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【中图分类号】R531.5【文献标识码】A【文章编号】1632-5281(2015)5
摘 要:肺炎动物模型在抗菌素耐药、药理学研究以及疫苗效果评价等多个领域中占有极其重要的地位。本文回顾国内外有关文献,综述肺炎动物模型研究进展,为研究肺炎动物模型提供文献依据。
关键词:肺炎;动物模型;鼠
当前细菌性肺炎占成人各类病原体肺炎的80%。然而过去30-40年中,由于细菌耐药率的不断增高,大量广谱或超广谱抗菌素投入临床并未使肺炎的死亡率持续下降。有报告住院死亡病人约15%与肺炎有关。社区获得性肺炎(CAP)死亡率为5%-10%,而医院获得性肺炎(HAP)的病死率则高达20%-50%。肺炎的临床症状趋于不典型,所谓“重症”肺炎时有发生,尤其在婴幼儿、老年人和免疫抑制患者中病死率极高。提高肺炎的病原学诊断水平,建立肺炎的动物模型,确立肺炎的动物诊断标准和肺炎动物模型的观测指标,具有重要而重大的临床意义。
一、肺炎动物模型的实验动物种属
(一)小鼠
小鼠最常选用的为雌性Swiss Albino小鼠,6~7周龄,体重(20—30)g之间;其次是雌性或雄性CBA/J小鼠,5周龄,体重(16—22)g之间;再次为雌性CDl Swiss小鼠,体重(18—20)g之间,以及雌性C57 Black小鼠。其它品系雌性NMRI小鼠、雌性CD.1小鼠、雄性DDY小鼠应用的比较少。
(二)大鼠
大鼠多采用无特定病原体动物(SPF级)SD雄性大鼠,体重(200~250)g之间,最大可到325g。少部分采用SPF级的Wistar雄性大鼠,体重(180—200)g之间,消毒水和食物喂养。也有少数采用雌性SPF级SD大鼠,体重300g以内,单笼饲养,消毒水和食物喂养。
(三)家兔
家兔雄性SPF新西兰白兔,体重(2.7-5)kg之间,单笼饲养,消毒水和食物喂养,室内空气自动使用HEPA过滤。
(四)豚鼠
豚鼠雌性Hartley豚鼠,体重(325—425)g左右,单笼饲养,自由饮水、进食。
(五)猪
家猪或大型养猪场猪均可。
二、肺炎模型分类
(一)卡氏肺孢子虫肺炎模型
实验动物对象多为鼠科类,也有用猪I4 或新西兰白兔。最常用的模式为考的松类药物+抗菌药物+低蛋白质食物。
(二)衣、支原体肺炎模型
动物实验对象均采用鼠科类。鼻内或经静脉内分别接种衣原体菌液、支原体菌液,建立衣原体肺炎模型、支原体肺炎模型。
(三)细菌性肺炎模型
1、克雷伯菌肺炎模型
1994年国内成功建立克雷伯菌小鼠细菌性支气管肺炎模型。模型中,用合适浓度的克雷伯菌液通过注射的方式接种处于免疫抑制状态的小鼠。该模型的建立对肺炎的治疗和药效学研究具有重要价值。
2、大肠杆菌肺炎模型
大肠杆菌肺炎是严重危害老年人健康的常见感染性疾病,机体在各种应激状态下,可引起细菌易位。为探讨老年肺炎是否存在细菌易位、引起肠道损伤,国内学者李建生等成功建立大肠杆菌肺炎模型并进行相关研究。模型中,适当浓度的大肠杆菌菌液经气管插管法接种动物。研究表明,大鼠大肠杆菌肺炎模型中,中性粒细胞、前列腺素及自由基介导肺炎的发生和发展,尤以老龄大鼠损伤更为严重。通过口服毒素清对大肠杆菌肺炎模型老龄大鼠有积极的干预作用。之前已有此类模型,但多以青年动物为研究对象,忽视增龄因素对肺炎模型的影响。国内学者李建生等制作了老龄大鼠肺炎模型,这对研究老年肺炎的病理生理机制及干预措施具有重要意义。
3、白色念珠菌肺炎模型
国内于2001年成功建立免疫功能低下大鼠白色念珠菌肺炎模型。模型中,皮下注射醋酸考的松致使大鼠免疫功能低下,于第二周气管内滴注适宜浓度白色念珠菌液,制成免疫功能低下合并白色念珠菌肺炎。此模型是免疫功能低下宿主肺部感染研究的适宜模型。
4、铜绿假单胞菌(PA)肺炎模型
为能模拟临床免疫功能降低病人感染PA后的炎症反应及其特点,国内于2001年成功建立粒细胞减少大鼠铜绿假单胞菌肺炎动物模型。模型中,采用糖皮质激素联合环磷酰胺共同作用造成大鼠免疫功能下降、粒细胞减少。在此基础上,适宜浓度的铜绿假单胞菌菌液经气管接种大鼠,以模拟临床上常见的粒细胞缺少患者的肺部感染。选择PA作为致病菌对于研究粒细胞减少者肺部感染炎症反应具有一定的代表性。
5、金黄色葡萄球菌L型肺炎模型
为探讨L型菌的致病情况,国内于2002年建立金黄色葡萄球菌L型致间质性肺炎动物模型。结
果发现,金葡茵L型致病力不同程度减弱。但仍具侵入和破坏组织、细胞的能力。
6、重症细菌性肺炎动物模型
重症肺炎的界定是:(1)呼吸频率>3O次/分;(2)PaO2<60mmHg、PaO2/FiO2<300,需行机械通气治疗;(3)血压<90/60mmHg;(4)胸片显示双侧或多肺叶受累,或入院48h内病变扩大/--50% ;(5)少尿、尿量<20ml/h或<80ml/4h,或急性肾功能衰竭需要透析治疗。经
过反复预实验,2005年成功建立重症肺炎动物模型,此模型为研究肺炎的发病机制和病理生理过程奠定了基础。
三、结语
肺炎动物模型的建立是研究肺炎发生发展机制及治疗的重要手段。综合考虑,一个理想的肺炎动物模型应符合以下条件:1)与人类肺炎的基本病变特征相似;2)病变有一定发展过程;3)形成率高,死亡率低,重复性好;4)造模方法简便易行;5)动物易获得,经济实用。根据现有研究基础,可供选择的实验动物模型种类很多,各种造模方法各有优缺点,可依据不同实验目的来选择相应的实验动物模型,同时兼顾造模的重复性、可预测性、费效比。我们可以根据现有研究基础,进一步探索更理想的肺炎动物模型。
参考文献
1 庄晓亮,木朝宇,俞俊岭,张文昌,甘霖,陈敬贤,王明丽. HCMV急性问质性肺炎小鼠模型的建立. 安徽医科大学学报,2014,9,49(9):1214-1217
2 黎东明,赖天文,邓少嫦,吴东,张钰,陈敏,吕莹莹,吴斌.恒河猴H5N1禽流感病毒性肺炎模型建立及其发病机制. 中国人兽共患病学报,2014,30(8):806-811
3 魏晶,陈纪飞,李强,安英,李芳.小鼠克雷白杆菌肺炎模型的建立及检测.中国免疫学杂志,2014,30:85-88
摘 要:肺炎动物模型在抗菌素耐药、药理学研究以及疫苗效果评价等多个领域中占有极其重要的地位。本文回顾国内外有关文献,综述肺炎动物模型研究进展,为研究肺炎动物模型提供文献依据。
关键词:肺炎;动物模型;鼠
当前细菌性肺炎占成人各类病原体肺炎的80%。然而过去30-40年中,由于细菌耐药率的不断增高,大量广谱或超广谱抗菌素投入临床并未使肺炎的死亡率持续下降。有报告住院死亡病人约15%与肺炎有关。社区获得性肺炎(CAP)死亡率为5%-10%,而医院获得性肺炎(HAP)的病死率则高达20%-50%。肺炎的临床症状趋于不典型,所谓“重症”肺炎时有发生,尤其在婴幼儿、老年人和免疫抑制患者中病死率极高。提高肺炎的病原学诊断水平,建立肺炎的动物模型,确立肺炎的动物诊断标准和肺炎动物模型的观测指标,具有重要而重大的临床意义。
一、肺炎动物模型的实验动物种属
(一)小鼠
小鼠最常选用的为雌性Swiss Albino小鼠,6~7周龄,体重(20—30)g之间;其次是雌性或雄性CBA/J小鼠,5周龄,体重(16—22)g之间;再次为雌性CDl Swiss小鼠,体重(18—20)g之间,以及雌性C57 Black小鼠。其它品系雌性NMRI小鼠、雌性CD.1小鼠、雄性DDY小鼠应用的比较少。
(二)大鼠
大鼠多采用无特定病原体动物(SPF级)SD雄性大鼠,体重(200~250)g之间,最大可到325g。少部分采用SPF级的Wistar雄性大鼠,体重(180—200)g之间,消毒水和食物喂养。也有少数采用雌性SPF级SD大鼠,体重300g以内,单笼饲养,消毒水和食物喂养。
(三)家兔
家兔雄性SPF新西兰白兔,体重(2.7-5)kg之间,单笼饲养,消毒水和食物喂养,室内空气自动使用HEPA过滤。
(四)豚鼠
豚鼠雌性Hartley豚鼠,体重(325—425)g左右,单笼饲养,自由饮水、进食。
(五)猪
家猪或大型养猪场猪均可。
二、肺炎模型分类
(一)卡氏肺孢子虫肺炎模型
实验动物对象多为鼠科类,也有用猪I4 或新西兰白兔。最常用的模式为考的松类药物+抗菌药物+低蛋白质食物。
(二)衣、支原体肺炎模型
动物实验对象均采用鼠科类。鼻内或经静脉内分别接种衣原体菌液、支原体菌液,建立衣原体肺炎模型、支原体肺炎模型。
(三)细菌性肺炎模型
1、克雷伯菌肺炎模型
1994年国内成功建立克雷伯菌小鼠细菌性支气管肺炎模型。模型中,用合适浓度的克雷伯菌液通过注射的方式接种处于免疫抑制状态的小鼠。该模型的建立对肺炎的治疗和药效学研究具有重要价值。
2、大肠杆菌肺炎模型
大肠杆菌肺炎是严重危害老年人健康的常见感染性疾病,机体在各种应激状态下,可引起细菌易位。为探讨老年肺炎是否存在细菌易位、引起肠道损伤,国内学者李建生等成功建立大肠杆菌肺炎模型并进行相关研究。模型中,适当浓度的大肠杆菌菌液经气管插管法接种动物。研究表明,大鼠大肠杆菌肺炎模型中,中性粒细胞、前列腺素及自由基介导肺炎的发生和发展,尤以老龄大鼠损伤更为严重。通过口服毒素清对大肠杆菌肺炎模型老龄大鼠有积极的干预作用。之前已有此类模型,但多以青年动物为研究对象,忽视增龄因素对肺炎模型的影响。国内学者李建生等制作了老龄大鼠肺炎模型,这对研究老年肺炎的病理生理机制及干预措施具有重要意义。
3、白色念珠菌肺炎模型
国内于2001年成功建立免疫功能低下大鼠白色念珠菌肺炎模型。模型中,皮下注射醋酸考的松致使大鼠免疫功能低下,于第二周气管内滴注适宜浓度白色念珠菌液,制成免疫功能低下合并白色念珠菌肺炎。此模型是免疫功能低下宿主肺部感染研究的适宜模型。
4、铜绿假单胞菌(PA)肺炎模型
为能模拟临床免疫功能降低病人感染PA后的炎症反应及其特点,国内于2001年成功建立粒细胞减少大鼠铜绿假单胞菌肺炎动物模型。模型中,采用糖皮质激素联合环磷酰胺共同作用造成大鼠免疫功能下降、粒细胞减少。在此基础上,适宜浓度的铜绿假单胞菌菌液经气管接种大鼠,以模拟临床上常见的粒细胞缺少患者的肺部感染。选择PA作为致病菌对于研究粒细胞减少者肺部感染炎症反应具有一定的代表性。
5、金黄色葡萄球菌L型肺炎模型
为探讨L型菌的致病情况,国内于2002年建立金黄色葡萄球菌L型致间质性肺炎动物模型。结
果发现,金葡茵L型致病力不同程度减弱。但仍具侵入和破坏组织、细胞的能力。
6、重症细菌性肺炎动物模型
重症肺炎的界定是:(1)呼吸频率>3O次/分;(2)PaO2<60mmHg、PaO2/FiO2<300,需行机械通气治疗;(3)血压<90/60mmHg;(4)胸片显示双侧或多肺叶受累,或入院48h内病变扩大/--50% ;(5)少尿、尿量<20ml/h或<80ml/4h,或急性肾功能衰竭需要透析治疗。经
过反复预实验,2005年成功建立重症肺炎动物模型,此模型为研究肺炎的发病机制和病理生理过程奠定了基础。
三、结语
肺炎动物模型的建立是研究肺炎发生发展机制及治疗的重要手段。综合考虑,一个理想的肺炎动物模型应符合以下条件:1)与人类肺炎的基本病变特征相似;2)病变有一定发展过程;3)形成率高,死亡率低,重复性好;4)造模方法简便易行;5)动物易获得,经济实用。根据现有研究基础,可供选择的实验动物模型种类很多,各种造模方法各有优缺点,可依据不同实验目的来选择相应的实验动物模型,同时兼顾造模的重复性、可预测性、费效比。我们可以根据现有研究基础,进一步探索更理想的肺炎动物模型。
参考文献
1 庄晓亮,木朝宇,俞俊岭,张文昌,甘霖,陈敬贤,王明丽. HCMV急性问质性肺炎小鼠模型的建立. 安徽医科大学学报,2014,9,49(9):1214-1217
2 黎东明,赖天文,邓少嫦,吴东,张钰,陈敏,吕莹莹,吴斌.恒河猴H5N1禽流感病毒性肺炎模型建立及其发病机制. 中国人兽共患病学报,2014,30(8):806-811
3 魏晶,陈纪飞,李强,安英,李芳.小鼠克雷白杆菌肺炎模型的建立及检测.中国免疫学杂志,2014,30:85-88