利用家兔建立动物模型研究哮喘的进展

利用家兔建立动物模型研究哮喘的进展

吴孟闱张馨怡

吴孟闱张馨怡

（中国医科大学临床医学七年制辽宁沈阳110001）

【摘要】支气管哮喘是一种以可逆性气道阻塞、气道炎症、气道高反应性为主要特征的慢性变态反应性炎症疾病，哮喘动物模型的建立对人类哮喘的研究极为重要。目前多种鼠类哮喘动物模型已被建立，并广泛应用，但以上模型均不能很好的模拟人类哮喘的全部特征。利用家兔制备哮喘动物模型能较好的模拟人类哮喘的诸多典型特征，且家兔的呼吸系统与人类具有相似性，且体积较大，便于对其哮喘发作过程中的病理生理指标进行测量，具有较高的应用价值。本文对该模型的制备方法、相关应用的研究进展进行概述，并对该模型的优缺点进行分析。

【关键词】支气管哮喘家兔动物模型致敏

【中图分类号】R562.2+5【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2014）20-0116-02

【Abstract】Asthmaisachronicallergicinflammatorydiseaseofpulmonarysystemcharacterizedbyvariousfeaturesincludingreversibleairwaysobstruction,airwayinflammationandthestatusofairwayhyperresponsiveness.Asthmaticanimalmodelisthekeytothestudyofhumanasthma.Variousasthmaticanimalmodelshavebeenestablishedusingmurines.Butnoneofthosemodelisabletoreproduceallthefeaturesofhumanasthmainpidually.Withrabbits,abetterasthmaticanimalmodelcanbeestablishedtoreproducemorefeaturesofhumanasthma.Moreoverthesimilaritiesofthepulmonarysystemsbetweenrabbitsandhumanaddtothevalueofthismodels.Thesefeaturesarealsobeneficialtothestudyofasthmapathophysiology.Thisarticlebrieflydescribesthemethodstoestablishtheasthmaticanimalmodelusingrabbitsanditsapplication.Advantagesanddisadvantagesofthismodelarealsoanalyzed.

【Keywords】BronchialasthmaRabbitanimalmodelimmunization;

支气管哮喘（bronchialasthma）是一种以可逆性气道阻塞、气道炎症、气道高反应性为主要特征的慢性变态反应性炎症疾病，其发病机制较为复杂，目前解释其发病机制的主要有变态反应学说、神经-受体失衡学说、气道炎症学说等1。据统计，近年来各国哮喘的患病率和病死率均呈上升趋势，因而哮喘越来越引起医学界的重视。

哮喘动物模型的建立对人类哮喘的研究是极为重要的。哮喘动物模型可应用于研究哮喘的病因、发病机制、病理生理指标改变以及药物的筛选。一个理想的哮喘动物模型应能再现人类哮喘的关键要素，包括IgE介导的超敏反应、急性支气管收缩、气道阻力增加、慢性炎症反应、气道重构等相关病理生理过程。实验动物还应便于对其相关指标进行检测和分析。目前，多种哮喘动物模型已被建立，主要包括小鼠、大鼠、豚鼠等。以上动物模型虽能较好的模拟IgE介导的超敏反应、急性支气管收缩、气道阻力增加、慢性炎症反应、气道重构等人类哮喘要素，但由于上述动物与人类在解剖学和生理学上存在较大差距，且体积较小，在哮喘的机能学方面研究存在困难。

一直以来，家兔由于成本较高、饲养较鼠类麻烦等原因并未被广泛应用于哮喘的研究。然而家兔在哮喘动物模型的建立方面却具有难以忽视的巨大优势。首先，家兔肺部的生理和解剖结构已被深入研究，机制较为清楚，且与人类肺组织存在着较高的相似性，便于类比分析。此外家兔易于控制且体积足够大，能够通过插管等方式在实验动物自主呼吸的条件下对肺功能相关参数进行监测。上述优点是鼠类哮喘动物模型所不具备的，因而家兔应被认为是一种更为理想的哮喘动物模型。以下谨对家兔哮喘动物模型的制备方法、相关应用以及该模型的优缺点进行叙述。

1家兔哮喘模型的制备

当前，国内外主要利用过敏源致敏家兔制备家兔哮喘动物模型。1970年，Pinckard等[2]首次报道采用对刚出生24h的家兔连续数周腹腔注射与佐剂短棒状杆菌（Corynebacteriumparvum）耦合的抗原牛血清白蛋白（bovineserumalbumin）的方法致敏家兔，成功地观察到了特异性IgE抗体的产生。目前，已有多种抗原应用于家兔哮喘动物模型的制备，包括卵白蛋白（ovalbumin，OVA），脂多糖（lipopolysacharide），尘螨（housedustmite，HDM），以及豚草花粉（ragweedpollen）[3]。其中，OVA因其免疫原性强、易于获取、价格低廉等优势，应用最为广泛。OVA与佐剂（Al(OH)3、内毒素等）耦合后作为变应原，经连续数周腹腔或皮下注射即可致敏家兔，经雾化吸入后可诱导家兔哮喘发作4。采用该方法制备的哮喘模型表现出高水平的OVA特异性IgE和嗜酸性粒细胞，支气管炎症反应以T细胞介导为主导，同时表现出显著的气道高反应性（AHR），与人类哮喘极为相似[5]。

致敏原的不同、佐剂的不同（包括是否耦合佐剂）、以及致敏途径的不同（皮下注射或腹腔注射）均会导致最终家兔体内特异性IgE和IgG种类和水平的不同[6]，这也为研究者根据研究目的设计具有不同特性的家兔哮喘动物模型提供了便利。

2家兔哮喘模型的应用

致敏后的家兔经诱导可表现出多种人类哮喘的特征性症状，包括气道高反应性（AirwayHperresponsiveness）、早期和晚期气道反应（EarlyandlatephaseAirwayResponses）以及气道炎症（AirwayInflammation）。

2.1气道高反应性

气道高反应性（AHR）表现为对气道对物理和化学刺激的高敏感性和高反应性，在哮喘患者中表现明显，致敏后的家兔也可表现出相同症状，典型表现为气道对致敏原、组胺、AMP等的高反应性，雾化吸入后可诱导哮喘发作。其中，AMP诱导的气道高反应性首次由EL-Hashim等7于1996年报道，并认为该效应与AMP激动气道A1受体有关。利用上述方法诱导家兔哮喘发作，可应用于测量哮喘发作时呼吸功能机械参数的变化，并可应用于对平喘药物药效的评估。

2.2早期和晚期气道反应

早期和晚期气道反应（EarlyandlatephaseAirwayResponses）是人类哮喘的典型症状，表现为急性和延迟性的气道阻塞。急性反应与支气管平滑肌收缩相关，而延迟性气道阻塞则与炎症相关。理想的哮喘动物模型应能较好地模拟该现象。Herd等[8]报道于出生24小时内致敏的家兔能很好地再现哮喘的早期和晚期气道反应，这一优点是以其他种属动物制备的哮喘动物模型所不具备的。特别的，以鼠类制备的哮喘动物模型难以再现哮喘的晚期气道反应，不利于哮喘的研究。

2.3炎症反应

气道炎症是人类哮喘发病过程中的重要一环，哮喘病人常表现为肺组织炎性细胞浸润、气道上皮增厚、黏液分泌增多、腺体增生、血浆IgE和IgG水平升高等炎性特征性改变。经诱导发作后的哮喘家兔可以很好地再现上述病理学改变，并可通过肺组织的病理切片进行分析。此外，还可通过对家兔肺部灌洗的方式获取灌洗液行细胞计数，能很好的测量哮喘家兔呼吸道的炎性细胞数量，评估其炎性反应水平[9]。上述诸点对哮喘造成的病理改变和平喘药物筛选等多方面研究是有利的。

2.4哮喘家兔呼吸机械功能指标的测量

家兔可以在麻醉、插管的状态下保持自主呼吸[3]，这对哮喘时呼吸机械功能变化的研究是非常有利的。在插管状态下可采用胸内压法9测定家兔呼吸的潮气量、气体流速、胸腔内压三个指标，进而求得家兔的气道阻力和肺顺应性这两个关键性指标，用以哮喘家兔呼吸机械功能的评估，这对于哮喘机能学方面的研究和平喘药物平喘效果的研究是极为有利的。

3家兔哮喘模型的优势和劣势

3.1优势

家兔应用于哮喘模型的制备具有极大的优势，家兔的肺组织与人类相似度高，能够较好地模拟人类哮喘发病的全过程，进行类比研究。且家兔体积较大，易于控制，有利于开展实验动物自主呼吸条件下对肺功能相关参数的测量，有利于哮喘机能学方面的研究。有研究表明哮喘家兔对多种平喘药[10，11，12，13]的反应与人类相似，因而在平喘药物筛选方面，家兔也具有巨大潜能。上述优势是鼠类哮喘模型所不具备的。

3.2劣势

家兔应用于哮喘模型制备的劣势在于价格较昂贵，成本较高，饲养较鼠类复杂，因而目前的应用并不是很广泛。另一个主要制约因素是家兔在基因学研究方面进展不如鼠类，尚未有特定基因敲除的家兔面世，这也影响了家兔哮喘动物模型的应用推广。但上述劣势并不能抹杀家兔在模拟人类哮喘方面的巨大优势，相信随着技术的进步，特别是基因学研究的进展，上述劣势将逐步被克服。

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