腦出血模型超聲學造模研究進展

馬惠德，王淑敏

（內蒙古醫科大學，內蒙古 呼和浩特）

0 引言

腦出血（Intracerebral Haemorrhage, ICH）是卒中第二大類型，占所有卒中的10%～15%[1]，作為腦出血發病的特殊類人群-新生兒顱內出血是新生兒圍生期嚴重顱腦疾患，常與缺氧缺血性腦病并存。當前對腦出血發病機制、診斷方法、并發癥、伴發癥、繼發癥的研究及相關疾病診療藥物的研發，基礎研究主要是在該體系卒中模型上開展的。當前的卒中疾病動物模型對腦出血疾病研究進展起到重要作用。而新生兒的生理結構特殊，且腦卒中動物模型的建立大多通過外科手術，注射化學藥物。手術操作流程、手術本身、藥源因素等對新生兒的腦出血研究存在不適用性。簡單易行的新生兒腦出血動物模型，是當前研究新生兒腦出血的研究是亟待解決的問題。

超聲聯合微泡靶向遞送藥物方面已經研究深入，近來有研究采用超聲微泡可逆地有限開放血腦屏障（Blood-Brain Barrier, BBB），解決水溶性藥物難以通過血腦屏障的問題。在研究中發現，隨著該體系參數的加大，如微泡劑量、超聲機械指數（MI）、超聲輻照時間，血腦屏障破壞嚴重，產生腦出血，繼發相應部位缺血形成的“副作用”。結合當前腦缺血、出血模型構建方法復雜及相應構建模型的應用局限，我們提出運用超聲結合微泡構建腦卒中模型。

1 出血模型及應用

腦出血實驗研究采用最多的動物為嚙齒類，因在其他實驗研究中己經積累了較多關于嚙齒類動物基礎實驗數據資料，且可用于嚙齒類神經行為學評價的方法目前較成熟，有利于造模后模型成功標準的評判和后期神經功能恢復的定量、半定量研究。但個體體型較小，腦組織容積則小，注入血量只能以微升計算，對于血腫變化的形態學觀察難度較大。且嚙齒類較小的體型導致不能反復取血進行相關的動態研究。家兔則耳靜脈取血容易，且基底節區較發達，有利于穿刺定位，則出血后神經功能缺損明顯，有利于動態觀察腦出血后神經行為學變化和神經電生理改變。犬類顱腦體積大小適中，便于造模操作及血腫清除手術訓練。從DNA相似度而言，靈長類是與人類相似度最高的動物，則其生理結構與人類高度相似，使得它們成為理想的ICH臨床前期實驗動物，但其價格昂貴、來源少以及倫理學的限制，使得靈長類動物在ICH研究中的應用受限。豬腦容積占體重的百分比大、腦實質呈回狀、腦白質發達，使得豬在ICH研究中有較大優勢。目前小型豬的大量培育，使得其來源廣泛、價格較低廉。因此，豬成為ICH研究較為理想的動物。

目前被用來實施基礎研究的常用腦出血模型基本四種或在這四種基礎上稍許的改進主要包括：膠原酶注射腦出血模型[3]，自體血注入腦出血模型，微球囊充盈腦出血模型，高血壓性腦出血模型。膠原酶注射腦出血模型：在立體定向儀引導下，用微量注射泵向動物相關腦區注入細菌膠原酶，在膠原酶誘導下，腦微血管損傷出血。該模型的制作方法具有相對操作簡單、較易重復、較人腦出血有許多相似性、出血區體積的范圍可以控制等優點，由于膠原酶引起的出血主要是彌漫性出血，出血所需時間較長，待膠原酶注射幾小時后出現血腫，與真正意義上的急性血腫概念有悖，通常出血部位存在正常腦組織與臨床自發性腦出血的發病病理過程諸多不同，因而，該類模型基本用于評價出血部位血腫及繼發腦組織水腫在出血性卒中中的損傷機制及評估腦出血引起的神經功能損傷后的恢復狀況和對出血后治療藥物的篩選。除此之外，膠原酶本身的毒性作用會造成局部注射部位的炎癥反應，如將該模型用于研究出血后炎癥反應機理，無法排除膠原酶本身對炎癥的影響。由于膠原酶對血管的破壞作用機制與臨床上血管出血機制不同，將該模型用出血后血液循環的研究，需要甄別臨床出血亞型。

2 自體血注入腦出血模型

相關腦區注射自體血是運用最廣泛的腦出血模型。相關學者通過定量的辦法，將大鼠自體不凝血25 μL、50 μL和100 μL分別注射三組大鼠，模擬人腦相當于20 mL、40 mL和80 mL人腦不同程度的腦出血，該方法用于模擬人腦在不同出血量情況下出血量對腦組織損傷的影響。通過不同出血量造成的腦出血模型排除了血管損傷因素，該方法適用于出血后血腫對腦組織的影響，比較接近臨床常見腦出血狀況。但自體血注射法是通過向自體血中加入抗凝成分，注射血液不能很快凝固，造成針道反流，血腫大小的穩定性難以保證，同組間注射量出現誤差，且經過抗凝的血液無法模擬臨床出血后血液本身凝血-抗凝過程。

3 微球囊充盈腦出血模型

在定位儀的引導下，向腦內注入一含液體的微球囊，液體成分可以是生理鹽水或造影劑，在微球囊的壓力下，周圍腦組織受到類似血腫壓迫的狀況。顱內壓與球囊充液量呈正相關且人為可控，此類造模法避免了因血液針道反流帶來的顱壓不確定性。該模型適用于模擬血腫壓迫后和清除血腫后的疾病進展研究。由于缺乏血液成分在卒中進展中的毒性作用，與真實出血帶來的后果相去甚遠，限制了該模型的應用。

4 高血壓性腦出血模型

自發性高血壓大鼠（Spontaneously Hypertensive Rats, SHR）是通過改變基因獲得遺傳缺陷。SHR是易卒中型鼠，通過進一步篩選，易卒中型自發性高血壓大鼠（Stroke-Prone Spontaneously Hypertensive Rats, SHRSP）獲得被認為是最符合臨床出血的、研究高血壓動脈硬化性腦卒中的理想的動物模型。SHRSP存在價格昂貴、遺傳局限性、飼養困難，性狀不穩定等缺陷，發生腦出血出血部位、出血時間、出血量不受控制、限制了SHRSP在腦出血基礎研究中的應用。

對于理想的腦出血動物模型，應具備以下幾個方面的特點：（1）血腫形成范圍可控；（2）血腫形成的繼發損害可持續；（3）與人類的腦出血血腫形成機制、病理相符合；（4）造模過程對后續實驗數據分析影響小；（5）模型獲得容易價格低廉。各類腦出血動物模型都有各自優缺點，但目前仍缺乏在已有基礎疾病（高血壓、動脈粥樣硬化）的病理生理基礎上發生的腦出血動物模型且該模型的出血量及出血部位穩定可控，缺乏能夠準確復制腦出血引起繼發性腦損傷的動物模型，更缺乏腦出血恢復期能用于康復訓練研究的動物模型。所以，探索出更接近人類腦出血發病過程的腦出血動物模型將進一步推動腦出血病理生理機制的研究，為找到預防和治療腦出血的新方法提供研究工具。

5 新生兒顱內出血研究進展

新生兒顱內出血是新生兒圍生期嚴重顱腦疾患,常與缺氧缺血性腦病并存。根據出血部位分為硬腦膜下出血、室管膜下-腦室內出血、蛛網膜下隙出血、小腦內出血和腦實質出血。早產兒多見。在胎齡＜32周，出生體重＜1500 g的極低出生體重兒中，室管膜下-腦室內出血發病率高達40%～50%，病死率約50%。據國內資料，ICH占新生兒死亡原因的12%～19%，而生前誤診率高達65%左右，存活者常留有神經系統后遺癥。積極防治ICH仍是圍生醫學的重要課題。