性杂志,1999,8(4):263-265.

　　[3]王卫平 谢潞 郑继旺 等.大白鼠固定化率连续自身给药动物模型的建立[J].中国药物依赖性通报,1994,3(4):214-217.

　　[4]Combe GA. A system of phrenology[ M ]. Edinburgh, UK: John Anderson Publishers, 1930

　　[5]Girden E, Culler EA. Conditioned responses in curarized striate muscle in dogs [ J ]. J Comp Psychol, 1937, 23 (2) : 261 -274