巴馬小型豬心臟生物電特性遙測

楊李廠, 周文兵, 丁 雋, 周新初, 謝 東, 楊偉敏

(1. 上海睿智化學研究有限公司, 上海 201203; 2. 上海交通大學農業與生物學院, 上海 200240)

巴馬小型豬心臟生物電特性遙測

楊李廠1, 周文兵1, 丁 雋1, 周新初2, 謝 東1, 楊偉敏1

(1. 上海睿智化學研究有限公司, 上海 201203; 2. 上海交通大學農業與生物學院, 上海 200240)

目的 應用遙測技術系統監測并分析飼養于上海地區巴馬小型豬的心臟生物電數據。方法 選取20頭4～8月齡雄性巴馬小型豬，利用遙測系統監測自由活動下小型豬心電數據，進行心電數據處理和分析。結果 巴馬小型豬的心率為(82±11)次/min，P-R間期為(97±11) ms、QRS間期和QT間期分別為(42±4) ms和(293±15) ms，QTc為271±19; 小型豬群體存在心電軸左偏和T波倒置現象。結論 遙測技術可以用于監測自由活動狀態下的小型豬的心電。本實驗所測得的心電數據為巴馬小型豬應用于藥代、藥效以及毒理實驗等研究提供基礎數據資料。[關鍵詞] 巴馬小型豬; 心電; 遙測技術

豬相比其它家畜其器官在解剖結構、功能與人類最有相似性，特別是心血管解剖結構、生理和代謝等方面。從動物倫理角度出發，小型豬是犬和猴等傳統實驗動物或野生動物理想的替代動物。所以目前小型豬是全球公認的心血管疾病研究的首選動物。

心電圖反映心臟功能，是心血管藥物、安全藥理和毒理試驗等研究領域重要檢測指標，隨著科學技術的進步檢測手段也多種多樣。過去較多采用束縛或麻醉狀態下檢測心電，但是存在一些缺點，不能長時間連續性監測心電指標，束縛和麻醉等操作也會引起心率和其它生理參數的變化。隨著遙測技術在醫學領域的推廣應用，植入式生理信號遙測技術和無創生理信號遙測技術也廣泛用于傳統實驗動物的生理參數的監測。

本研究利用無創生理信號遙測技術，對自由活動狀態下的小型豬進行心電監測，為藥物和疾病的研究提供數據參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物 普通級4～8月齡雄性實驗用巴馬小型豬20只，由上海市浦東新區老港鎮華新特種養殖場 [SCXK(滬)2012-0013]提供, 種源來自廣西原產地和云南原產地。

1.1.2 飼養管理 巴馬小型豬飼養于上海睿智化學研究有限公司大動物研究中心[SYXK(滬)2015-0021]，群養在柵欄式飼養區域內，環境溫度為20～26 ℃，相對濕度為40%～70%，12 h/12 h明暗交替。飼料和喂養方法: 豬飼料日糧量按體質量的4%～5%進行調節，每日飼喂2次，自由飲水。在設施內適應訓練1個月后進行心電遙測。

1.2 實驗方法

1.2.1 大動物生理信號遙測系統 馬甲，北京廣源達科技發展有限公司; 心電記錄器(型號SER-102)，北京軟隆生物技術有限公司; 心電圖采集與分析系統SP2006，北京軟隆生物技術有限公司。

1.2.2 心電檢測 在檢測前訓練巴馬小型豬適應穿戴馬甲, 檢測心電時先把小型豬平穩放在吊床上, 在小型豬的胸部位置貼電極貼片(圖1), 電極線一端連接電極貼片, 另外一端連接到心電記錄器, 把心電記錄器放置在專用馬甲口袋中, 并穿上馬甲; 打開記錄器開關, 然后把小型豬放入飼養籠內讓其自由運動。

圖1 電極連接位置Figure 1 Connection position of electrodes

1.3 統計分析

檢測結果以x- ± s表示, 實驗數據采用SPSS16.0統計軟件進行統計處理。群體間差異采用單因素方差進行分析, P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 心電圖波形

巴馬小型豬II導聯心電波形結果(圖2)顯示，P 波向上, Q波向下, R波向上, S波向下, T波直立和倒置現象都有發生。圖2是兩例典型的小型豬的心電波形，本試驗總共選擇了20頭巴馬小型豬進行心電監測，絕大部分小型豬心電波形與之類似。

2.2 心電軸

20只巴馬小型豬中(表1)，6例心電軸左偏(-90～-30)，1 例心電軸右偏(90～120)，其余動物均為正常心電軸。

圖2 兩例巴馬小型豬心電圖波形Figure 2 Two examples of ECG waveforms in Bama minipigs

表1 巴馬小型豬QRs波心電軸Table 1 QRs wave’s electrocardic axis in Bama minipigs

2.3 心電圖各間期

巴馬小型豬(表2)群體心率波動范圍較大，平均為82次/min±11次/min。對巴馬小型豬心電數據采用單因素方差進行分析，結果顯示,個體間P波寬度、P-R間期、QRS間期、QT間期和QTc差異存在統計學差異(P＜0.05)。

表2 巴馬小型豬心率、心電圖各間期和各波時間Table 2 The interval and wave-time of electrocardiogram in Bama minipigs

3 討論

小型豬易于馴養，心電數據平穩清晰，是制作動物心臟疾病模型和心臟移植等研究的良好動物。而在這些研究過程中，心電是一重要檢測指標[1-3]。因為心電波形的改變能夠直觀體現心臟的狀況，例如: 其中QT間期[4,5]是QRS波群開始到T波結束時的時間。QT間期過長是室性心動過速的危險因子之一，可能引起猝死。QT間期受心率變化較大，所以采用QTc來消除心率影響。QTc間期是按心率校正的QT間期，是反映心臟去極化和復極作用的指標。QTc間期延長表示心臟復極延遲，反映了心電異常，通常與心律失常敏感性增高密切相關。

最初實驗豬的心電數據收集都推薦在麻醉狀態下進行，因為豬敏感，易出現緊張狀態，尤其在實驗操作時讓其情緒穩定非常困難。可是使用麻醉劑也會對心電數據產生無法避免的影響，而且各麻醉藥劑對數據的影響亦不一樣。在中華小型豬的研究數據[6]表明，目前較為常見的麻醉劑氯胺酮聯合安定麻醉和速眠新聯合戊巴比妥麻醉都會導致心電波形異常變化，且在麻醉期的不同時間心電波形還會有不同的異化。麻醉藥劑會給豬心電研究帶來很多不確定因素，所以現在學界的主流都是在清醒狀態下進行心電收據的收集。

為了克服麻醉和物理保定對動物心電的不利影響，同時考慮動物福利要求，因此遙測技術逐漸應用于實驗動物的心電監測。國內小型豬品種的實驗動物標準化開始于1980年代，和國際上先進的實驗動物理念進入中國的時間一致。除了實驗小型豬本身質量的標準化，相關的居住環境與飼料的標準化也是對豬心電研究有非常好的促進作用，不少來自于人的研究[7,8]都認為長時間高溫、噪聲能造成人類的高血壓和心電圖異常改變, 和肉用豬不同的飼養要求也避免了因為某些營養缺乏[9]導致的心電異常改變。最新的動物福利已經細致到要求避免動物出現焦躁的情緒甚至在運輸過后給予動物較長時間的恢復期，這些也應該和過往的研究中[9,10]發現焦躁情緒和長途運輸會對心電數據產生影響有一定關系。監測系統也是影響動物的心電因素之一。本實驗選擇的巴馬小型豬飼養于標準化的實驗動物設施內，溫濕度、噪聲嚴格遵守國標要求，采用馬甲式遙測系統避免了麻醉和傳統保定架的一些負面因素。

哥廷根小型豬是現在醫藥研究中大量使用的實驗小型豬品種，該品種[11]的HR為71±10，PR間期為(125±21) ms，QRS間期為(56±9) ms，QT間期為(320±38) ms，巴馬小型豬相對應的數據非常接近哥廷根的心電各間期時間; 對比兩者之間心電波形，兩者波形相同(以標準Ⅱ導聯為例)，兩者都存在T波倒置現象。對比國內[12,13]報道數據，本實驗得到的巴馬小型豬的心電圖與其研究獲得的心電各間期時間幾乎相同; 和廣西巴馬小型豬、中國農大豬、五指山小型豬的波形相似，都存在T波倒置現象; 心電軸都存在左偏現象。上述比較結果證實不能以T波方向判斷小型豬心電是否正常，心電軸左偏也不是小型豬心電是否異常的唯一指標，要結合心電全部指標數據以及動物的其他健康數據來判斷。

分析所選的巴馬小型豬的心電P波寬度、PR間期、QRS間期、QT間期和QTC等5項數據，結果顯示這5項數據群體間都存在差異(P＜0.05)，除了個體差異的原因外，可能也與不同巴馬豬個體適應程度和訓練需要的時間不一致有關，另外因為客觀因素，20頭小型豬也不能在相同日期和相同時間檢測。通過與國內報道[14]的采用EMAK 遙測系統遙測的巴馬小型豬心電數據比較，心率和心電各間期數據也比較接近，證實遙測技術適用于小型豬的心電監測，也間接說明在收集心電過程中，不同個體都能逐漸適應電極貼片和穿戴馬甲，但也要考慮小型豬對電極貼片和馬甲的適應訓練。

本研究作為探索性研究, 只選取了同類研究中較常選用的4～8月齡的動物，又考慮到規避動物性別間的適應訓練差異而只選擇了雄性動物，限制了成果對相關研究的參考價值，希望在后續研究中能彌補這一缺憾。

本研究采用目前最為流行的遙測技術收集巴馬小型豬的心電數據，將動物飼養在符合AAALAC標準的實驗動物設施中，盡量規避環境和操作環節帶來的影響，真實記錄了小型豬在自由移動狀態下的心電等生理指標，反應了小型豬正常生理活動，為小型豬在藥理毒理、器官移植和其他臨床研究中的應用提供數據參考。通過與國內外小型豬心電數據比較，證實巴馬小型豬在實驗小型豬心血管系統中的研究價值。

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Investigation on Electrocardiogram of Bama Minipigs by Telemetry

YANG Li-chang1, ZHOU Wen-bing1, DING Jun1, ZHOU Xin-chu2, XIE Dong1, YANG Wei-min1
(1. Shanghai Chempartner Co. Ltd, Shanghai 201203, China 2. School of Agriculture and Biology, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China)

ObjectiveTo collect and analyze electrocardiogram (ECG) data by ECG telemetry system in Bama minipigs reared in Shanghai.MethodTwenty male Bama minipigs aged at 4 to 8 months were randomly selected from the healthy colony of Shanghai huaxin special breeding farm. ECG data were recorded by Beijing softron telemetry system and analyzed by the analysis system-SP2006.ResultIn Bama minipigs, heart rate was (82±11) beat/min, PR interval was (97±11) ms, QRS and QT intervals were (42±4) ms and (293±15) ms, QTc was 271±19, left axis deviation and T-wave inversion happened in colony.ConclusionThe ECG telemetry system can be used to monitor ECG data in free moving minipigs, and the ECG data of Bama minipigs can be used as baseline for preclinical studies including, pharmacokinetics, pharmacodynamics, pharmacology and toxicity studies.

Bama minipigs; Electrocardiogram (ECG); Telemetry technology

Q95-33

A

1674-5817(2017)05-0410-04

10.3969/j.issn.1674-5817.2017.05.013

2017-04-28

上海市實驗動物創新行動計劃項目 (13140900200)[作者簡介] 楊李廠(1981- ), 男, 碩士, 研究方向: 動物生理 /生化。 E-mail: lchyang@chempartner.cn

楊偉敏, 高級實驗師, 研究方向: 實驗動物科學與管理。E-mail: wmyang1@chempartner.cn