建立直腸脫垂模型的動(dòng)物選擇與常用造模方法分析*

李志鵬，柯敏輝

(福建中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二人民醫(yī)院，福州 350000)

直腸脫垂是直腸黏膜、肛管、直腸全層和部分乙狀結(jié)腸向下移位而脫出肛門外的一種疾病。各年齡層均可發(fā)病,但多發(fā)于幼兒、老年人、久病體弱及身高瘦弱者[1]。一些因素如神經(jīng)和精神疾病、性別、肛腸手術(shù)史、內(nèi)括約肌或外括約肌無(wú)力、慢性腹瀉、慢性便秘等，都被認(rèn)為與直腸脫垂的病理生理學(xué)有關(guān)，然而病因仍不清楚[2，3]。直腸脫垂有多種治療方法，包括藥物和手術(shù)，治療后復(fù)發(fā)或引起相關(guān)并發(fā)癥的情況不盡相同，至今尚未有一種理想的治療手段可用于所有的直腸脫垂。動(dòng)物模型是研究疾病病理生理學(xué)機(jī)制和開發(fā)新的治療策略的重要工具，筆者就國(guó)內(nèi)外的直腸脫垂動(dòng)物模型做一綜述。

1 直腸脫垂模型的建立

1.1 兔

1.1.1 飲食致瀉 黃乃健等[4]選用1月齡健康兔作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，以專用飼料與胡蘿卜喂養(yǎng)，平均每日每只60 g，每只飲水100 mL，持續(xù)喂養(yǎng)15 d后，改為每日給予新鮮白菜3 kg分3次喂養(yǎng)，當(dāng)出現(xiàn)大便變軟或稀時(shí)停止喂養(yǎng)白菜，改用正常飼料喂養(yǎng)，持續(xù)7 d，再重復(fù)上述過(guò)程，最后成功建立近似人類Ⅰ度直腸脫垂的輕度脫垂模型。

1.1.2 藥物致瀉聯(lián)合增加腹壓 柯敏輝等[5]以大黃和番瀉葉作為致瀉劑，依據(jù)正常便(質(zhì)硬成形)、約3/4正常便(約1/4質(zhì)軟不成形)、約1/4正常便(約3/4質(zhì)軟不成形)、約1/4稀便(約3/4質(zhì)軟便和正常便)、約3/4稀便(約1/4軟便和正常便)、全部稀便，這6種不同兔糞便質(zhì)地依次評(píng)為0分、1分、2分、3分、4分、5分。起始每日生大黃液按20 mL/kg灌胃1次，若連續(xù)2 d出現(xiàn)3分以上糞便，則生大黃液的灌胃量在之前基礎(chǔ)上按5 mL/kg減量；若出現(xiàn)1 d 0分糞便，則生大黃液的灌胃量在之前基礎(chǔ)上按5 mL/kg追加，最高至每日30 mL/kg。此后若排1 d 0分糞便，則在生大黃液灌胃30 mL/kg的基礎(chǔ)上加用番瀉葉液5 mL/kg灌胃；若繼續(xù)排1 d 0分糞便，番瀉葉液灌胃量在之前基礎(chǔ)上按5 mL/kg追加；若連續(xù)2 d出現(xiàn)3分以上糞便，則番瀉葉液在之前基礎(chǔ)上按5 mL/kg減量，連續(xù)每日灌胃2個(gè)月。在中藥灌胃前1 d，在兔截石位3、5、6、7、9點(diǎn)肛門邊緣分別柱狀注射1次無(wú)水乙醇0.3～0.4 mL。并且在造模期間將兔置于固定架中，將固定架直立，兔后肢末端需接觸地面，每日站立5 h，持續(xù)2個(gè)月。從兔直腸黏膜隆起、套疊癥狀和肛管組織病理切片方面均證實(shí)直腸黏膜內(nèi)脫垂造模成功。

1.1.3 手術(shù) 賀房勇等[6]將6月齡家兔麻醉后打開直腸腹膜反折，切斷直腸兩側(cè)的側(cè)韌帶，下推直腸使直腸翻出肛門外后關(guān)腹。術(shù)后發(fā)現(xiàn)，家兔大便時(shí)均見有不同程度的直腸外翻，說(shuō)明直腸脫垂造模成功。

1.2 豬

Bustamante-Lopez L等[7]選用5只平均體質(zhì)量為35 kg的健康雌豬，通過(guò)開放式手術(shù)打開下腹部，將直腸移動(dòng)至骨盆底，通過(guò)擴(kuò)張器對(duì)肛門內(nèi)進(jìn)行充氣擴(kuò)張，最后將肛門鏡插入肛門，并用Allis牽引器使直腸黏膜移位，從而形成直腸脫垂模型。

1.3 犬

1.3.1 手術(shù)聯(lián)合增加腹壓 包俊華等[8]將5只犬分為2組進(jìn)行造模實(shí)驗(yàn)，其中4只選擇切斷內(nèi)外括約肌及肛管直腸環(huán)，剩余1只僅切斷內(nèi)外括約肌保留肛管直腸環(huán)。從術(shù)后第1天開始，2組同時(shí)上架固定，每天4次，每次4 h，使犬處于半直立體位共30 d，在上架固定期間借腹帶增加腹壓，每15 min放置氣囊在直腸內(nèi)充氣，然后在肛門外將直腸向外牽拉，使直腸黏膜翻出肛外，30 d后切斷內(nèi)外括約肌及肛管直腸環(huán)的4只犬直腸黏膜，從齒線上方開始自下而上分離脫垂，其中脫出最長(zhǎng)10 cm，最短6 cm；僅切斷內(nèi)外括約肌保留肛管直腸環(huán)的1只犬，30 d后直腸下端黏膜脫出1.2 cm。

1.3.2 飲食、藥物致瀉聯(lián)合增加腹壓 黃乃健等[4]選用2月齡雄性幼犬作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，使用飲食致瀉的同時(shí)聯(lián)合抗生素干擾腸道微生態(tài)平衡，從而達(dá)到更好的致瀉效果。出現(xiàn)腹瀉后放置在特制的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，取俯臥位將其固定，將特制的橢圓形金屬固定裝置放于犬的后半身，然后再將血壓計(jì)氣囊袋置于犬腹部，逐漸加壓至6.7kPa，停留2 min放氣，恢復(fù)至初始狀態(tài)并停留5 min。再逐漸加壓，每次在原有基礎(chǔ)上增加6.7kPa，直至26.7kPa左右，每次出現(xiàn)腹瀉均進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)。最終得到近似人類的Ⅰ度直腸脫垂輕度直腸脫垂模型。

2 不同造模方法的比較分析

直腸脫垂動(dòng)物模型的造模方法可以總結(jié)為3種。一是致瀉如飲食、藥物，增加腹壓如站立、腸道氣囊加壓等；二是手術(shù)如切斷內(nèi)外括約肌等。通過(guò)致瀉造模，雖然有效但過(guò)程復(fù)雜且需時(shí)較長(zhǎng)不穩(wěn)定。增加腹壓的方法也只能作為輔助手段，單獨(dú)使用造模效果不理想。比較而言，手術(shù)造模具有穩(wěn)定、易操作、簡(jiǎn)單快捷的優(yōu)點(diǎn)，但臨床中直腸脫垂的發(fā)生多為慢性過(guò)程，在病變過(guò)程中各組織器官的病理變化通過(guò)手術(shù)造模方法難以模擬，反之致瀉與增加腹壓的造模方法能夠更好地模擬這一變化。

3 討論

“中氣下陷”的中醫(yī)病機(jī)學(xué)說(shuō)提到，久泄傷脾，脾氣虛衰，氣機(jī)下陷，升舉無(wú)力，對(duì)臟腑維系升舉之力減弱，內(nèi)臟器官位置也隨之下移[9]。在致瀉造模的過(guò)程中，通過(guò)長(zhǎng)期的腹瀉使實(shí)驗(yàn)動(dòng)物處于類似“氣機(jī)下陷”的狀態(tài)，可致直腸黏膜脫垂，從而增加造模的成功率。在臨床上，4歲以內(nèi)的小兒是直腸脫垂的高發(fā)人群[10]，聯(lián)系中醫(yī)對(duì)小兒體質(zhì)的描述，即《景岳全書》所載：“腎為胃之關(guān)，開竅于二陰，所以二便之開閉，皆腎臟之所主，今腎中陽(yáng)氣不足，則命門火衰”。認(rèn)為小兒屬“稚陽(yáng)”之體，腎陽(yáng)不足、升舉乏力致脫肛發(fā)生[11]，故在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇上，更傾向選擇幼年期的動(dòng)物。黃乃建等[4]在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也證實(shí)，年幼的動(dòng)物較年長(zhǎng)動(dòng)物更易建立直腸脫垂模型。

雖然直腸脫垂常病發(fā)于“中氣下陷”，但臨床“濕熱下注”證型的病例并不少見[12]。關(guān)于直腸脫垂的“濕熱下注”證型在中醫(yī)古籍中早有記載?！掇q證錄》云：“人有不必大便而脫肛者，疼痛非常，人以為氣虛下陷，實(shí)乃大腸之火奔迫而出也?！薄豆P花醫(yī)鏡》中也有云：“脫肛者，腸有火則脫出難收，腫而痛也 。”但在文獻(xiàn)記錄中卻沒(méi)有“濕熱下注”證型的直腸脫垂動(dòng)物造模，這部分的空白不僅阻礙了對(duì)這一類直腸脫垂新藥的研發(fā)及新術(shù)式的開發(fā)，直腸脫垂的病因病機(jī)理論也未能得到更好的完善。

在闡述直腸脫垂病因中存在諸多理論學(xué)說(shuō)，目前較為公認(rèn)的是由于直腸黏膜松弛或直腸與周圍支持組織發(fā)生松弛分離，直腸失去支撐而滑脫下移，直腸上的提肌群、筋膜、韌帶等松弛下陷及肛門內(nèi)收肌群收縮無(wú)力而脫出[13，14]。賀房勇等[6]與包俊華等[8]選擇手術(shù)切斷直腸肛管相關(guān)肌肉及韌帶的造模方法，直觀證實(shí)了這一理論學(xué)說(shuō)；柯敏輝等[5]通過(guò)致瀉與增加腹壓的造模方法，成功建立直腸脫垂模型，在最后的病理取樣分析中提示，模型動(dòng)物直腸固有層腺體組織增生，血管擴(kuò)張充血，間質(zhì)炎細(xì)胞浸潤(rùn)聚集，間質(zhì)水腫、疏松，也從側(cè)面證實(shí)了這一學(xué)說(shuō)。因此從這一理論學(xué)說(shuō)角度出發(fā)進(jìn)行造模具有可行性和可靠性。

犬、豬、兔是直腸脫垂模型造模的常用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。犬的肛門肌肉、腺體、功能等各方面最為接近人類[15]，是理想的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物之一，但存在涉及動(dòng)物倫理學(xué)以及實(shí)驗(yàn)可操作性差且難以重復(fù)等弊端；豬的局部解剖結(jié)構(gòu)也類似于人類[16]，但在動(dòng)物飼養(yǎng)、價(jià)格、體型及可重復(fù)性方面受到很大限制；兔具有與人類相近的結(jié)腸帶、結(jié)腸袋、肛門直腸周圍間隙等解剖結(jié)構(gòu)，且價(jià)格較低廉、實(shí)驗(yàn)操作性強(qiáng)、易重復(fù)，但其肛門的局部解剖結(jié)構(gòu)仍與人類肛門存在較大差異[17]。另一方面，兔因其直腸肛管空間狹小，更趨向用于藥物的開發(fā)或藥效評(píng)估，犬和豬則在術(shù)式開發(fā)或評(píng)估中更常使用。在眾多的動(dòng)物造模實(shí)驗(yàn)中，大鼠可能是應(yīng)用最多、應(yīng)用領(lǐng)域最廣泛的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物之一，在直腸脫垂模型中卻不宜使用大鼠造模，雖然大鼠的恥骨尾肌和髂髂尾肌與人類有相似之處，但在收縮時(shí)并沒(méi)有提起肛門的功能，而是起著維持性功能，對(duì)球囊的固定以及睪酮敏感性的作用[18]。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

一個(gè)成功且值得推廣的動(dòng)物模型，需要具備造模方法簡(jiǎn)單、易操作且成本低廉等特點(diǎn)。上述文中描述的3種動(dòng)物直腸脫垂模型都不完全具備這些特點(diǎn)，尚且不能在研究中推廣，要想得到更加理想的直腸脫垂動(dòng)物模型，在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上還有很多可以改進(jìn)的地方。一是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇。在飼養(yǎng)家畜時(shí)發(fā)現(xiàn)，家畜如雞、鴨、豬等都存在直腸脫垂的現(xiàn)象[4]。以豬為例，采取近親交配時(shí)直腸脫垂的發(fā)病率更高[19]。在保證實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生存率的前提下，可選擇更易出現(xiàn)直腸脫垂病證的基因缺陷動(dòng)物；二是影響直腸脫垂的客觀因素。天氣寒冷時(shí)直腸脫垂的發(fā)病率也隨之提高[20]，可將溫度變化這一因素加入造模方法中，縮短造模時(shí)間，得到更加理想的直腸脫垂動(dòng)物模型；三是動(dòng)物模型的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。上述關(guān)于動(dòng)物建模后的效果評(píng)價(jià)中，都直接套用人類直腸脫垂的臨床分級(jí)，但動(dòng)物與人類骨盆腔的骨骼、肌肉解剖學(xué)等存在多方面差異[15-17]，因此這樣的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性。此外還缺少對(duì)直腸外脫垂與內(nèi)脫垂、肌電生理病理變化等方面的評(píng)價(jià)。綜上所述，如何建立更加完善的動(dòng)物模型和嚴(yán)謹(jǐn)、全面的評(píng)價(jià)體系，是今后進(jìn)一步努力與探索的方向。