博來霉素誘導的肺纖維化動物模型評價及應用研究進展

趙玉敏，陳永彪

（1.內蒙古民族大學臨床醫學院，內蒙古 通遼；2.內蒙古民族大學附屬醫院，內蒙古 通遼）

1 IPF 臨床特點、發病機制

特發性肺纖維化（Idiopathic Pulmonary Fibrosis, IPF）起病隱匿，臨床上缺乏有效的早期診斷方法，一旦發現多為中晚期，且預后較差，中位生存期2～4 年，不同患者的病情進展速度具有高度異質性和不可預測性，5 年生存率＜50%[1]。大部分IPF 患者存在漸進性、慢性的呼吸困難，干咳、少痰等癥狀，在呼氣末可發現有濕啰音，好發于肺基底部位置[2]。對患者采取超微結構方式觀察肺部組織后可發現其內皮細胞還有Ⅰ型肺泡上皮細胞有受損情況，肺泡毛細血管屏障基底膜難以保持自身的完整性。大量的細胞外基質在肺部沉積且可發現有肌成纖維細胞以及成纖維細胞聚集[3]。

IPF 關于發病機制的學說[4-7]，當中，當前“非炎癥致病”的說法得到大部分人的認同，例如環境、職業、生活習慣、病毒感染甚至肺部的周圍型牽拉性損傷等都是使得高危IPF 群體出現纖維化病變的原因。IPF 各項觸發機制當中，以微創傷、肺泡基底膜斷裂是其中的關鍵，該變化會導致持續釋放促纖維化因子TGF-β 并影響纖維細胞增殖逐漸分化成為肌成纖維細胞，大量的細胞外基質因此產生并逐漸改變肺泡結構，血氣屏障厚度增加促使持續性氣體交換功能障礙，最終誘發死亡[8]。另外近年來還發現遺傳、衰老、表觀遺傳學變異等都是相關影響因素。

2 BLM 誘導的PF 動物模型

博來霉素（BLM）已經被廣泛的應用于治療各種腫瘤性疾病，治療期間肺纖維化（PF）是其最為常見的不良反應，上個世紀70 年代開始建立鼠肺間質纖維化動物模型[9]，因為BLM 所誘發的肺纖維化在兩者之間病理組織學變化相接近，因此該動物模型是當前對PF 研究的主要方式。當前已經有多種動物種類以及建模手段，動物的種類包括靈長類動物、鼠類、犬、兔等，而用藥方式則包括霧化吸入、靜脈注射、腹腔注射、氣管灌注等[10]。各種建模均各有優劣勢。

3 BPF 動物模型病理表現

動物BPF 建模過程當中肺泡上皮細胞受損是其中的典型臨床特征，在早期階段則表現出包括炎性細胞浸潤、肺泡上皮細胞受損以及炎性介質釋放等急性炎癥癥狀[11]，進入亞急性階段時病變區域會有纖維細胞變化（分化、增殖）、促纖維化細胞因子表達等表現，而在后期階段則發現有大量細胞外基質沉淀以及纖維化病變的情況[12]。有學者通過BPF 鼠類模型建立后發現研究對象的肺部出現了肺泡結構受損、炎性細胞浸潤以及以膠原為主的細胞外基質沉積的情況，程度不一。進行基因表達檢測后提示老鼠肺部的組織白介素、轉化生長因子以及膠原基因結締組織生長因子等與正常老鼠存在差異，存在有明顯升高的情況，這和IPF 的組織病理學變化一樣[13]。

BPF 動物模型由于用藥方式還有給藥途徑的不同，其病灶所在位置也存在差異，通過氣管用藥的患者主要PF 病變是存在于細支氣管周圍和支氣管位置，在肺門區域這種表現極為明顯，這與臨床病變有一定的差距[14]。尾靜脈注射用藥在用藥方式的機制方面與人類應用BLM 的用藥途徑相一致，可在胸膜下以及血管周圍發現病灶所在，無論是病理變化或者是細胞因子的改變，都和臨床IPF 表現極為接近[15]。腹腔注射下的BLM 造模在前期階段可于支氣管周圍發現有炎癥存在，同時有纖維化病變趨勢，進入中期階段后主要在胸膜下發現有嚴重纖維化，而后期階段存在于胸膜下的纖維化區域會逐漸擴大，相對于氣管用藥方式，在影像學檢查所得圖像中其表現和人類的IPF 更為接近，同時病理分布也無明顯差異性。

臨床IPF 典型特點可歸納為漸進性、不可逆性，但在動物建模當中發現單次用藥BLM 之下，動物出現的PF 具備可逆性特點，用藥后前1 周時間會出現炎癥反應以及上皮細胞增殖，總體與急性肺受損相接近，而后炎癥會逐漸緩解并有纖維化病變，這個變化過程一般持續時間為1 個月[16]，但在這個演變過程中纖維化病變會逐漸消退，且肺泡上皮細胞也沒有增生的情況。IPF 好發于中老年人群體，男性患者所占比例較高，而在動物建模誘導PF 過程中，提示了年齡較大的鼠類出現受損的概率相對更高，而在老年鼠類中雄性的反應更敏感，這和人類相關研究一致[17-19]。

4 BPF 動物模型發病機制

無論何種方式應用BLM 治療都會使得DNA 鏈出現斷裂并有自由基出現，整個過程的氧化應激直接傷害血管內皮細胞[20]。細胞出現壞死甚至凋亡之后則誘發炎癥，長期刺激導致出現纖維化。一般是從肺部血管內皮細胞開始受損，這與人類的IPF 出現時反應并無明顯差異，當前對該損傷的具體機制還存在爭議[21]。內皮細胞受到損傷后血管的通透性有所增加，肺間質受到炎性細胞的侵襲，激活纖維細胞，在這個過程中TGF-β 通過不同的渠道方式誘導發生纖維化[22]。

BPF 動物建模中會有典型突出的肺組織炎癥反應發生，在臨床上則認為IPF 在發展的過程中炎癥屬于繼發反應[23]。在BLM 誘導之下多種炎性細胞會出現大量增殖，對肺部浸潤并誘發損傷。IPF 的出現是對肺上皮受損的異常修復狀態，在早期階段肺部組織單純表現出了輕中度的炎癥，沒有明顯IPF 的治療效果[24-26]。

5 小結

結合上述內容，在PF 動物建模當中BLM 造模具備有極好的可行性，其反映出的問題有極強的研究價值，能夠將一般狀態的PF 重現并對研究IPF 的發病機制、治療措施有突出的引導價值，雖然還是存在一定的局限性，但在不斷探索和完善之下其依然能夠發揮出重要意義，推動人類研發治療IPF 的新藥。