中醫藥動物模型研究現狀

苗明三馬林納彭孟凡劉福宇屈秉聰王 爽

(河南中醫藥大學藥學院,鄭州 450046)

中醫藥動物模型是指在中醫藥理論的指導下所建立的動物模型,通過在實驗動物身上建立與人類疾病病理現象相同或相似的狀態,以便對相關疾病進行研究[1],其主要目的是服務于臨床疾病的治療和中藥藥理、毒理的研究[2]。 有關中醫模型建立的記載早已有之, 而中醫動物模型的建立始于上世紀60 年代著名的內科學家鄺安堃先生。 他創造性的建立了可的松致陽虛模型,同時也是世界上第一個陽虛動物模型[3]。 從第一個中醫藥動物模型創立成功至今,中醫藥動物模型的發展已取得了長足的進步。 現今中醫藥動物模型的建立由單純參照西醫動物模型進行造模向中醫與西醫方法相結合發展,由單個證候模型變為證候與疾病相結合的模型研究。 中醫藥動物造模已經從單個學科內容向多個學科交叉方向發展,更加規范化、具體化、科學化。 當前醫院治療模式以“中西醫辨病辨證+中西結合治療”為主,以臨床趨勢作為實驗性研究的風向標,建立一種科學、合理,具有高操作性、高可行性、高穩定性、高重復性的中醫藥動物模型是大勢所趨。 針對目前中醫藥動物模型的現狀、發展和應用,對有關中醫藥動物模型的建立、評價、應用體系進行分析,探討其不足之,以期進一步完善中醫藥動物模型。

1 中醫藥動物模型的建立

在中國知網(CNKI)以“主題”為搜索前提,以“中醫藥模型”為檢索詞,設置時間范圍“2020 年12月～2011 年 01 月”,排除碩博、會議、外文文獻、非實驗性文章后,最后納入符合標準文獻745 篇。 經分析,中醫藥動物模型大致可分為3 類:基于現代醫學疾病的動物模型、基于中醫藥理論的動物模型、基于中西醫病癥(證)結合的動物模型。

1.1 基于現代醫學疾病建立的動物模型

基于現代醫學疾病建立的動物模型,是指依照所謂西醫的理論體系、藥物和技術操作構建動物模型,使動物產生與臨床病人病理表現相近的狀態。在745 篇文獻中,有532 篇現代醫學疾病的動物實驗性文章,涉及144 種疾病。 選取高頻疾病前12名,并展示其高頻造模方法。 按照西醫臨床疾病分類、進行歸納,高頻造模方法舉例見表1。

表1 基于現代醫學疾病建立的動物模型Table 1 Animal models based on modern medical diseases

雖然此種動物模型易獲得國際社會的廣泛認可,但其發病機制與中醫病因病機相差較大,檢測的客觀指標與“證”的特異性低、關聯性差[4]。

1.2 基于中醫藥理論建立的動物模型

基于中醫藥理論建立的動物模型,是模擬中醫基礎理論中的致病因素對實驗動物進行造模,使實驗動物出現與臨床癥候一致的表現。 在745 篇文獻中,中醫藥理論動物模型142 篇,包括中醫病證和病癥模型45 種。 選取高頻模型前9 種,對其高頻造模方法,按照中醫病位和病證進行分類歸納,高頻造模方法舉例見表2。

表2 基于中醫藥理論建立的動物模型Table 2 Animal model based on traditional Chinese medicine theory

1.3 基于中西醫臨床病癥(證)特點的動物模型

近年來,中、西醫藥從理論到實踐結合逐漸緊密,中、西醫結合治療在臨床實踐中效果顯著,而中西醫疾病的對照也從一般學術專著發展為醫學院校課本[5-6]。 隨之應運而生了中西醫臨床病癥(證)特點動物模型,此模型是將西醫疾病和中醫證型、中醫癥候的指標相互對照并同時體現在動物模型。在745 篇文獻中,符合中西醫臨床病癥(證)特點動物模型71 篇。 選取高頻模型前12 種,并將其高頻造模方法(頻次占比≥60%),按照中西醫臨床病癥(證)特點進行分類歸納,高頻造模方法舉例見表3。

表3 基于中西醫臨床病癥(證)特點的動物模型Table 3 Animal model based on the characteristics of clinical symptoms (syndromes) of traditional Chinese and western medicine

2 中醫藥動物模型的評價

中醫藥動物模型的評價主要分為3 大類:現代醫學疾病動物模型評價、中醫藥證候模型評價、中西醫病癥結合模型評價。

2.1 現代醫學疾病動物模型評價

現代醫學疾病動物模型的建立多是以形成目標疾病的關鍵性診斷指標為造模目的,采用手術或化藥注射等方式使實驗動物出現與臨床病人相同、相似的疾病關鍵指征。 如在糖尿病的臨床診斷中,其核心指標是病理性的血糖升高[7]。 在糖尿病動物模型中,評價糖尿病動物模型是否成功的標準也以動物的血糖檢測為主,選用STZ 注射造模,其原理是通過葡萄糖轉運蛋白-2,將胰島β 細胞中DNA烷基化,誘導實驗動物產生血糖升高的病理現象[8]。 除去血清等檢測指標,與臨床病人的表現符合度,也是評價現代醫學疾病動物模型重要依據之一,如根據糖尿病病人臨床多出現“多飲、多食、多尿、體重減少”癥狀,在糖尿病動物實驗中往往也需要監測每日的飲食、飲水、排尿量和體重變化情況[9]。 臨床中腦缺血發病原因是供應腦部血液的動脈血管供血不足,引起相應腦組織發生功能性障礙[10]。 而腦缺血動物模型中,采用結扎頸動脈方式造成實驗動物腦部缺血的病理現象。 對于實驗動物的成模評價主要以腦神經功能評分和腦部組織染色觀察梗死面積為主要指標。 與之相對照的是臨床中患者初到醫院就診采用神經系統查體對患者病情嚴重程度進行評估,此查體在后續治療過程中也作為預后指標。 腦部缺血梗死面積多以核磁共振成像進行觀察[11]。 哮喘在臨床上表現為哮鳴音亢進和呼吸困難、咳嗽等癥狀,是由過敏原導致氣道多種細胞炎性浸潤的氣道高反應疾病[12]。哮喘動物模型多以致敏原鼻滴或霧化激發實驗動物過敏反應,在造模過程中觀察到實驗動物出現類似臨床患者所表現出的哮鳴音呼吸、頭面部瘙癢則視為造模成功標志,后期實驗結束時取血清指標檢測IgE 等免疫反應指標和肺部病理組織進行中性粒細胞、嗜酸性粒細胞、淋巴細胞水平觀察[13]。 此類模型評價多是文獻引用、模式借鑒等,對于關鍵性病理指標的范圍認定還缺少行業的公認。 在使用相同造模方法的不同實驗中,有時會出現對于關鍵性病理指標的界定不同。

2.2 中醫藥證候模型評價

基于中醫藥理論建立的動物模型評價方法,造模多以中醫病因病機理論進行造模,如腎陽虛造模方法選用房勞法,是以《黃帝內經》中“入房過度,汗出浴水,則傷腎”為依據進行造模[14]。 在進行評價時以中醫理論中對于陽虛外在表現進行評價,如根據動物出現倦怠懶動[15](“腰者,腎之府,轉搖不能,腎將憊矣”)、體形消瘦[16](“腎,在體合骨”)、毛發稀疏[17](“腎藏精,精生血,發為血之余”)、體溫下降[18](“陽虛則外寒”)等表現,則可鑒定為陽虛證動物模型構建成功。 《景岳全書·泄瀉》[19]:“泄瀉之本,無不由于脾胃”為依據,又云“大忌苦寒之藥損其脾胃”,大黃性味苦寒,歸胃經,是苦寒瀉下法常用中藥。 因此脾虛動物模型采用灌胃大黃水煎液進行建立,在進行評價時以觀察動物出現大便質稀(“脾運化失司,水谷精微不能布散全身,糟粕不能下達,遂成泄瀉”)、攝食量減少導致體重減輕(不思飲食)、毛發暗淡稀疏(面色萎黃)、活動減少(倦怠懶言)[20]。 胃實寒的動物模型以冰水灌胃法是參照“嗜食生冷,寒邪直中所致陰寒凝滯胃腑”的致病原因所建立的實驗方法,在評價時多參照臨床胃實寒病人表現對實驗動物進行評估,如動物性情改變(神疲乏力)、爪甲和舌顏色變淡(蒼白無華)、飲水量減少(不喜冷飲)[21]。 此類模型造模的方式過于依賴動物自覺性,且疾病程度統一性難以控制,成模后對于模型指標的評價多依靠實驗觀察者自身的判定,帶有明顯的主觀性,誤差較大。 且對于實驗動物的病理表現多采用組間、組內對比,實驗動物的種類、譜系對實驗結果的影響程度未有較多探討。

2.3 基于中西醫臨床病癥(證)特點的評價

中西醫臨床病癥(證)特點的評價體系是通過中、西醫臨床診斷指標進行對照,在經由系統評分來選取最佳模型。 中西醫臨床病癥(證)特點動物模型的評價標準有兩大類:中醫評價指標和西醫評價指標,占各自權重100%。 中醫評價部分參照中醫臨床中“望、聞、問、切”,即臨床中“望”病人神、色、形、態、舌象[22],在動物模型中“望”實驗動物毛發色澤、稀疏程度,反應敏捷度、舌下絡脈等；臨床中“聞”病人聲音和氣味,在動物模型中“聞”實驗動物叫聲是否孱弱、狂躁,大小便及自身氣味是否異常等；臨床中“問”病人主證訴求,在動物模型中“問”即對動物進行觀察,如對患處的舔舐等[23]；臨床中“切”脈、觸按病人軀體,在動物模型中“切”實驗動物脈搏、心率、體重、腹圍等。 中醫指標分為中醫癥候和中醫證型兩部分,癥候的成模標準以國家中醫藥管理局發布的中醫診斷標準:與疾病直接相關的臨床表現為主證(Ⅰ級指標)、與疾病間接相關的臨床表現、舌象等為次證(Ⅱ級指標)作為參照標準[24],中醫證型則是根據動物的中醫癥候表現進行判定,如實驗動物舌下脈絡粗大青紫、體溫下降可判斷為血瘀證,詳見表4。 西醫評價指標為西醫疾病診斷標準:指標以WHO 和中華人民共和國衛健委發布的西醫診斷標準如臨床表現、主訴、體格檢查、生化檢查、影像學檢查、病理檢查為主,以上指標按權重100%對各指標權重占比進行分配。 表中所附的權重只是相對值,可根據具體模型評價的特點進行適度調整。

表4 中西醫臨床病癥(證)特點動物模型評價Table 4 Characteristics of clinical symptoms (syndromes) of traditional Chinese and western medicine and evaluation of animal models

此類模型評價的特點是引入官方(權威)的認證標準,較以往單一西醫或中醫特點的動物模型,中西醫臨床病癥(證)特點動物模型評價方式解決了一方評價占比過高,導致另一方的評價數據偏失,數據參考失真的現象。 在將中西醫模式結合互補的同時,利用基因組學檢測證候基因表達譜差異,判斷在不同證型中相關基因的表達水平[25],在功能組學層面研究不同證型中差異性蛋白質的表達水平[26],并在轉錄組學層面結合癥候的時間性、空間性后對中醫證候開展的細胞、組織轉錄及調控規律的研究[27],利用實驗動物的代謝產物如尿液、血液等,研究疾病在產生病理結果時與代謝物、代謝通路間的內在關系[24],可進行深入的機制研究。

3 討論和小結

通過對目前較多的現代醫學疾病動物模型、中醫藥理論動物模型、中西醫臨床病癥(證)特點動物模型的高頻造模方法和評價體系進行系統總結,可以看出,現代醫學疾病動物模型應用于中醫藥領域多是研究中藥對于現代醫學疾病的藥效機制,此類型研究最大的不足是無法體現中醫藥為指導的治療理念。 中醫藥理論動物模型雖然符合中醫病因病機,但因無法解決主觀因素占比過大的問題,一定程度受限。 中西醫病證(癥)臨床特點的動物模型因在傳統中醫藥理論和現代疾病研究方面的高關聯度和高匹配度而擁有較高的應用率,它是指在中醫“證”的基礎上建立西醫的病。 通過中、西醫臨床診斷指標進行對照,并由系統評分后建立最佳模型,在關注臨床指標改善的同時,對體現中醫望的特點的表觀指標有一定研究價值。 但此種模型評價方法還在進行中,有待進一步完善提升；動物模型評價指標在“病癥”和“病證”兩方面側重點區分不明顯[28]；對造模方法相似但屬不同現代醫學疾病的動物模型還未能探明其區別[29-31]。

因為人類疾病的發病機制研究尚處于不斷探索、發展的階段,所以中醫藥動物模型的建立、評價和應用結果也應進行及時反饋,以便于修改、完善造模方式,提高模型的吻合度。 從理論探討回歸至動物實驗,再通過實踐對評價體系和建立方法進行修正,以期建立成熟度、吻合度更高的中醫藥動物模型。