布-加綜合征模型的構建及進展

王立博， 孫玉嶺,2,3

1 鄭州大學第一附屬醫院 肝膽胰外科， 鄭州 450052； 2 鄭州大學 肝膽胰疾病研究所， 鄭州 450052；3 鄭州市肝膽胰疾病基礎與臨床研究重點實驗室， 鄭州 450052

布-加綜合征(Budd-Chiari syndrome，BCS)是各種原因引起的肝靜脈流出道梗阻，主要表現為門靜脈高壓和(或)下腔靜脈高壓兩大癥候群[1-2]。過去的幾十年中，人們在BCS的治療上取得了巨大進展，然而，在其病因、發病機制、個體化治療以及預后評估等方面仍存在許多爭議[3-4]。借助模型模擬疾病的病理生理過程，進而研究其發病機制、評估其治療方法等已成為醫學科研的重要手段[1-5]。本文就BCS模型的構建方法、各自優劣特點以及模型選擇等方面進行簡要綜述。

1 BCS的治療

西方國家的BCS主要由肝靜脈血栓形成引起，與骨髓增殖性腫瘤、陣發性睡眠性血紅蛋白尿等使血液呈高凝狀態的因素緊密相關[6-7]，而亞洲約80%的BCS是由下腔靜脈隔膜形成或節段性梗阻導致，抗凝治療往往無效[2]。早期多以外科手術治療為主，隨著介入治療技術的進步[8]，目前經皮腔內血管成形術和血管內支架植入術已成為臨床上多數BCS首選的治療手段[9-10]。對于肝靜脈部分或廣泛阻塞的BCS患者，經頸靜脈肝內門體分流術可以快速、有效地建立肝內門靜脈與肝靜脈之間的血流通路，已成為該型BCS的主要治療方式[2,11]。外科手術在BCS的治療中曾一度占據主導地位，對于下腔靜脈局部鈣化、肝靜脈廣泛閉塞及分流通道不易建立的患者，其仍具有明顯優勢[10]。

近十年來，BCS的治療得到了快速發展，但對于部分疑難和反復復發者，臨床治療仍面臨挑戰[4]。新近的研究[12-13]提出了BCS治療適應證的問題，提示該病的治療策略仍不明確。但目前有關BCS的研究多側重于臨床診治策略方面，針對其病因和發病機制的研究很少，且大多數是對西方BCS易栓因素的探討，有關亞洲BCS隔膜或節段性梗阻形成機制的研究極少[14]。

2 目前常見的BCS模型

多年來，人們為揭示BCS的病因和發病機制構建了多種實驗模型，其中猴模型報道最早，但由于動物來源受到限制，未得到廣泛推廣[15]。目前使用最多的是大鼠模型和犬模型，近年來也有成功制備小鼠模型的報道[16-22]。此外，最近還有學者[23-24]提出了BCS的計算機血流動力學模型和電氣模型。盡管已有模型均未能完全復現人類BCS的所有特點，但這些模型仍可對BCS某一病理生理機制的探索提供有效的實驗體系，具體見表1。

表1 常見的布-加綜合征模型

注：DSA,數字減影血管造影;CFD，計算機流體動力學。

2.1 猴模型 1977年，美國Maguire教授等[15]利用介入方法，自恒河猴股靜脈穿刺置入導絲，引導導管至肝靜脈內，并注射醫用黏合劑，使其與血液接觸后黏附并阻塞近心端肝靜脈，成功制備了猴BCS模型。Maguire等利用該模型觀察了不同肝靜脈阻塞后的血管造影結果，發現當單個肝葉靜脈阻塞時，流入的門靜脈血流減少，但其動脈血流可能增加；而當一側肝葉萎縮時，進入未阻塞肝葉的門靜脈血流增多，造成其代償性肥大。

BCS猴模型的成功構建證實了血管造影對BCS的診斷有重要價值，并對臨床上BCS的鑒別和診斷的進步起到了積極的推動作用。猴模型屬于大動物模型，其解剖結構更接近于人類，理論上適用于模擬BCS的病理生理進程進而探究其病因和發病機制，評估其治療方法等方面；但受限于其獲取途徑、成本及倫理等因素，未得到廣泛應用。

2.2 犬模型 白殿卿等[16]率先嘗試開腹結扎犬肝靜脈，發現在形成門靜脈高壓后, 擴血管的前列環素和縮血管的血栓素分泌均增加，推測肝硬化時由于門體分流, 部分有毒物質經肝臟清除減少，刺激血管內皮細胞合成前列腺素增加，導致血管擴張，從而進一步造成血流動力學和體液因子的變化，成功建立了犬BCS模型。該模型平均在術后7 d即可出現腹水，造模速度快，腹水癥狀典型，適用于BCS腹水產生機制方面的研究；但開放手術對犬的應激刺激過大，且肝靜脈的縮窄尺度不易把握，需要研究者具備嫻熟的手術操作技巧。

王春喜等[17]在X光機監視下，利用介入技術將光纖導絲分別放入犬肝左靜脈和肝右靜脈，并用激光光凝主干肝靜脈，實驗組犬于5個月后出現嚴重肝硬化、腹水、門靜脈高壓等表現，構建出了肝靜脈阻塞型BCS模型。利用激光破壞肝靜脈內膜，通過血栓形成、機化等使肝靜脈閉塞或嚴重狹窄，高度模擬了人類肝靜脈阻塞型BCS的病理生理過程，且具備操作簡單、 創傷小等優點；但其對設備要求極高，且實驗組犬僅有20%出現腹水、嚴重肝硬化，40%出現食管胃底靜脈曲張等BCS典型表現，造模成功率低。

Chen等[18]經犬股靜脈穿刺，在血管造影引導下，將帶孔的橡膠隔膜支架植入到下腔靜脈內，實驗組于術后1個月出現肝脾大、腹壁靜脈曲張、食管胃底靜脈曲張等BCS典型表現，從而成功制備了BCS模型。該模型對犬的應激損傷小，且更符合亞洲BCS的病理生理特點；但所用隔膜支架需根據每只犬的下腔靜脈解剖特點特制而成，對實驗設備及操作者技術的要求也更加嚴格。

Shen等[19]在DSA引導下，從犬頸外靜脈入路，將球囊導管置入靶肝靜脈后充氣，阻塞血流后注射硬化劑，實驗組犬在術后4～6周出現嚴重肝損傷，于術后8周恢復正常；在術后4～8周大多數出現了典型的腹水癥狀；門靜脈壓力于術后4～6周升至最高，并于6～8周開始下降，制成了犬BCS模型。該模型可靠、重現性好，適用于BCS血管生成方面的研究；然而其雖阻斷了肝左、肝中靜脈主干，但未觀察可能形成代償功能的剩余肝靜脈的阻塞情況，同時也缺乏血流動力學方面的研究。

2.3 大鼠模型 荷蘭 Murad教授等[20]開腹結扎雄性成年SD大鼠下腔靜脈，實驗組大鼠于術后2 d便出現肝淤血和肝腫大，術后6周門靜脈分支數目顯著減少，并出現了肝纖維化等BCS癥狀，制成了大鼠BCS模型。之后，李健等[5]和Cheng等[21]分別用相似的方法制備了該模型，并用于后續的基礎和臨床研究。

應用下腔靜脈縮窄法建立大鼠BCS模型，實驗動物成本低，實驗方法簡單易行，并能較好地模擬急性、亞急性BCS的病理生理過程，總體能滿足BCS基礎研究需要，推薦應用于急性、亞急性BCS發病機制方面的研究；但大鼠體質量較小，需要操作者具備嫻熟的手術技巧，實驗組存活率在81.5%～92%[5,20-21]。

2.4 小鼠模型 高兵等[22]新近選用成年雄性KM小鼠，部分結扎其肝上段下腔靜脈，實驗組小鼠術后2周出現了食欲差、腹水等表現；血清ALT、AST等均較對照組升高，提示出現了淤血性肝損傷；在病理上，實驗組小鼠肝小葉中央靜脈及肝竇擴張、肝索排列紊亂，成功構建了小鼠急性BCS模型。

小鼠成本更低且造模速度快，2周即出現顯著腹水；但由于小鼠體質量過小，操作難度極大，實驗組當天死亡率高達30%，模型相對不穩定，與其他模型相比不具備顯著優勢。

2.5 CFD模型 得益于現代醫療與工程思維的交叉、融合與滲透，近幾年，CFD在腦動脈瘤、動脈粥樣硬化及其他血管疾病中已經廣泛應用[25-26]。在此基礎上，Cheng等[23]通過設計BCS的CFD模型，發現隨著隔膜形成的進展，下腔靜脈的血流速度以及血管壁的剪切力均有改變，提示在BCS的發生發展中血流動力學可能發揮著極大作用。CFD模型能較好地模擬BCS血流動力學的變化，但不能體現其病理進展過程，不宜單獨應用于BCS的研究，建議與其他模型結合應用。

2.6 電氣模型 法國Cazals-Hatem教授等[27]較早地研究了BCS血流動力學變化與患者預后的關系，然而，很少有研究定量探討BCS肝臟循環的變化。在此背景下，新西蘭Ho教授等[24]建立了BCS肝臟循環的電氣模型，在肝右靜脈阻塞型BCS電氣模型中，觀察到隨著肝右靜脈的阻塞，肝右動脈流量增加，驗證了肝動脈緩沖效應，同時，由于右側門靜脈血流減少，左側門靜脈血流增加，但門靜脈總流量仍會減少，作者猜測可能由于較小的血管床中存在較大的阻力。

電氣模型可以模擬急性BCS患者肝臟循環的血流情況，充分考慮了肝動脈緩沖效應，并可捕捉到BCS模型肝臟循環的細微變化；然而，其無法模擬亞洲國家更易出現的下腔靜脈阻塞型BCS患者肝臟循環的變化，也忽略了慢性BCS患者側支循環的代償作用，而且與臨床上多普勒超聲結果并不十分吻合，現階段并不十分適用于BCS的臨床研究[28]。

3 現有BCS模型的不足

值得指出的是，大多數的BCS起病隱匿，進展緩慢，極少數呈現急性發病進程[3]。然而，當前成功構建的BCS模型都是急性、亞急性模型，它們雖部分模擬了急性、亞急性BCS的病理生理改變，但無法解釋臨床上更多見的慢性BCS的發病機制，其數年乃至數十年的病史呈現肝淤血-肝纖維化-肝硬化-肝癌的動態演變特征。此外，長期的肝后性門靜脈高壓會促使胸腹腔呈現廣泛的側支循環網絡，這對構建更符合慢性BCS病理生理過程的實驗模型提出了新的挑戰。

目前人們使用最廣泛的莫過于開腹結扎大鼠下腔靜脈所制備的急性BCS模型，其實驗動物廉價易得，操作簡便且建模周期短；但其屬于小動物模型，大鼠生命力相對弱，手術耐受性較差，術后評估易出現偏差。此外，大鼠肝臟再生能力強且沒有膽囊，生理及解剖結構的差異使其無法較好地模擬人類BCS的病理生理進程，可能會降低模型的實用價值。

4 總結和展望

綜上所述，實驗模型是研究BCS病因、發病機制和個體化治療等的基礎，不同類型BCS模型的構建方法和用途大相徑庭，因此，選擇合適的實驗模型對于BCS的研究尤為重要。綜合分析各種BCS模型，犬因具備生命力較強、手術耐受性好以及模型擬人度高等優勢，更加適用于BCS的基礎及臨床研究。然而，現有的BCS模型與人們的預期目標仍存在較大差距，在未來構建更符合國內BCS患者病理生理過程的模型將更有利于揭示BCS發生發展的確切機制，為BCS的精準治療提供更有價值的實驗依據。

過去的20年中，在肝臟病專家、放射科專家、外科醫生等共同努力下，成功構建了多種BCS模型，對人們研究BCS的病因和發病機制起到了積極的推動作用，特別是近兩年提出的CFD模型和電氣模型，將現代計算機科學進展應用于BCS的機制研究，對闡明BCS患者體內血流動力學和肝臟循環的變化具有重要作用。隨著醫工交叉的深度融合和血管介入技術的迅猛發展，未來更符合人類BCS病理生理特點、術后更易觀察和評價的慢性BCS大動物模型將為BCS的研究帶來新的突破。