肺炎動(dòng)物模型研究

王 彤，蘇 鑫，艾新法

（長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)，長(zhǎng)春 130117）

肺炎是指肺實(shí)質(zhì)的炎癥，根據(jù)發(fā)病1個(gè)月與3個(gè)月的時(shí)間長(zhǎng)短，將其分成急性、亞急性和慢性三類。臨床上，慢性肺炎被當(dāng)作病理診斷術(shù)語(yǔ)，病理改變主要為慢性炎性細(xì)胞（單核巨噬細(xì)胞）浸潤(rùn)和成纖維細(xì)胞增生，伴有纖維化及肉芽組織形成，可有肺組織正常結(jié)構(gòu)破壞[1-3]。肺炎的發(fā)病率較高，尋找特效藥物對(duì)治療有重要的意義，建立科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物肺炎模型是尋找特效藥及研究作用機(jī)制的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。筆者查閱了近10年的肺炎動(dòng)物實(shí)驗(yàn)文獻(xiàn)，根據(jù)致病因素的不同，按照典型性、非典型性和其他因素三類總結(jié)了肺炎實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型的造模方法，為藥物研發(fā)提供參考。

1 典型肺炎的致病因素

1.1 肺炎克萊伯桿菌 肺炎克萊伯桿菌俗稱肺炎桿菌，此類肺炎的造模多選用大鼠，造模方式多采用手術(shù)氣管滴入和氣管彌散2種方式。有學(xué)者[4]將大鼠頸部備皮消毒后切開皮膚，暴露氣管，用1 mL注射器經(jīng)氣管滴入濃度為1.5×109cfu/mL的克雷伯桿菌菌液0.15 mL，復(fù)制肺炎模型。經(jīng)病理形態(tài)學(xué)觀察，肺組織出現(xiàn)充血水腫和炎性細(xì)胞浸潤(rùn)的現(xiàn)象。李亞等[5]實(shí)施的氣管彌散法是給禁食不禁水12 h的雄性SD大鼠麻醉后，撐開口腔，將金屬鈍針與塑料連接的細(xì)管經(jīng)口腔慢慢插入氣管，取0.3 mL濃度為1.2×1010cfu/mL的肺炎克雷伯桿菌，使其進(jìn)入氣管，持續(xù)10 min。肺炎模型建立后，尾靜脈采血測(cè)得白細(xì)胞計(jì)數(shù)，中性粒細(xì)胞比率均有所提高。肺組織有水腫、體積增大的現(xiàn)象，表面有出血區(qū)和呈深紅色的瘀血，切面存在滲液。經(jīng)病理形態(tài)學(xué)可觀測(cè)到肺組織大部分被破壞，各級(jí)支氣管出現(xiàn)慢性炎癥，肺泡囊、肺泡管均有擴(kuò)張，同時(shí)有退行性改變現(xiàn)象發(fā)生于肺泡上皮細(xì)胞，大量的炎性浸潤(rùn)存在于各級(jí)支氣管周圍，肺泡壁顯著增厚，可見(jiàn)纖維增生。

1.2 金黃色葡萄球菌 使用金黃色葡萄球菌復(fù)制肺炎模型多選用大鼠或小鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，造模方法為鼻腔接種法。鼻腔滴入法就是將配置好的實(shí)驗(yàn)藥品通過(guò)動(dòng)物鼻腔給實(shí)驗(yàn)動(dòng)物接種。有研究[6]給雄性SD大鼠乙醚麻醉后，從左側(cè)鼻腔滴入200 μL濃度為1×108cfu/mL甲氧西林金黃色葡萄球菌菌液，接種后使大鼠保持1 min直立狀態(tài)以充分吸收藥液，連續(xù)3 d，出現(xiàn)肺炎癥狀。給藥第10 d，動(dòng)脈放血處死，測(cè)得血液中白細(xì)胞數(shù)量增高，經(jīng)病理學(xué)觀測(cè)到不清晰的肺泡結(jié)構(gòu)有著滲出現(xiàn)象和微血管擴(kuò)張充血等明顯的炎性癥狀。黃曉理等[7]選取KM小鼠，麻醉后，取1×109cfu/mL金黃色葡萄球菌的細(xì)菌菌落液100 μL，慢慢接種于鼻腔，并將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物處于直立體位保持20 s確保菌液到達(dá)肺組織。于模型復(fù)制后的第5 d摘眼球取血，無(wú)菌開胸取肺，經(jīng)病理學(xué)觀測(cè)到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物肺炎組織肺間質(zhì)和血管擴(kuò)張充盈，支氣管內(nèi)有炎性滲出物和細(xì)菌菌落，肺泡腔內(nèi)、肺泡壁有炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，其中淋巴細(xì)胞較為多見(jiàn)，肺泡細(xì)胞正常結(jié)構(gòu)消失?；?yàn)血液結(jié)果：小鼠白細(xì)胞計(jì)數(shù)、中性粒細(xì)胞百分比均有所增加。溫順航等[8]給SPF級(jí)C57BL/6J小鼠異氟醚氣體麻醉后，在小鼠本能性吸入的情況下，將金黃色葡萄球菌菌液50 μL（約含5×108cfu）放置于鼻尖處，然后使其直立保持1 min，72 h后麻醉處死，病理觀察發(fā)現(xiàn)肺泡腔內(nèi)有大量炎性細(xì)胞和紅細(xì)胞滲出，支氣管狹窄，肺泡壁增厚。

1.3 肺炎鏈球菌 建立此類肺炎模型多采用大鼠和小鼠，方法多為鼻腔接種和氣管插管。鼻腔滴入法是麻醉后鼻腔滴注肺炎鏈球菌菌液，有研究[9]選用6～8周齡的Balb/c雌鼠鼻腔滴入濃度為D39 （5×106cfu/50 μL）的菌液復(fù)制模型。感染后2 d處死，測(cè)得中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞水平升高，HE染色可見(jiàn)肺組織血管和氣道周圍有大量炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。另有研究[10]選用7日齡Balb/c小鼠，鼻腔內(nèi)滴注肺炎鏈球菌CD39（2×107cfu/ 5 μL），來(lái)建立肺炎鏈球菌模型。李月越等[11]給Wistar大鼠氣管插管，經(jīng)氣管滴注0.4 mL濃度為9×108cfu/ mL的肺炎鏈球菌懸液，然后，讓大鼠處于直立狀態(tài)1 min，菌液受重力作用進(jìn)入氣管和肺泡內(nèi)，8 d后處死。肺泡間隔增寬增厚、大小不一，中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)等病理結(jié)構(gòu)改變可在顯微鏡下觀察到。

1.4 肺炎雙球菌 小鼠和家兔常被作為復(fù)制肺炎雙球菌模型的實(shí)驗(yàn)對(duì)象，常用方法有腹腔注射和氣管插管。腹腔注射就是將藥品注射進(jìn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的腹腔中，姜燕等[12]給6～8周齡的健康KM小白鼠腹腔內(nèi)注射0.5 mL河北工程大學(xué)提供的肺炎雙球菌菌液，1 h后小鼠發(fā)熱，成功建立肺炎雙球菌肺炎模型。傅春升等[13]選用健康清潔家兔，麻醉后氣管插管注入濃度為1×1010/ mL肺炎雙球菌菌液，然后保持兔子直立狀態(tài)，輕微左右搖晃15 s，因重力作用使菌液到達(dá)支氣管末端。開始給藥的0.5～6 h之間，家兔體溫有所升高，6 h后達(dá)到峰值，并出現(xiàn)呼吸異常，中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞升高，蜷縮少動(dòng)，不思飲食，神志萎靡等癥狀。

1.5 綠膿桿菌 建立綠膿桿菌肺炎模型的實(shí)驗(yàn)報(bào)道不多。李偉[14]將6～8周的雄性C57/BL6小鼠麻醉后，鼻孔注射107cfu的綠膿桿菌，給藥18 h后安樂(lè)死。整個(gè)肺組織無(wú)菌生理鹽水清洗，支氣管肺泡清洗液中的白細(xì)胞、中性粒細(xì)胞數(shù)量較空白對(duì)照組高。病理學(xué)檢查結(jié)果，肺組織炎性反應(yīng)強(qiáng)烈，有塊狀瘀血，出現(xiàn)水腫和充血現(xiàn)象，質(zhì)地變硬。組織學(xué)觀察到肺泡融合，血管周圍有炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)。

2 非典型肺炎的致病因素

2.1 支原體 復(fù)制支原體肺炎動(dòng)物模型多選用大鼠和小鼠，操作方法采用鼻腔滴入法。董坤等[15]給大鼠腹腔注射戊巴比妥鈉麻醉后，以106ccu/mL的肺炎支原體培養(yǎng)基滴鼻，劑量為50 μL。成功建立肺炎模型后，觀察大鼠舌質(zhì)暗，肺部出現(xiàn)濕羅音，進(jìn)食減少，活動(dòng)度降低。經(jīng)無(wú)菌取肺后觀察病理改變?yōu)榻M織出現(xiàn)炎癥改變，支氣管周圍與肺泡間隔內(nèi)毛細(xì)血管充盈，淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)。胡起波等[16]選用8～9周齡的雌性清潔級(jí)Balb/c小鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，乙醚麻醉后，用加樣器吸取含1×107ccu/mL的肺炎支原體菌液50 μL，緩慢滴入小鼠的鼻腔。第5、8、9 d滴入含1×107ccu/mL的肺炎支原體菌液100 μL。第11 d處死，摘眼球取血，無(wú)菌取肺。造模開始第1 d，小鼠精神略差，第6 d精神差，活動(dòng)度降低，出現(xiàn)咳嗽、豎毛、寒戰(zhàn)等癥狀。HE染色顯示小鼠肺組織中出現(xiàn)炎癥改變。姜永紅等[17]給Balb/c小鼠乙醚麻醉后，以肺炎支原體國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)株100 μL（含1×107/ mL）緩慢滴入鼻腔，使其進(jìn)入支氣管，連續(xù)3 d。成模后處死，摘眼球取血，灌洗左肺，回收灌洗液。小鼠從實(shí)驗(yàn)開始第3 d出現(xiàn)癥狀，被毛蓬亂，失去光澤，少動(dòng)，畏寒，呼吸異常。測(cè)得小鼠肺泡灌洗液白細(xì)胞計(jì)數(shù)高。病理學(xué)觀察可見(jiàn)肺間質(zhì)和支氣管大量淋巴和漿細(xì)胞浸潤(rùn)，血管擴(kuò)張充血嚴(yán)重，肺泡壁增厚破壞，支氣管變窄。

2.2 衣原體 目前，小鼠是建立衣原體肺炎模型的最佳實(shí)驗(yàn)對(duì)象。施毅等[18]選2個(gè)月鼠齡的TLR4基因缺失小鼠C3H/HeJ，用帶有4號(hào)半針頭的的注射器通過(guò)鼻腔接種，滴入0.5 mL的濃度為1.12×108cfu/ mL的肺炎衣原體無(wú)菌緩沖液。建立模型后，脫頸處死，可觀察到肺組織病理變化表現(xiàn)為不規(guī)則分布的間質(zhì)性肺炎，伴較多中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)。

2.3 軍團(tuán)菌 建立軍團(tuán)菌肺炎模型實(shí)的報(bào)道很少，鄔惟為[19]以6～8周齡的C3H/HeN小鼠作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，腹腔注射水合氯醛麻醉后，將濃度為1.2×107cfu/ mL的軍團(tuán)菌懸液50 μL注射到氣管內(nèi)，建立肺炎模型。造模成功的小鼠肺組織病理切片結(jié)果顯示中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞增多，肺泡壁增厚，伴有滲出液。

2.4 病毒 流行性感冒病毒是引發(fā)肺炎的病毒中最常見(jiàn)的病毒，此外還有副流感病毒、巨細(xì)胞病毒、腺病毒、鼻病毒、冠狀病毒和某些腸道病毒等。嬰幼兒肺炎常由呼吸道合胞病毒感染發(fā)生。有研究[20-23]在復(fù)制大鼠、小鼠病毒性肺炎模型時(shí)，將已配制好的病毒液滴入實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的鼻孔，動(dòng)物呼吸感染病毒，建立模型。另有研究[24]通過(guò)給小鼠腹腔注射病毒懸液建立模型，左麗娜等[25]在給小鼠腹腔注射接種病毒的前1 d給小鼠腹腔注射環(huán)磷酰胺降低免疫力，達(dá)到成功造模的理想效果。

3 小結(jié)

其他因素導(dǎo)致慢性肺炎的造模方式還有煙霧造模、卡氏肺孢子蟲感染等。煙霧造模耗費(fèi)時(shí)間久、實(shí)驗(yàn)成本高，使用此類造模方式的學(xué)者不多。卡氏肺孢子蟲肺炎多發(fā)于免疫缺陷或免疫抑制的病人，有學(xué)者通過(guò)半量誘導(dǎo)劑建立卡氏肺孢子蟲肺炎。有研究[26]選用SD大鼠，注射地塞米松磷酸鈉注射液于腹股溝皮下，并預(yù)防繼發(fā)性感染，成功復(fù)制卡氏肺孢子菌肺炎模型。細(xì)菌、病毒、支原體、衣原體等微生物感染導(dǎo)致的肺炎發(fā)病率高，成模周期短，成本低，成模指標(biāo)明確。小劑量、反復(fù)式鼻腔吸入接種更適用于小鼠造模，損傷小，死亡率低，操作簡(jiǎn)單。

近年來(lái)，使用大腸桿菌復(fù)制肺炎模型的造模方法鮮見(jiàn)，有關(guān)治療大腸桿菌導(dǎo)致的特效藥及其作用機(jī)制的報(bào)道并不多。然而，成人感染大腸桿菌導(dǎo)致肺炎的報(bào)道卻屢見(jiàn)不鮮；采用衣原體感染的方法建立肺炎動(dòng)物模型的報(bào)道寥寥無(wú)幾，而肺炎衣原體導(dǎo)致肺炎臨床病例卻不勝枚舉，通過(guò)大腸桿菌和肺炎衣原體感染實(shí)驗(yàn)動(dòng)物復(fù)制肺炎模型來(lái)尋找特效藥仍然很有必要[27-32]。

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