肺炎動物模型研究

王 彤，蘇 鑫，艾新法

（長春中醫藥大學，長春 130117）

肺炎是指肺實質的炎癥，根據發病1個月與3個月的時間長短，將其分成急性、亞急性和慢性三類。臨床上，慢性肺炎被當作病理診斷術語，病理改變主要為慢性炎性細胞（單核巨噬細胞）浸潤和成纖維細胞增生，伴有纖維化及肉芽組織形成，可有肺組織正常結構破壞[1-3]。肺炎的發病率較高，尋找特效藥物對治療有重要的意義，建立科學標準的實驗動物肺炎模型是尋找特效藥及研究作用機制的實驗基礎。筆者查閱了近10年的肺炎動物實驗文獻，根據致病因素的不同，按照典型性、非典型性和其他因素三類總結了肺炎實驗動物模型的造模方法，為藥物研發提供參考。

1 典型肺炎的致病因素

1.1 肺炎克萊伯桿菌 肺炎克萊伯桿菌俗稱肺炎桿菌，此類肺炎的造模多選用大鼠，造模方式多采用手術氣管滴入和氣管彌散2種方式。有學者[4]將大鼠頸部備皮消毒后切開皮膚，暴露氣管，用1 mL注射器經氣管滴入濃度為1.5×109cfu/mL的克雷伯桿菌菌液0.15 mL，復制肺炎模型。經病理形態學觀察，肺組織出現充血水腫和炎性細胞浸潤的現象。李亞等[5]實施的氣管彌散法是給禁食不禁水12 h的雄性SD大鼠麻醉后，撐開口腔，將金屬鈍針與塑料連接的細管經口腔慢慢插入氣管，取0.3 mL濃度為1.2×1010cfu/mL的肺炎克雷伯桿菌，使其進入氣管，持續10 min。肺炎模型建立后，尾靜脈采血測得白細胞計數，中性粒細胞比率均有所提高。肺組織有水腫、體積增大的現象，表面有出血區和呈深紅色的瘀血，切面存在滲液。經病理形態學可觀測到肺組織大部分被破壞，各級支氣管出現慢性炎癥，肺泡囊、肺泡管均有擴張，同時有退行性改變現象發生于肺泡上皮細胞，大量的炎性浸潤存在于各級支氣管周圍，肺泡壁顯著增厚，可見纖維增生。

1.2 金黃色葡萄球菌 使用金黃色葡萄球菌復制肺炎模型多選用大鼠或小鼠為實驗對象，造模方法為鼻腔接種法。鼻腔滴入法就是將配置好的實驗藥品通過動物鼻腔給實驗動物接種。有研究[6]給雄性SD大鼠乙醚麻醉后，從左側鼻腔滴入200 μL濃度為1×108cfu/mL甲氧西林金黃色葡萄球菌菌液，接種后使大鼠保持1 min直立狀態以充分吸收藥液，連續3 d，出現肺炎癥狀。給藥第10 d，動脈放血處死，測得血液中白細胞數量增高，經病理學觀測到不清晰的肺泡結構有著滲出現象和微血管擴張充血等明顯的炎性癥狀。黃曉理等[7]選取KM小鼠，麻醉后，取1×109cfu/mL金黃色葡萄球菌的細菌菌落液100 μL，慢慢接種于鼻腔，并將實驗動物處于直立體位保持20 s確保菌液到達肺組織。于模型復制后的第5 d摘眼球取血，無菌開胸取肺，經病理學觀測到實驗動物肺炎組織肺間質和血管擴張充盈，支氣管內有炎性滲出物和細菌菌落，肺泡腔內、肺泡壁有炎性細胞浸潤，其中淋巴細胞較為多見，肺泡細胞正常結構消失。化驗血液結果：小鼠白細胞計數、中性粒細胞百分比均有所增加。溫順航等[8]給SPF級C57BL/6J小鼠異氟醚氣體麻醉后，在小鼠本能性吸入的情況下，將金黃色葡萄球菌菌液50 μL（約含5×108cfu）放置于鼻尖處，然后使其直立保持1 min，72 h后麻醉處死，病理觀察發現肺泡腔內有大量炎性細胞和紅細胞滲出，支氣管狹窄，肺泡壁增厚。

1.3 肺炎鏈球菌 建立此類肺炎模型多采用大鼠和小鼠，方法多為鼻腔接種和氣管插管。鼻腔滴入法是麻醉后鼻腔滴注肺炎鏈球菌菌液，有研究[9]選用6～8周齡的Balb/c雌鼠鼻腔滴入濃度為D39 （5×106cfu/50 μL）的菌液復制模型。感染后2 d處死，測得中性粒細胞、巨噬細胞水平升高，HE染色可見肺組織血管和氣道周圍有大量炎性細胞浸潤。另有研究[10]選用7日齡Balb/c小鼠，鼻腔內滴注肺炎鏈球菌CD39（2×107cfu/ 5 μL），來建立肺炎鏈球菌模型。李月越等[11]給Wistar大鼠氣管插管，經氣管滴注0.4 mL濃度為9×108cfu/ mL的肺炎鏈球菌懸液，然后，讓大鼠處于直立狀態1 min，菌液受重力作用進入氣管和肺泡內，8 d后處死。肺泡間隔增寬增厚、大小不一，中性粒細胞、淋巴細胞浸潤等病理結構改變可在顯微鏡下觀察到。

1.4 肺炎雙球菌 小鼠和家兔常被作為復制肺炎雙球菌模型的實驗對象，常用方法有腹腔注射和氣管插管。腹腔注射就是將藥品注射進實驗動物的腹腔中，姜燕等[12]給6～8周齡的健康KM小白鼠腹腔內注射0.5 mL河北工程大學提供的肺炎雙球菌菌液，1 h后小鼠發熱，成功建立肺炎雙球菌肺炎模型。傅春升等[13]選用健康清潔家兔，麻醉后氣管插管注入濃度為1×1010/ mL肺炎雙球菌菌液，然后保持兔子直立狀態，輕微左右搖晃15 s，因重力作用使菌液到達支氣管末端。開始給藥的0.5～6 h之間，家兔體溫有所升高，6 h后達到峰值，并出現呼吸異常，中性粒細胞、淋巴細胞升高，蜷縮少動，不思飲食，神志萎靡等癥狀。

1.5 綠膿桿菌 建立綠膿桿菌肺炎模型的實驗報道不多。李偉[14]將6～8周的雄性C57/BL6小鼠麻醉后，鼻孔注射107cfu的綠膿桿菌，給藥18 h后安樂死。整個肺組織無菌生理鹽水清洗，支氣管肺泡清洗液中的白細胞、中性粒細胞數量較空白對照組高。病理學檢查結果，肺組織炎性反應強烈，有塊狀瘀血，出現水腫和充血現象，質地變硬。組織學觀察到肺泡融合，血管周圍有炎癥細胞浸潤。

2 非典型肺炎的致病因素

2.1 支原體 復制支原體肺炎動物模型多選用大鼠和小鼠，操作方法采用鼻腔滴入法。董坤等[15]給大鼠腹腔注射戊巴比妥鈉麻醉后，以106ccu/mL的肺炎支原體培養基滴鼻，劑量為50 μL。成功建立肺炎模型后，觀察大鼠舌質暗，肺部出現濕羅音，進食減少，活動度降低。經無菌取肺后觀察病理改變為組織出現炎癥改變，支氣管周圍與肺泡間隔內毛細血管充盈，淋巴細胞浸潤。胡起波等[16]選用8～9周齡的雌性清潔級Balb/c小鼠為實驗對象，乙醚麻醉后，用加樣器吸取含1×107ccu/mL的肺炎支原體菌液50 μL，緩慢滴入小鼠的鼻腔。第5、8、9 d滴入含1×107ccu/mL的肺炎支原體菌液100 μL。第11 d處死，摘眼球取血，無菌取肺。造模開始第1 d，小鼠精神略差，第6 d精神差，活動度降低，出現咳嗽、豎毛、寒戰等癥狀。HE染色顯示小鼠肺組織中出現炎癥改變。姜永紅等[17]給Balb/c小鼠乙醚麻醉后，以肺炎支原體國際標準株100 μL（含1×107/ mL）緩慢滴入鼻腔，使其進入支氣管，連續3 d。成模后處死，摘眼球取血，灌洗左肺，回收灌洗液。小鼠從實驗開始第3 d出現癥狀，被毛蓬亂，失去光澤，少動，畏寒，呼吸異常。測得小鼠肺泡灌洗液白細胞計數高。病理學觀察可見肺間質和支氣管大量淋巴和漿細胞浸潤，血管擴張充血嚴重，肺泡壁增厚破壞，支氣管變窄。

2.2 衣原體 目前，小鼠是建立衣原體肺炎模型的最佳實驗對象。施毅等[18]選2個月鼠齡的TLR4基因缺失小鼠C3H/HeJ，用帶有4號半針頭的的注射器通過鼻腔接種，滴入0.5 mL的濃度為1.12×108cfu/ mL的肺炎衣原體無菌緩沖液。建立模型后，脫頸處死，可觀察到肺組織病理變化表現為不規則分布的間質性肺炎，伴較多中性粒細胞浸潤。

2.3 軍團菌 建立軍團菌肺炎模型實的報道很少，鄔惟為[19]以6～8周齡的C3H/HeN小鼠作為實驗對象，腹腔注射水合氯醛麻醉后，將濃度為1.2×107cfu/ mL的軍團菌懸液50 μL注射到氣管內，建立肺炎模型。造模成功的小鼠肺組織病理切片結果顯示中性粒細胞、嗜酸性粒細胞、單核巨噬細胞增多，肺泡壁增厚，伴有滲出液。

2.4 病毒 流行性感冒病毒是引發肺炎的病毒中最常見的病毒，此外還有副流感病毒、巨細胞病毒、腺病毒、鼻病毒、冠狀病毒和某些腸道病毒等。嬰幼兒肺炎常由呼吸道合胞病毒感染發生。有研究[20-23]在復制大鼠、小鼠病毒性肺炎模型時，將已配制好的病毒液滴入實驗動物的鼻孔，動物呼吸感染病毒，建立模型。另有研究[24]通過給小鼠腹腔注射病毒懸液建立模型，左麗娜等[25]在給小鼠腹腔注射接種病毒的前1 d給小鼠腹腔注射環磷酰胺降低免疫力，達到成功造模的理想效果。

3 小結

其他因素導致慢性肺炎的造模方式還有煙霧造模、卡氏肺孢子蟲感染等。煙霧造模耗費時間久、實驗成本高，使用此類造模方式的學者不多。卡氏肺孢子蟲肺炎多發于免疫缺陷或免疫抑制的病人，有學者通過半量誘導劑建立卡氏肺孢子蟲肺炎。有研究[26]選用SD大鼠，注射地塞米松磷酸鈉注射液于腹股溝皮下，并預防繼發性感染，成功復制卡氏肺孢子菌肺炎模型。細菌、病毒、支原體、衣原體等微生物感染導致的肺炎發病率高，成模周期短，成本低，成模指標明確。小劑量、反復式鼻腔吸入接種更適用于小鼠造模，損傷小，死亡率低，操作簡單。

近年來，使用大腸桿菌復制肺炎模型的造模方法鮮見，有關治療大腸桿菌導致的特效藥及其作用機制的報道并不多。然而，成人感染大腸桿菌導致肺炎的報道卻屢見不鮮；采用衣原體感染的方法建立肺炎動物模型的報道寥寥無幾，而肺炎衣原體導致肺炎臨床病例卻不勝枚舉，通過大腸桿菌和肺炎衣原體感染實驗動物復制肺炎模型來尋找特效藥仍然很有必要[27-32]。

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