創(chuàng)傷合并失血性休克實驗動物模型研究進展

張雪峰，呂 赤，張 成

沈陽軍區(qū)總醫(yī)院普通外科，遼寧 沈陽 110016

無論平時還是戰(zhàn)時，創(chuàng)傷及失血性休克(hemorrhagic shock，HS)都是外科的常見病理狀態(tài)和重要的研究領(lǐng)域。機體在遭受創(chuàng)傷后，常合并出現(xiàn)HS，創(chuàng)傷和HS可引起炎性介質(zhì)(如細(xì)胞因子和花生四烯酸等)合成增加、白細(xì)胞粘附分子表達(dá)上調(diào)及多形核粒細(xì)胞在損傷組織內(nèi)聚集，引起復(fù)雜的應(yīng)激免疫級聯(lián)反應(yīng)，進而出現(xiàn)一系列的病理生理改變，嚴(yán)重時可導(dǎo)致多器官功能障礙[1]。為進一步闡明致病機制并尋找搶救治療的突破口，需要選擇一種合適的創(chuàng)傷合并HS動物模型作為研究平臺。盡管一些學(xué)者認(rèn)為動物實驗研究的結(jié)果很難應(yīng)用于臨床實踐，但畢竟動物實驗研究可獲得某一特定條件下的臨床信息，而且臨床上許多治療理念的更新和方法的改進都源于動物實驗的研究成果。因此，本文對創(chuàng)傷合并HS的實驗動物模型研究進展從致病機制和麻醉與否兩方面介紹如下。

1 根據(jù)致病機制分類

1.1 頭部創(chuàng)傷合并HS模型 嚴(yán)重的頭部創(chuàng)傷常伴隨出現(xiàn)低血壓和腦缺血，這是嚴(yán)重頭部創(chuàng)傷后出現(xiàn)繼發(fā)性腦損害和死亡的主要原因。頭部創(chuàng)傷主要引起兩種類型的腦水腫，即細(xì)胞毒性腦水腫和血管源性腦水腫[2]。細(xì)胞毒性腦水腫是由于細(xì)胞膜Na/K通道的通透性增加，腦實質(zhì)細(xì)胞腫脹所致；血管源性腦水腫是由于血腦屏障破壞后，血管通透性增加，富含蛋白質(zhì)的液體在細(xì)胞外間隙集聚所致。高處墜落傷、液體沖擊傷、控制性腦皮質(zhì)撞擊傷等多種創(chuàng)傷性顱腦損傷模型均表現(xiàn)為腦水腫[2,3]。在HS合并頭部創(chuàng)傷的動物模型中，液體沖擊傷和控制性腦皮質(zhì)撞擊傷模型應(yīng)用最為廣泛[4-6]。為闡明HS與頭部創(chuàng)傷的相互作用關(guān)系，動物實驗研究多側(cè)重于探討采用何種復(fù)蘇策略可以減輕繼發(fā)性腦損傷的問題，包括應(yīng)用何種液體進行復(fù)蘇、應(yīng)用多大量液體進行復(fù)蘇及復(fù)蘇多長時間等問題。血紅蛋白替代物HBOC(hemoglobin-based oxygen carrier)溶液已用于HS合并頭部創(chuàng)傷動物模型的研究。結(jié)果顯示，HBOC在豬的HS復(fù)合模型中是非常有效的低容量復(fù)蘇試劑[7-9]。大多數(shù)使用HBOC作為復(fù)蘇液體進行HS合并頭部創(chuàng)傷研究的實驗是利用大鼠和豬實施的[10,11]。也有實驗使用賀斯(一種擇期手術(shù)時治療低血容量的血漿容量擴增劑)和精氨酸血管加壓劑研究其對豬HS合并液體沖擊性顱腦損傷的影響[12-14]。Bourguignon等[15]利用豬HS合并頂骨凍傷模型研究了早期和延遲液體復(fù)蘇對預(yù)后的影響。

1.2 胸部創(chuàng)傷合并HS 胸部鈍器傷是導(dǎo)致肺炎、急性肺損傷和急性呼吸窘迫綜合征的獨立危險因素，因此，近年來大部分胸部鈍器傷動物模型都被設(shè)計成肺部挫傷[16]。目前有多種方法可以制成肺挫傷模型，如槍擊傷、墜落傷、沖擊傷和肺擠壓傷等。Davis等[17,18]在研究HS合并肺挫傷(槍擊傷致肺挫傷模型)時發(fā)現(xiàn)，輸入吲哚美辛、環(huán)氧酶(COX)、腺苷調(diào)節(jié)劑和HBOC可以有效控制炎癥級聯(lián)反應(yīng)的進展。Gryth等[19]也用豬HS合并肺損傷模型研究了高滲鹽水復(fù)蘇對繼發(fā)性肺損傷的影響。Feinstein等[20]設(shè)計了控制性HS和非控制性HS兩種實驗?zāi)Ｐ停靡詸z測精氨酸加壓素治療豬HS合并肺挫傷模型的效果。Pape等[21]評估了羊HS合并肺挫傷(肺擠壓傷)后再次遭受髓內(nèi)插釘術(shù)打擊后的肺內(nèi)損害。研究發(fā)現(xiàn)，其可導(dǎo)致肺微血管通透性紊亂，如果使用未經(jīng)擴眼的小口徑圓釘就可以防止這種情況出現(xiàn)。

1.3 骨折合并HS 臨床上HS經(jīng)常與骨折伴隨發(fā)生，而且近年對骨折后的免疫反應(yīng)研究顯示，骨折與失血的反應(yīng)非常相似。因此，許多動物實驗研究將骨折作為HS模型的追加影響因素進行研究[22-28]。Monroy等[29]和Strong等[30]使用小鼠HS合并股骨骨折模型進行研究，發(fā)現(xiàn)創(chuàng)傷可以誘導(dǎo)COX-2表達(dá)上調(diào)和PGE2合成增加，而且用選擇性COX-2抑制劑(NS-398)阻滯PGE2合成后可以減輕前炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生和COX-2 mRNA的表達(dá)。Pelinka等[22]對HS合并雙側(cè)股骨骨折的大鼠進行觀察，以明確神經(jīng)元特異性烯醇化酶是否是創(chuàng)傷性顱腦損傷的可靠標(biāo)記物，并檢測了晶體和膠體兩種復(fù)蘇液體復(fù)蘇后的總肺水量和血管外肺水量。Gray等[31]、Hildebrand等[32]和Mousavi等[33,34]分別用綿羊模型評估了HS后股骨髓內(nèi)插釘術(shù)對全身的影響，研究證實，這可導(dǎo)致肺功能不全和顱內(nèi)壓升高。另外，豬和羊也被用于研究HS對骨折愈合的影響[35，36]。

1.4 軟組織損傷合并HS 有研究者將剖腹探查術(shù)應(yīng)用于HS模型，Chaudry等[37]證實HS合并腹部探查手術(shù)后的動物病死率要顯著高于單純HS的動物。另外，Pretorius等[28]在用狒狒研究骨折及軟組織損傷等創(chuàng)傷和HS的實驗中發(fā)現(xiàn)，要制成HS合并肺損傷模型就必須同時造成骨折和軟組織損傷。Cai等[38]建立了鼠的HS合并骨折及軟組織損傷模型，用以觀察器官受到創(chuàng)傷時肥大細(xì)胞對免疫功能的影響。

1.5 多發(fā)傷合并HS Howes等[25]用豬制備了多處鈍傷模型(股骨骨折、肝臟撕裂傷和軟組織擠壓傷)，以研究傷后注射重組VIIa因子是否可以減少出血。Matsutani等[39]研究證實小鼠在經(jīng)歷因創(chuàng)傷(骨折、剖腹手術(shù))和HS而制成的創(chuàng)傷性HS后，是否出現(xiàn)肝臟損傷主要取決于年齡。Guan等[24]研究了大鼠HS合并多發(fā)創(chuàng)傷(雙側(cè)股骨骨折和剖腹手術(shù))后器官的凋亡情況。這一模型與臨床實際非常接近，因此更適用于創(chuàng)傷患者的研究。然而，如果多發(fā)創(chuàng)傷的傷情過于嚴(yán)重，動物會出現(xiàn)立即死亡。因此，這一模型適于研究多發(fā)創(chuàng)傷后的早期病理改變，但實驗結(jié)果可能難以重復(fù)。

2 根據(jù)是否麻醉分類

2.1 創(chuàng)傷合并HS麻醉模型 目前大多數(shù)HS動物模型均采用麻醉動物進行研究，采用這種動物模型具有動物依從性好、無道德倫理問題等優(yōu)點，但其缺陷是不可避免地要受到麻醉的影響。Mohr等[40]研究了輕度低溫對豬創(chuàng)傷合并HS凝血功能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)傷合并HS在鎮(zhèn)靜狀態(tài)下輕度低溫對改善凝血系統(tǒng)功能有積極作用，而不加劇創(chuàng)傷合并HS對凝血功能造成的不良影響。George等[41]在研究環(huán)境低溫對豬創(chuàng)傷性HS預(yù)后的影響時也發(fā)現(xiàn)，環(huán)境低溫可以明顯降低實驗動物的氧耗，并改善細(xì)胞應(yīng)激和器官功能，有利于休克的復(fù)蘇。這些研究結(jié)果與習(xí)慣認(rèn)識明顯不同，也與目前臨床上的治療指南相反。本研究認(rèn)為：麻醉引起的誘導(dǎo)性低溫是導(dǎo)致基礎(chǔ)研究結(jié)果與臨床指南不一致的主要原因。由于麻醉引起的誘導(dǎo)性低溫明顯降低了機體的應(yīng)激反應(yīng)，有利于創(chuàng)傷后的復(fù)蘇，因此，環(huán)境低溫可從致傷因素轉(zhuǎn)變?yōu)楸Ｗo性因素[42]。鑒于麻醉對研究結(jié)果的影響，在選擇動物模型時應(yīng)根據(jù)研究目的及需要選擇適當(dāng)?shù)膭游锬Ｐ汀?/p>

2.2 創(chuàng)傷合并HS非麻醉模型 由于非麻醉動物模型貼近臨床實際，因此研究者很早就開始采用這種模型。但由于這種模型需要特殊處理，同時又可能涉及道德倫理問題，因此限制了其廣泛的應(yīng)用。Vázquez等[43]利用倉鼠研究血管活性血紅蛋白溶液對HS預(yù)后的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)血管活性血紅蛋白溶液對穩(wěn)定血流動力學(xué)有益。Zhang等[44]研究非麻醉狀態(tài)下鼠失血性休克模型中聚羥亞烴188 (一種具有血液流變學(xué)與細(xì)胞保護功能的共聚物)的作用，發(fā)現(xiàn)它能延長失血性休克鼠的生存時間，減少復(fù)蘇過程中液體的需求及組織損傷。Cai等[45]研究清醒時動物失血性休克模型在復(fù)蘇過程中應(yīng)用乙基丙酮酸鹽比傳統(tǒng)的人工膠體能更迅速地恢復(fù)平均動脈壓，降低血清腫瘤壞死因子TNF-α水平，從而進一步減輕炎癥反應(yīng)。由于動物處于清醒狀態(tài)，消除了麻醉可能對心血管系統(tǒng)和代謝系統(tǒng)的影響，因此，非麻醉動物模型更多用于HS在此類方面的研究。但在采取這種動物模型時，往往需要做好前期的處理工作。

3 結(jié) 語

在選取動物模型研究時，研究者通常愿意選擇同性別、同年齡、同種屬的健康動物以減少實驗誤差。然而在臨床實際條件下，創(chuàng)傷患者的種族、年齡、性別及既往病史等實際條件各不相同。同時許多外部因素，如軟組織損傷程度、是否喝酒或吸毒以及環(huán)境低溫等也需考慮。因此，要想設(shè)計出一種既與臨床實際非常接近，又能將實驗結(jié)果直接應(yīng)用于人類的創(chuàng)傷合并HS實驗動物模型是非常困難的。雖然人類和動物之間的差異顯著，但醫(yī)學(xué)的進步離不開動物實驗研究。了解不同模型的特點和不足，對于根據(jù)研究目的合理選擇實驗動物模型及分析實驗結(jié)果很有裨益。

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