范明明 張嘉裕 張湘龍
摘要 功能性消化不良(Functional Dyspepsia,FD)是臨床常見胃腸疾病,主要以上腹痛、上腹脹、早飽、噯氣、食欲不振、惡心、嘔吐等為臨床表現。FD癥狀可持續或反復發作,病程可超過1個月或在過去的12個月中累計超過12周。在中醫學中常見于胃脘痛、胃痞、吞酸、痞滿、嘈雜等病癥,其病因病機為長期飲食不節、情志不調導致肝失疏泄,犯胃乘脾,脾胃功能失調,升降失司,胃氣壅塞而出現以胃脘滿悶不舒等臨床癥狀的疾病。在FD的基礎實驗及臨床研究中,FD大鼠模型的建立及造模方法的選擇尤為重要,本文通過查閱近十年相關文獻資料,發現不同學者對于FD大鼠模型的建立及方法的選擇各異,故將FD造模方法歸納總結為單因素造模法、雙因素造模法以及多因素造模法,并對其進行相應述評,以期對相關領域研究者的基礎實驗及臨床研究提供借鑒。
關鍵詞 功能性消化不良;動物造模;胃腸疾病;大鼠;述評
Abstract Functional dyspepsia (FD) is a common disease in clinics.The clinical symptoms are epigastric pain,epigastric distention,early fullness,belching,anorexia,nausea and vomiting etc.FD is chronic and recurrent and symptoms may recur for more than a month or have accumulated for more than 12 weeks in the past 12 months.In traditional Chinese medicine (TCM),it is mainly manifested in the symptoms of gastralgia pain,chronic atrophic gastritis,acidregurgitation,distention and fullness,gastric upset etc.The disease is caused by long-term diet and emotional disorder,which leads to liver dysfunction,stamoch attacking leading to the dysfunction of spleen,spleen and stomach dysfunction,ascending and descending disorder,and gastric stagnation and other clinical symptoms.In the basic experiment and clinical research of FD,the establishment of the FD rat model and the choice of modeling method are particularly important.This paper has found that differences in FD rat model establishment and choice of methods,by consulting relevant literature in the past decade.So FD modeling method is summarized into single-factor modeling method,two-factor modeling method and multi-factor modeling method,and the corresponding review is made to provide reference for basic experiments and clinical research of researchers in related fields.
Keywords Functional dyspepsia; Animal modeling; Gastrointestinal diseases; Rats; Review
功能性消化不良是目前臨床上常見的消化系疾病,屬中醫“痞滿”“胃脘痛”等范疇,主要誘因為情志不暢、飲食不節等,其中脾虛氣滯為FD病因病機的中心環節,其病位在胃,且與肝脾等臟器密切相關。羅馬IV[1]將FD診斷標準時限仍定為病程超過6個月,近3個月有癥狀發作,餐后飽脹、早飽、上腹痛、上腹部燒灼感4個核心癥狀,根據癥狀與進餐關系,FD患者可分為餐后不適綜合征和上腹痛綜合征2個亞型。目前,在國際上,眾多學者普遍認為FD的發生常因進食后胃底容受舒張發生障礙,胃竇十二指腸運動協調紊亂及內臟高敏等因素有關,以及心理、環境、社會等因素的影響,都會加重FD患者的臨床癥狀。目前FD的具體發病機制尚未明確,故動物造模實驗是闡述此疾病發病機制的的重中之重。
1 單因素法
1.1 不規則喂養法
劉富林等[2]采用不規則喂養的方法,即單日進食,逢雙日禁食,不禁水,以打亂大鼠原本正常的飲食規律,使大鼠的胃電節律失常,并加以超聲波噪聲刺激來引起全籠大鼠煩躁不安的情緒,以此建立功能性消化不良的大鼠模型。在中醫學中,此法是使大鼠飲食失律,日久則脾胃虛弱,脾氣不運,出現食量下降,大便稀溏,毛發不澤等實驗表現,相當于中醫學中脾胃虛弱證型。
此法經病理證實,大鼠除慢性淺表性胃炎外并無其他明顯器質性改變。但不規則喂養法的病理基礎較傾向于FD患者中胃電節律失常,無法建立肝氣郁滯等病理基礎,故此法不能完全復制出FD全部臨床癥狀且不能體現完整的疾病發生發展經過。
1.2 胃酸刺激法
陳蘇寧等[3]用4 ℃食醋給大鼠10 L/g灌胃,1次/d,連續10 d后大鼠出現活動減少、倦臥少動、飲食及飲水量明顯減少等現象,造模成功后隨機取一只大鼠處死后取胃黏膜觀察,胃黏膜表面無潰瘍、黏膜損壞等其他器質性病變說明造模成功。在中醫學中,陳蘇寧等長期用4 ℃食醋給大鼠灌胃,脾臟喜燥而惡濕,長此以往,大鼠脾氣虛弱,水谷運化不利,濕滯脾胃,寒濕傷及脾陽,故出現飲食及飲水下降,大便稀溏等癥狀。此模型相當于中醫學中的脾胃虛寒證型。
此法可成功復制出噯氣,腹痛等胃酸過多表現,而FD患者也常伴有胃酸增多的表現,但與不規則喂養法同理,此法傾向于復制FD患者胃電節律失常的病理基礎,考慮因素片面,僅能復制出FD患者的單一臨床表現。
1.3 夾尾刺激法
此法是國內學者制造功能性消化不良大鼠模型運用最多的方法。丁宏等[4]用夾尾激怒法制作功能性消化不良肝郁大鼠模型,即用鼠夾夾大鼠尾巴遠端1/3處,每次夾尾持續30 min,4次/d,連續刺激7 d。在夾尾刺激過程中,可逐漸引發大鼠相互間撕打,先后出現進食量減少,煩躁、易怒,排泄物臭穢,毛色枯槁,光澤減少,反應遲鈍等變化,說明肝郁型功能性消化不良模型建立成功。除此之外,白璐[5]、方銀玲等[6]也運用夾尾刺激法成功制造了FD大鼠模型。中醫學中,在對大鼠進行夾尾刺激的過程中,大鼠肝氣不舒,肝氣郁滯,肝陽克制脾土,致使脾氣虛弱,而出現進食量減少,體形漸瘦,毛發變暗、枯黃、不順,易怒,常互相撕咬,并有緊張、焦慮狀態。此模型相當于中醫學中的肝郁氣滯證型。
王煜姣等[7]研究發現經過高強度夾尾刺激的大鼠,胃黏膜出現糜爛、潰瘍等肉眼改變,而FD判斷標準之一為無器質性改變,此法與FD發生機制相悖,故不能正確復制出FD的臨床癥狀;并且夾尾法較傾向于FD中肝郁癥狀的復制,考慮因素較片面。但此法的優點是實驗操作較方便。
1.4 束縛應激法
此法與夾尾刺激法相同,都可以建立功能性消化不良肝郁模型,岳利峰等[8]運用束縛應激法,即每日將大鼠束縛于特制的束縛架上3 h,連續21 d后大鼠可出現焦慮,進食量減少等癥狀。束縛刺激法與夾尾刺激法相同,都是通過影響大鼠情志,從而形成脾虛癥狀。兩法在造模過程中都較好操作。
1.5 嗎啡、阿托品灌胃法
郝建軍[9],段嘉川等[10]運用嗎啡、阿托品建立FD大鼠模型。阿托品是膽堿能神經M受體阻滯劑,可舒張胃腸平滑肌,從而減慢胃腸運動;嗎啡與阿托品作用相反,它可以增加胃腸平滑肌張力,進而抑制胃腸推進。此法造模屬于胃動力障礙型FD模型。胃腸動力障礙是FD的重要發病機制基礎,用嗎啡、阿托品法造模可以明顯抑制大鼠的胃腸運動。
1.6 碘乙酰胺造模法
目前碘乙酰胺灌胃法是國際上比較公認的FD造模方法。碘乙酰胺是蛋白組學中半胱氨酸和組氨酸的烷基化試劑,可抑制蛋白酶活力下降甚至消失而不使蛋白變性,具有誘導細胞缺氧、黏膜損傷、焦慮和抑郁等作用,可基本模擬功能性消化不良的病理生理機制[11]。呂林等[12]將SPF級10只雄性SD大鼠給予0.1%蔗糖碘乙酰胺蔗糖溶液灌胃(0.2 mL/d),連續灌胃6 d后大鼠出現體質明顯下降,消瘦、倦怠、嗜臥、大便稀爛、食欲明顯下降、毛色干枯不容等癥狀。此模型相當于中醫學中的脾虛證。
應用碘乙酰胺造模法可模擬出FD患者胃敏感性增高的病理表現,故此法在國際上較常使用。
1.7 耗氣破氣法
闞甸喜等[13]每日給于大鼠重量比為1∶1∶1的大黃、厚樸、枳實的濃縮藥液灌胃,2次/d,2 mL/次,連續6周后處死大鼠并觀察大鼠宏觀表現、胃黏膜上皮細胞等各種指標。大黃瀉內腑邪熱實證,厚樸、枳實作為耗氣破氣法的主要藥味,主要功用為破氣消積。闞甸喜等長期采用此法,可損傷體內正氣,而形成脾氣虛弱證型。但此法只建立脾氣虛一種證型,考慮因素較片面,缺乏完整性。
2 雙因素法
2.1 不規則喂養法+酸刺激法
張勇等[14]將模型組大鼠用自行設計的不規則喂養法飼養4周,即單日正常進食,逢雙日禁食,以打亂大鼠正常的飲食節律,讓大鼠自由飲水,每升飲水中加10 mol/L HC1 10 mL,以破壞胃內酸堿環境來建立大鼠胃電節律失常模型。由于絕大多數FD患者都具有以胃動過速、節律紊亂多見的胃電節律失常表現,故此模型的建立有利于學界對于FD的深入研究。但缺乏肝郁證型,考慮因素較片面。
2.2 不規則喂養法+夾尾刺激法
周紅[15]、郭璇等[16]將模型組大鼠予以不規則喂食和夾尾刺激雙因素法造模,即雙日正常進食,逢單日禁食不禁水,連續2周后,繼續以上喂養方法的同時,用長海綿鉗夾大鼠尾巴遠端1/3處,以不破皮為度,以激怒幼鼠,每次夾尾刺激20 min,每隔3 h刺激1次,3次/d,連續刺激1周后大鼠出現肝郁脾虛癥狀。在中醫學中,此模型為脾虛肝郁證型,改變大鼠正常飲食節律,導致其脾胃虛弱,脾氣不運,又因用夾尾法刺激幼鼠發怒,致其肝郁氣滯,又進而克制脾土,故出現飲食不佳,大便稀溏,氣味臭穢刺鼻,性情暴躁,易被激惹等癥狀,表示造模成功。由于FD的發生不僅是飲食不當這一單因素引起,還與患者的情志,精神狀態等多因素有關,單一的不規則喂養法或單一的夾尾刺激法都有其不足之處,故兩法聯合建立FD大鼠模型較單一因素更為完整。
2.3 碘乙酰胺灌胃+改良小平臺法
呂林等[17]采用碘乙酰胺灌胃加改良小平臺法建立FD大鼠模型,即用0.1%蔗糖碘乙酰胺蔗糖溶液灌胃(0.2 mL/d),連續灌胃6 d,再給予改良小平臺法處理,即將小平臺站立箱水槽中注水,大鼠可在小平臺臺面上正常活動,但若大鼠進入睡眠狀態,則會因肌肉舒張而落入水槽中,每日持續14 h,連續14 d,建立胃動力障礙型FD大鼠模型,14 d后模型組大鼠出現明顯消瘦,倦怠,嗜臥,大便稀爛,毛色枯槁,食欲下降等現象。
雖然功能性消化不良的發病機制尚未明確,但研究發現,內臟高敏感性及胃腸動力障礙是FD發生的主要病理機制,采用碘乙酰胺灌胃法是使FD動物模型產生炎性反應致內臟敏感性增高,加用改良小平臺法后,使FD動物模型具有胃動力障礙特征,成功復制了多個FD臨床癥狀。
2.4 不規則喂養法+左旋精氨酸法
孫建輝等[18]采用不規則喂養法加左旋精氨酸法建立FD幼鼠模型,即給予小鼠足食2 d,禁食1 d,循環實施,共15 d,在造模的第11天腹腔注射左旋精氨酸3.7 g/kg,在第12~15天,腹腔注射左旋精氨酸1.85 g/kg,結束造模后,測定幼鼠碳末推進率、血清中胃泌素和胃動素水平等指標,發現小鼠碳末推進率、血清中胃泌素和胃動素水平明顯低于對照組,符合對于FD患者的臨床研究結果。
3 多因素法
3.1 慢性束縛+過度疲勞+飲食失節法
吳曉芳[19]、呂瑤等[20]采用復合病因造模法(慢性束縛刺激+過度疲勞+飲食造模),連續21 d,制造FD大鼠模型。根據造模前后大鼠毛發、大便、食量、體質量等變化情況,可知肝郁脾虛型FD大鼠造模成功。郭璇等在慢性束縛、過度疲勞、飲食失節的基礎上,加入了夾尾激怒法建立FD模型,成功建模后實驗大鼠有明顯的胃腸功能減退癥狀以及病理改變。
3.2 食物剝奪、明暗顛倒及夾尾束縛等9種方法聯合
肖政華等[21]采用食物剝奪、明暗顛倒及夾尾束縛等9種方法造模(食物剝奪;飲食剝奪合并空瓶刺激;明暗顛倒;濕籠飼養;強迫游泳;倒懸;束縛;超聲波噪聲;夾尾),每天隨機選取9種刺激中的任意一種,相鄰兩天的刺激不能重復,使動物不能預知刺激的發生,連續刺激21 d,可以成功塑造肝郁脾虛型FD大鼠。但采用此法建立FD大鼠模型,實驗操作較為復雜,且建模穩定性較低。
3.3 大黃煎劑+高脂飼料喂養+束縛及游泳法
朱潔等[22]應用新型造模法建立FD大鼠肝郁脾虛模型,即用濃度為0.5 g/mL的大黃煎劑以及提前置備的高脂飼料適應性喂養1周后,再將大鼠束縛于束縛架上,3 h/d,連續21 d,同時每日強迫大鼠游泳12 min,持續3周。實驗結果顯示;復合組造模方法較對照組胃排空率和小腸推進率顯著降低,朱潔等認為高脂飲食與大黃煎劑的組合實現了多種致病因素的結合,與其他單因素造模組相比,此復合因素法更為貼合FD的臨床發病機制。但此法更傾向于脾虛癥狀的造模方向,由于當前社會生活環境的影響,FD患者的患病因素也與肝氣郁滯等因素密不可分,故朱潔等認為此法忽略了對于肝郁癥狀的模型建立,有待于進一步改善。
3.4 番瀉葉煎劑+高脂飼料喂養+束縛及游泳法
劉樂平等[23]應用復合造模法,即將大鼠適應性喂養3 d后,給予1.5 mL/2次的番瀉葉煎劑灌胃,連續給藥10 d,并進行高脂飲食飼養2周,同時將大鼠束縛于束縛架上,3 h/d,連續21 d。另外,強迫實驗大鼠每日游泳12 min,持續2周。
此法與胃酸刺激法不同的是,番瀉葉煎劑避免了藥物對于實驗動物體內臟器的損傷,從而較少影響造模結果。
3.5 夾尾刺激+飲食不規律+飲酸法
普行藝等[24]采用夾尾刺激、飲食不規律、飲酸聯合法建立FD大鼠模型,即將大鼠每隔兩天禁食1 d,并且每天用鼠夾夾大鼠尾部末端,每只大鼠1次夾尾10 min,4次/d,造模期間,給予大鼠稀鹽酸水(1 000 mL水中加入10 mol/L的鹽酸10 mL)。建模結束后,觀察到大鼠具有體質量明顯減輕,毛發枯槁,易怒等宏觀癥狀,符合FD患者臨床癥狀。
3.6 碘乙酰胺灌胃法+小平臺站立法+飲食失節法
鐘子劭等[25]采用碘乙酰胺灌胃法、小平臺站立法、飲食失節聯合法建立FD幼鼠模型,即給予幼鼠0.1%碘乙酰胺的蔗糖溶液0.2 mL/只灌胃,1次/d,并采用小平臺站立法,期間進食日足量喂食,隔日禁食,造模共14 d。經鐘子劭等實驗發現,此法可較好模擬中醫學肝郁脾虛癥狀。
3.7 夾尾刺激法+不規則飲食法+冰生理鹽水灌胃法
徐派的等[26]使用夾尾刺激法、不規則飲食法加冰生理鹽水灌胃法建立FD大鼠模型,即采用夾尾法夾大鼠尾部,2次/d,連續14 d,同時用冰生理鹽水(-4 ℃ 0.9%Nacl注射液2 mL,2次/d)灌胃,期間打亂大鼠正常飲食(逢單日進食,雙日禁食,不禁水)。造模完成后,大鼠出現毛發枯黃,飲食驟降,易怒等癥狀,且大鼠解剖后,未發現體內有器質性病變,提示FD大鼠造模成功。
3.8 慢性束縛+夾尾刺激法+搖晃+游泳+飲食失節法
戴維等[27]使用慢性束縛、夾尾刺激法、搖晃、游泳加飲食失節法建立FD大鼠模型,即將大鼠放置于束縛盒內3 h,夾尾30 min,搖晃飼養箱5 min,游泳10 min,并隔日進行喂食,連續3周。戴維等通過觀察大鼠精神狀態、飲食狀況等發現:大鼠出現活躍程度減弱,毛發不擇,大便稀爛等宏觀癥狀。提示造模成功。
多因素法建立FD大鼠模型,可以更為具體形象的反映功能性消化不良的臨床癥狀,但是在具體實驗中,多因素法建模存在因素過多,并且造模流程復雜,缺乏穩定性。
成功的FD大鼠模型必須符合以下兩點要求:一是大鼠具有消化不良的癥候,即食欲不振或飲食食量明顯減少的臨床表現;二是大鼠無其他器質性病變。目前,FD大鼠模型尚處于探索階段,其造模方法還不成熟。在以上列舉的單因素造模方法中,大鼠的實驗表現與FD患者的臨床表現相差較大,故用單純的單因素造模法,只能復制出單一FD臨床癥狀。在雙因素與多因素造模方法中,雖比單因素造模法更加具體,但其穩定性欠佳。而要制造較成功的FD模型,就必須首先明確FD的發病機制,只有在機制明確的基礎上,才能制作出符合需求的模型。
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(2019-10-24收稿 責任編輯:徐穎)