邱智寅 艾曉杰 陳 瓊 (上海交通大學農業與生物學院/上海市獸醫生物技術重點實驗室,上海市閔行區 0040;科文斯醫藥研發 (上海) 有限公司,上海市浦東新區 08;上海醫藥工業研究院,上海市浦東新區 00)
藥物代謝是指藥物進入機體內吸收入血,并分布到各組織器官,經肝、腎等代謝后,通過膽汁、糞、尿等途徑排泄(消除)的過程[1];同時,藥物除了通過膽汁、糞、尿等途徑排泄外,還可通過呼吸道、唾液、乳汁、汗液等途徑排泄[2-7]。在臨床前和臨床早期階段,研究藥物在體內的排泄過程,鑒定其代謝產物,比較推斷其吸收和分布,能客觀地了解候選藥物對機體的作用,有助于篩選出活性高、安全性好的新藥[8]。筆者以比格犬為試驗對象,在參考借鑒現有藥理學和藥效研究中比格犬膽管插管和代謝模型的基礎上,研究制作了一種新的比格犬單向和雙向插管模型——犬膽管及十二指腸管插管模型,旨在提供一種新的模型用于藥物代謝研究和新藥篩選?,F對該新模型的制作方法及可行性進行總結分析,以供參考借鑒。
1.1.1 動物材料
選用5只6~7月齡、體重為7.5~7.9 kg的雄性健康比格犬[購自北京瑪斯生物技術有限公司,許可證號SCXK(京)2016-0001],編號1~5。試驗前比格犬穿馬甲、佩戴伊麗莎白項圈適應1周以上,手術按照Institutional Animal Care and Use Committee(IACUC)規范操作,由技術員和獸醫共同照料、護理。
1.1.2 其他材料
器械:腹壁牽開器、手術刀、敷料鉗、止血鉗、有齒鑷、組織鑷、巾鉗、持針鉗、手術剪、眼科鑷、顯微剪、顯微鑷、創巾、紗布,部分器械需高壓滅菌消毒45 min(蒸汽壓力108 kPa,溫度121 ℃)。
設備及耗材:手術室、手術臺、無影燈、保溫墊、心電監測儀、注射泵、剃毛刀、無菌手套、腸溶縫線、縫針、不可吸收縫線、BICCS T導管等,部分設備及耗材需用0.2%過氧乙酸溶液滅菌消毒,并用紫外消毒燈照射30 min以上。
1.2.1 術前準備
術前比格犬要求禁食16 h以上,并提前將手術臺溫度設置在37 ℃。先對比格犬肌肉注射阿托品0.03 mg/kg,皮下注射拜有利8 mg/kg及通立定4 mg/kg鎮靜鎮痛;然后肌肉注射舒泰50 2.5 mg/kg麻醉,犬仰臥綁定,并拉出舌頭,于雙前肢頭靜脈植入留置針,靜脈注射丙泊酚2 mL/(kg·h)維持麻醉,靜脈注射乳酸林格氏液(LRS)10 mL/(kg·h)維持體液,涂眼藥膏防止眼部干澀;然后對術部進行剃毛,用碘酊常規消毒,用75%酒精脫碘,然后鋪上創巾;最后用心電監護儀動態監測犬的生理指征。
1.2.2 手術過程
沿劍突下1 cm腹部中線縱向切開腹壁18~30 cm;于肝門處找到左側的肝總管和右側的膽囊管,選擇在肝管與膽管的匯入膽總管的Y型段下方插管,見圖1;以腸鉗固定十二指腸,將紗布墊于肝臟及十二指腸間;在Y型下4~5 cm處插管,用止血鉗鈍性分離總膽管及周邊組織,將T型導管的膽囊端留5~7 cm,末端剪成斜面;在T型導管膽管遠端和近端段放置2個縫線預節,見圖1中的位置1和2;用顯微剪在膽管端剪開1個小口,以眼科鑷將T型導管斜口緩緩插入膽管,至總膽管Y型口前,以縫線用方結來固定導管的1號和2號位置;膽汁流進T型管后可用止血鉗使膽汁停止流入;在膽管通往腸端用不可吸收的縫線預打2個節,見圖1中的位置3和4;同樣,插入T型管的腸端,并用方結固定,確保導管末端位于十二指腸遠端,且不折疊打結;用生理鹽水測試十二指腸導管是否通暢,然后將T型導管和大網膜進行縫合固定,用縫線將十二指腸縫合到腹壁固定,將T型導管穿出肌肉層,連續縫合腹壁肌肉層;用手術刀柄鈍性分離左胸壁與肌肉層至第7肋處,開口(約3 cm),用來安裝導管裝置,見圖2;在開口處縫合導管,并連接導管及腸管至導管裝置,以生理鹽水測試導管是否通暢,然后在肌肉層縫合固定T型導管,最后縫合切口。
術后停止注射丙泊酚,并將犬移至加熱墊上保溫,監測其體征。術犬蘇醒(約10 min) 后,停止注射乳酸林格氏液并帶上伊麗莎白項圈,穿上馬甲,隨即放回籠舍。
1.2.3 術后護理
術后對犬進行消炎及鎮痛藥物治療,連續7 d口服甲硝唑片10 mg/kg、拜有利片5 mg/kg,若縫合部位有炎癥或化膿,可適當延長給藥時間。每天以碘酊清洗縫合部位及導管外出口,涂抗菌藥膏 (百多邦),保持皮膚傷口清潔干燥。當縫合部愈合后移除頸部項圈并拆線。
1.2.4 膽汁采集及膽鹽回補
采集膽汁時,更換圖2的左胸皮膚導管裝置,膽汁即可被引出體外,并可進行膽鹽補充,采樣時,犬可在籠內活動。膽汁丟失會影響犬的正常消化及吸收,因此需要補充膽鹽,可喂食含有?;悄懰徕c的0.05%生理鹽水溶液,以0.6 mL/(kg·h)流速導入腸腔內。

圖1 T導管及放置位置

圖2 BICCS T導管裝置
可從以下幾方面對犬膽汁排泄試驗模型進行評價:(1)膽管及腸管測試。一般術后每2~3 d查看1次連接導管套索裝置是否有膽汁流出,腸管可先用注入和回抽乳酸林格氏液來檢測,如果導管脫落及損壞,須手術調整復位。(2)術后創口觀察。觀察傷口是否有紅腫、化膿等,一旦發現可根據實際情況更換抗生素進行治療。(3)整體觀察和指標測定相結合。整體觀察包括觀察術犬的一般體征,是否有異常表現、疼痛或不適現象,指標測定則是測定術犬的體重、采食量、血液生化指標、膽汁量等。(4)兩周后是否可將狀態正常的術犬用于藥物的膽汁排泄試驗。
據手術后觀察,在術后3 d內術犬均出現了不同程度的活動減少現象,隨后術犬活動開始恢復正常;術后2 d傷口結痂,術部皮膚紅腫,術后4 d術部皮膚消腫,術后1周術部皮膚愈合良好,拆線;術后1周內每隔2 d進行1次膽管及腸管測試,均保持通暢。另外,手術后5只犬的整體狀況和采食情況均為正常。
術犬體重在術后3 d內均有不同程度的降低,5只犬中,有2只犬的體重下降0.3 kg,降幅分別為4.1%、3.7%,有3只犬的體重下降0.2 kg,降幅分別為2.6%、3.0%、2.6%。術后7 d,有1只犬的體重增長0.1 kg,有2只犬的體重恢復至術前,有2只犬的體重仍未恢復至術前。術后14 d,有3只犬的體重超過術前,有1只犬的體重與術前持平,仍有1只犬的體重較術前下降0.1 kg。經分析,該術犬的體重下降可能與手術相關。
術犬在手術當天因禁食及手術麻醉,所以未進行采食數據采集。術后2 d,術犬的平均采食量由225 g/d下降到130 g/d,降幅為57.7%;術后3 d、4 d、5 d,術犬的采食量逐漸增加,平均采食量分別達到術前的65.3%、75.1%、84.4%,術后6 d采食量恢復至術前水平,術后7~14 d術犬的平均采食量均比術前高。經分析,術后犬的采食量降低與術犬活動減少、疼痛等有關。由圖3可知,術犬隨著身體逐漸恢復,采食也恢復正常。

注:-1 d表示術前1 d,2 d表示術后2 d,以此類推
由表1可知,術后犬的血液生化指標有較明顯的變化。其中,丙氨酸氨基轉移酶(ALT)從術前1 d的32 U/L上升至術后7 d的55 U/L,上升幅度為71.88%;天冬氨酸氨基轉移酶(AST)從術前1 d的34 U/L上升至術后7 d的57 U/L,上升幅度為67.65%;術后7 d AST/ALT的比值>1,說明手術對比格犬的肝臟有損害;術后14 d,AST及ALT的數值均低于術前,表明動物恢復正常;肌酸激酶(CK)從術前1 d的134 U/L上升至術后7 d的359 U/L,上升幅度為167.91%,術后14 d又降低至123 U/L;總膽紅素(TBIL)從術前1 d的<0.1 mg/dL上升至術后7 d的0.4 mg/dL,術后14 d又降低至術前水平;經分析,CK及TBIL的數值升高是由插管、手術、抗生素使用導致的。

表1 手術前后比格犬血液生化指標比較
從術后8 d開始每天收集膽汁1次,連續收集7 d。導出的膽汁為棕黃色、質粘稠,經統計分析,每天膽汁排出量間差異不顯著。見表2。

表2 術后比格犬膽汁排出量統計
根據試驗觀察和檢測分析,術后14 d術犬的生理狀況、體重、采食量、血液生化指標及膽汁量等各項指標均恢復至正常水平,可用于藥物的膽汁排泄試驗。
本試驗探索并建立了新的比格犬單向和雙向插管模型——犬膽管及十二指腸管插管模型,術后術犬出現了術部紅腫、側臥、流涎、反應遲緩、活動減少等現象,且血液生化指標(丙氨酸氨基轉移酶、天冬氨酸氨基轉移酶、肌酸激酶和總膽紅素)較術前有所升高,經分析,這是由于麻醉、手術受創、術后疼痛及抗生素使用等引起的;但該造模手術時間短、創傷小,術后動物活動不受限制,且能保持正常的生理機能和代謝水平,各項生化指標也逐日恢復,術后14 d術犬的各項指標即可恢復至術前正常水平。因此,該模型可在臨床前藥代動力學研究中進行應用,且其符合動物福利及倫理的要求,也符合未來國內臨床前藥動學研究動物試驗的發展趨勢和潮流。