腎結石動物模型的建立*

楊立軍，劉國華，朱 江，狄長安，王 偉，金大慶，李衛民

(首都醫科大學平谷教學醫院，北京，101200)

泌尿系結石是泌尿外科的常見病、多發病，發病率高達5% ～15%［1］，其中腎結石又占泌尿系結石的40% ～50%［2］。其中巨型腎結石、多發腎結石等病情復雜，手術難度較高［3］。目前，經皮腎鏡碎石術(percutaneous nephrolithotomy，PCNL)已成為處理復雜性結石的主要治療手段，尤其直徑＞2 cm的腎結石，PCNL已成為最佳處理方法［4］。但PCNL難度及手術風險均較高，因此建立大型動物腎結石模型并進行經皮腎穿刺培訓，提高泌尿專科醫師手術水平勢在必行。目前，乙二醇法是建立泌尿系結石模型最常用的方法之一，其原理是在草酸代謝通路上加大中間代謝產物乙二醇的量，導致動物體內草酸含量增加，形成草酸鈣結石［5-6］。但此法主要用于防治泌尿系結石藥物的藥理及藥效學等方面的研究，無法滿足經皮腎鏡碎石、經皮腎造瘺等技術方面的培訓。因此，我院應用異物植入法與乙二醇法分別在實驗動物身上建立腎結石模型，比較兩種方法的成石率、成石時間、成石體積等。現將實驗結果報道如下。

1 資料與方法

1.1 乙二醇法 (1)實驗材料及儀器設備:藥品1%乙二醇(廣州化學制劑廠)+1%氯化銨(廣州臺山化工廠)配制而成。光學顯微鏡一臺，日立EUB5500彩超一臺。(2)實驗動物:家豬15頭，體重35～40 kg(北京市平谷區模擬醫院提供，許可證號SYXK(京)2010-0016)。(3)方法:15頭豬每日定量自由攝取提前配置好的乙二醇500 ml，定量補水500 ml，每日行B超檢查腎結石形成時間及大小等指標。成石后尸檢，在光學顯微鏡下觀察結石形成情況并測量結石大小。判定標準:(0)無結晶，(1)腎皮質內結晶，(2)腎髓質內結晶，(3)腎乳頭內結晶，(4)腎盂內結晶［7］。

1.2 異物植入法 (1)實驗材料及儀器設備:人體組織粘合劑(α-氰基丙烯酸正丁酯)0.5～1 ml;自體豬血1～2 ml;日立EUB5500彩超一臺;進口穿刺針及相關耗材。(2)實驗動物同A組。A、B兩組家豬一般資料見表1。(3)方法:利用α-氰基丙烯酸正丁酯遇血凝固的特性，將其注入腎盂后再注入豬血，迅速形成結石。具體操作步驟為:家豬禁飲食6 h后，速眠新Ⅱ注射液0.2 ml/kg肌注，擺好體位，固定于手術臺上，氣管插管，呼吸機輔助通氣，備皮、消毒、鋪巾，采用18G穿刺針在超聲引導下穿刺進入腎盂，拔出針芯，見有尿液溢出證實穿刺成功。腎盂內注入0.5～1 ml組織粘合劑，1 ml生理鹽水沖洗針道，以防止針道堵塞，再將豬血迅速注入腎盂，B超觀察腎盂內出現固體回聲伴聲影(圖1)。測量直徑≥2 cm，停止注射，拔出穿刺針，切口用無菌敷料覆蓋。術后飼養觀察5周，行超聲檢查動物腎內仍有固體回聲，性狀與腎結石基本相同，部分伴有明顯腎積水。尸檢可見腎內結石形成，并測量結石大小。

1.3 統計學處理 應用SPSS 16.0軟件進行統計學分析，計數資料的組間比較采用χ2檢驗，等級資料、非正態分布的計量資料的組間比較采用秩和檢驗，正態分布的計量資料的組間比較采用獨立樣本t檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

表1 兩組家豬一般資料的比較(±s)

表1 兩組家豬一般資料的比較(±s)

組別 年齡(t/d)性別(頭)雌 雄A組體重(m/kg)130 ±8.8 37.5 ±1.8 7 8 B組130 ±11 37.1 ±1.5 8 7

圖1 B組家豬腎結石B超表現

2 結果

A組死亡2例，死亡率占13.3%，經超聲檢查證實，A 組成石時間25 ～34 d，平均(29.1 ±3.7)d，13例成石，成石率86.7%，飼養5周后尸檢，測量結石直徑 3～4.3 mm，平均(3.6±0.4)mm。B 組 1例死亡，死亡率6.7%，向腎盂內先后注入組織膠及豬血后即刻形成結石，14例成石，成石率93.3%;飼養5周后行超聲證實結石未被吸收，78.6%的家豬經B超檢測證實有腎積水表現。B組家豬尸檢可見腎結石形成(圖2)，測量結石直徑31～40 mm，平均(35±2.7)mm。與A組相比，B組成石時間短、成石率高、成石大，差異有統計學意義(P=0.000)。腎積水模型形成 B組(11/14，78.6%)優于 A組(3/13，23.1%)。腎組織學檢查可見，A組腎組織均可見多灶性結晶形成亦有集結，主要分布于腎皮質、髓質及乳頭，腎組織內炎性損害嚴重;B組輕度腎組織炎性改變。兩組腎結石形成見表2。

圖2 B組家豬尸檢可見腎結石形成

表2 兩組試驗用豬腎結石形成的對比(±s)

表2 兩組試驗用豬腎結石形成的對比(±s)

P ＜0.05

組別 成石直徑(l/mm))］A 組 3.6 ±0.4 29.1 ±3.7 13(86.7)2(13.3)成石時間(t/d)成石率［n(%)］死亡率［n(%B組 35±2.7 即刻形成 14(93.3)1(6.7)

3 討論

PCNL因具有患者創傷小、康復快等優點，目前已成為治療復雜性腎結石的主要手段［4］。但此技術操作難度大，手術風險高，術中或術后常出現穿刺失敗、腎臟大出血甚至死亡等并發癥，因此熟練掌握PCNL的泌尿外科醫師相對較少，嚴重影響了PCNL的推廣與普及，在區縣醫院此種情況尤為明顯，加強PCNL培訓迫在眉睫。因此，我院決定建立大型動物腎結石模型，為泌尿外科臨床醫師行經皮腎鏡穿刺、擴張通道、模擬碎石等關鍵技術的培訓創造了良好條件。

乙二醇法是目前復制腎結石動物模型較成熟的方法，成石液多為乙二醇與氯化氨。乙二醇為草酸代謝通路的中間產物，亦是草酸的前體，進入體內后轉化成羥乙酸，后者既可在羥乙酸氧化酶的作用下直接轉化為草酸，也可通過乳酸脫氧酶的催化轉化為乙醛酸，乙醛酸又可直接在非酶作用下轉化為草酸。因此，攝入乙二醇可導致動物體內草酸增加而形成草酸鈣。盡管目前多采用乙二醇、氯化氨復制腎結石動物模型，但具體造模還存在差異，主要表現在以下方面:(1)乙二醇溶液的濃度與腎草酸鈣結晶的形成具有一定相關性，但各濃度的成石率并不按比例增加;(2)成石液的劑量及給藥方式不同，成石時間效果不同;(3)造模時間不盡相同。因此采用乙二醇法存在耗時耗力、可操控性差、成石時間及效果不穩定等缺點。此外，乙二醇法主要以大鼠為實驗對象，在大型動物腎結石模型建立方面尚未有報道。

異物植入法屬于我院泌尿外科首創，離體及活體實驗均表明異物植入法在豬腎結石模型建立方面具有獨特優勢:(1)結石形成時間短:注入組織膠及豬血后即刻形成結石，而A組成石時間較長，B組明顯優于A組;(2)與乙二醇法相比，本法形成的腎結石體積明顯增大，便于形成腎積水模型，模型真實度高;(3)本法簡單易行，操作簡便，成石過程中可操控性強，可隨時改變注入組織膠及豬血的劑量，以控制成石大小;(4)成石穩定，飼養5周后進行尸檢，結石未被吸收;(5)組織學檢查提示對腎組織損害較小，模型存活率高。其原因主要在于乙二醇法中的氯化銨通過損害腎小管上皮，促進結晶的滯留與生長，間接促進了成石過程，縮短了成石時間。但乙二醇法平均成石時間約為4周，與異物植入法相比并不具有成石時間方面的優勢。此外，異物植入法需專業的B超引導下行腎盂穿刺注射組織膠及豬血，也間接促進了泌尿外科臨床醫師對穿刺技術的理解、掌握。

與乙二醇法相比，異物植入法成石時間快，成石率高，腎結石體積大，簡便易行，便于推廣，還可進行腎積水模型的建立，為經皮腎鏡穿刺提供了良好的動物模型基礎。

［1］ 周向文，黃冬梅.泌尿系結石的治療進展［J］.中國誤診學雜志，2010，10(15):3546-3547.

［2］ 鐘文.腎下盞結石的微創外科治療［J］.國外醫學(泌尿系統分冊)，2005，25(5):621-624.

［3］ 梅驊，陳凌武，高新.泌尿外科手術學［M］.3版.北京:人民衛生出版社，2008:789-800.

［4］ 龐桂建，莫曾南.腎結石的微創外科治療進展［J］.中國實用醫藥，2013，8(2):245-246.

［5］ 中華人民共和國衛生部藥政局.新藥(西藥)臨床前研究指導原則匯編(藥學、藥理學、毒理學)［S］.北京:中華人民共和國衛生部藥政局，1993:101.

［6］ 孫鼎興.腎結石，膀朧結石［M］//徐叔云，卞如濂，陳修.藥理實驗方法學.2版.北京:人民衛生出版社，1991:1079.

［7］ 安瑞華，馮陶，郭應祿，等.香豆素對實驗性大鼠草酸鈣結石形成的影響［J］.中華泌尿外科雜志，1994，15(3):209-211.