三维坐标如何建立

立体定位（stereotaxic）的核心，是把脑内目标位置转换为可操作的三维坐标。动物在麻醉状态下固定于定位装置，头部由固定系统保持稳定，位置一旦确定，后续的穿刺、注射与植入都以这套坐标为准。

坐标的来源有三部分：特定物种的脑图谱、颅骨解剖标志，以及研究所需的目标脑区。脑图谱给出的是群体平均位置，颅骨标志用于把图谱坐标对齐到具体个体，两者的偏差通过定位臂的微调补偿。

NHP 的操作难度高于啮齿类。脑部解剖结构、头颅形态与体型都存在差异，通用的啮齿类固定方式无法直接套用，需要采用适用于灵长类动物的固定与定位设备，并根据动物个体与研究目的调整定位参数。同一只动物在不同次操作之间保持可复现的**，是数据可比的前提。

三类用途

脑内靶向给药

立体定位可与注射泵、导管或其他递送装置结合，把候选药物或治疗载体送到特定脑区。研究对象覆盖小分子药物、生物制剂、核酸类药物与基因治疗载体，不同分子对递送方式的要求差别很大：小分子可以依靠扩散，核酸类药物与病毒载体则需要考虑组织间隙中的分布与回流。

给药完成后，评价手段包括脑组织、脑脊液（CSF）、影像学与分子检测。CSF 采集反映药物在中枢的暴露水平，组织切片显示药物在靶区与邻近区域的浓度梯度，两者结合才能判断递送是否落在预期位置。

对于需要局部递送的 CNS 候选药物，立体定位也是 MRI 引导脑内递送中的基础环节。影像给出靶点，定位系统负责把工具送到靶点，两个步骤缺一不可。

神经调控与信号记录

除给药之外，立体定位还用于研究工具的植入。电极、光纤或其他探针可被植入特定脑区，用于在体神经信号记录或神经调控研究。

这类应用的精度要求体现在位置上。记录电极稍有偏移，采集到的可能就是另一群神经元的活动，因此植入前的坐标校验与术中的位置确认，往往比记录本身的参数设置更影响数据质量。

相关技术可应用于神经环路、行为学与疾病机制研究，并能与 NHP 疾病模型结合。同一只动物同时提供行为学读数与神经电生理读数，是这类设计的一个常见形态。

脑组织与液体采样

部分研究设计需要借助立体定位采集特定区域的组织或液体。结合预设的采样方案，可对目标脑区开展组织学、分子生物学或药物分布分析。

采样位置与给药位置对应时，数据才有解释力。若给药在纹状体而取材偏离，浓度数据反映的就不是靶区暴露。

影像如何修正定位

传统立体定位依赖脑图谱与外部解剖标志，属于间接定位：坐标来自群体数据，个体差异靠经验补偿。MRI 与 CT 的加入改变了这一点。

MRI 提供较好的软组织对比度，可用于观察脑部结构并辅助确定目标区域；CT 提供颅骨及其他结构的信息，用于确认骨性标志与进针路径。影像数据与定位系统结合后，目标坐标与操作路径可以按动物个体的解剖特征调整，定位过程从群体平均转向个体化。

对于需要进一步提高定位可控性的研究，可以采用 MRI 引导下的脑内递送方式，并结合 ClearPoint® 等导航系统开展。术中成像的价值在于能看到针尖与靶点的相对位置，而不必等术后影像确认。MRI 引导给药的流程与设备配置在英文站有单独说明。

与 CED 的结合

对流增强递送（Convection-Enhanced Delivery，CED）是一种局部脑内药物递送方法。它依靠压力梯度使液体在组织间隙中流动，把药物推送到比单纯扩散更大的范围，同时减少向周围组织的非特异分布。

在 NHP 临床前研究中，立体定位负责确定导管进入路径与目标脑区，MRI 导航提供脑部结构与递送过程的影像信息。三者结合后，可以研究不同递送参数对药物分布的影响，并结合组织学、药物浓度及其他药效学指标进行评价。

参数的选择直接决定分布形状。流速过高会引起组织损伤与反流，过低则覆盖体积不足；导管直径与末端设计影响药物在靶区的铺展。这类变量在啮齿类上难以观察，在食蟹猴的脑容量下才能被影像分辨。方法与设备配置见对流增强递送 CED。

这种研究模式适用于需要脑区特异性暴露的 CNS 候选药物与基因治疗产品。载体的分布范围与靶区是否重合，往往比给药总量更能说明问题。

从定位到药效评价

立体定位本身是一项操作技术，其研究价值体现在与其他手段的组合。在 NHP CNS 研究中，可以按项目目的建立一条流程：目标脑区定位，脑内给药，影像学观察，CSF 与组织采样，末一步是 PK/PD 与药效评价。

流程的价值在于数据能够互相对齐。给药记录给出时间与剂量，影像给出空间分布，CSF 与组织给出浓度，药效指标给出效应；四类数据串在同一条时间轴上，才能回答药物是否到达靶区、到达后停留多久、停留期间是否产生了预期效应。

浦灵生物依托 PTRC（Prisys Translational Research Center）开展相关工作，可结合的能力包括 NHP 脑部立体定位、MRI 及其他医学影像、脑内靶向给药、CED 递送、CSF 采集、脑组织及其他样本采集、PK/PD 与药效学评价。

具体方案需要根据候选药物的作用机制、目标脑区与研究阶段确定。核酸类药物与基因治疗载体关注转导效率与分布，小分子关注暴露与靶点占有率，抗体类药物还要考虑分子量对组织穿透的限制。定位技术提供的是把这些差异测量出来的条件，结论仍要由数据给出。

取材路径不限于脑内注射。同一批动物也可以走术中磁共振 iMRI 导航给药的流程，把术前规划、术中成像与术后取材连成一次操作，减少跨批次带来的差异。

推荐阅读

• DSA 引导介入平台 — 血管内途径进入中枢的另一条路线，可与脑内直接递送对照。
• 鼻脑给药（N2B） — 非侵入的中枢递送方式，适合与立体定位方案做取舍。
• Advanced CNS Delivery Techniques in Cynomolgus Monkeys: Accelerating Oligonucleotide Drug Development — 英文站：食蟹猴中枢递送技术在寡核苷酸药物开发中的应用。
• Animal Brain Stereotactic Instruments Based On 3D Coordinate Systems — 英文站：三维坐标系统下动物脑立体定位仪的原理与操作。

联系我们

• 咨询热线： 021-5043 5616
• 业务邮箱： bd@prisysbiotech.com
• 官方网站： https://www.prisysbiotech.com/
• 公司地址： 上海市奉贤区金海公路6055号35幢8楼
• 扫码联系： 左侧扫码关注浦灵生物官方公众号，右侧扫码添加 BD 微信（手机上可长按图片识别二维码）。