阻塞型睡眠呼吸暫停綜合征動物模型豬的建立

吳茜 李莉 李紅蔚 李建國 華靜娜 王星 張東

孫祥軍 王程

參考文獻(xiàn)

阻塞性睡眠呼吸暫停(OSA)是一種非常普遍的是一種慢性睡眠障礙疾病，可能導(dǎo)致心血管疾病、高血壓、癱瘓和身體機(jī)能惡化，并影響患者生活質(zhì)量[1]，根據(jù)年齡和性別不同，在一般人群中發(fā)病率為3%至17%[2]。此外，OSA與肥胖密切相關(guān)，在過去的20年里，由于肥胖癥的流行，OSA的患病率大幅上升，超過60%的OSA患者存在肥胖。迄今為止國內(nèi)外尚缺乏理想的、接近于臨床病理狀態(tài)的動物模型，導(dǎo)致其發(fā)病機(jī)制和病理生理機(jī)制研究滯后。目前常以低氧或直接在氣管內(nèi)造成阻塞建立OSA模型，繞過了造成人類OSAS最重要的部位-上氣道。目前尚未見上氣道阻塞合并肥胖的OSA模型報道。本研究探索建立肥胖因素相關(guān)的有上氣道阻塞的OSA動物模型，為OSA的研究提供更符合其病理生理學(xué)特點(diǎn)的研究工具。

資料與方法

一、 實(shí)驗(yàn)動物

巴馬豬1頭，購自天津市百農(nóng)實(shí)驗(yàn)動物繁育科技有限公司，雄性，體重36kg。分早、中、晚三次給予全價飼料(天津名門動物食品有限公司提供)，自由飲水，飼養(yǎng)溫度18～26℃，濕度10%～80%。本研究經(jīng)過本醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，批準(zhǔn)號：2019-HHXT-020。

二、 儀器

電子支氣管鏡(安保股份有限公司Ambu A/S aScope3，型號：403001000)；CT(聯(lián)影CT960+)；生命體征監(jiān)護(hù)儀(GE Healthcare Finland Oy Kuortaneenkatu 2, Fi-00510 Helsinkin, Finland，型號：B20i)。

三、 試劑

鹽酸塞拉嗪注射液(長沙拜特生物科技研究所有限公司)；丙泊酚注射液(四川國瑞藥業(yè)有限公司)；咪達(dá)唑侖注射液(江蘇恩華藥業(yè)股份有限公司)；碘普羅胺造影劑300(拜耳公司)。

四、 方法

1 肥胖模型的制作:給予巴馬豬全價飼料喂養(yǎng)，每天自由飲食。

2 阻塞性睡眠呼吸暫停模型的制作:實(shí)驗(yàn)動物豬飼養(yǎng)肥胖后進(jìn)行該操作。手術(shù)當(dāng)天早晨禁食、禁水，測定體重。給予速眠新和米達(dá)唑侖以1 ∶1 0.5 mL/kg進(jìn)行肌肉注射誘導(dǎo)麻醉。成功麻醉后建立耳緣靜脈通路，靜脈間斷推注丙泊酚用于術(shù)中維持麻醉。麻醉后將動物呈仰臥位，固定四肢，予脈搏、血氧飽和度監(jiān)護(hù)。電子支氣管鏡經(jīng)豬鼻腔進(jìn)鏡，觀察豬聲門上及口腔各結(jié)構(gòu)滿意(圖2)，使用TBNA穿刺針分別于軟腭及兩側(cè)顎咽弓處注射生理鹽水與碘普羅胺造影劑混合物7.5 mL(圖3)，氣管鏡觀察雙側(cè)顎咽弓隆起滿意(圖4)，鏡下可見豬咽腔變窄，術(shù)中密切觀察動物狀態(tài)，防止窒息。

五、 觀察指標(biāo)

觀察巴馬豬的外形，測量體重，計(jì)算肥胖指數(shù)。觀察實(shí)驗(yàn)動物豬睡眠過程中呼吸暫停和低通氣的次數(shù)。電子計(jì)算機(jī)斷層掃描CT觀察頸部局部組織影像學(xué)改變。

結(jié) 果

一、 臨床結(jié)果

喂養(yǎng)3個月后，實(shí)驗(yàn)動物豬體重增至68kg(圖1)。豬外形肥胖，頸圍粗，體重指數(shù)達(dá)到40kg/m2，睡眠過程中出現(xiàn)鼾聲及血氧飽和度下降，給予鹽水注射后鼾聲逐漸加重，偶可觀察到呼吸暫停。有明顯的血氧飽和度下降，最低時血氧飽和度為84%。檢測豬睡眠過程中睡眠呼吸暫停低通氣指數(shù)(apnea hypopnea index, AHI)為≥5次/h。

二、 影像學(xué)結(jié)果

在頸部注射生理鹽水4小時后應(yīng)用支氣管鏡于實(shí)驗(yàn)動物豬聲門上方注射生理鹽水后進(jìn)行頸部CT掃描，生理鹽水注射4小時后頸部CT證實(shí)可見實(shí)驗(yàn)動物豬咽腔內(nèi)可見到不規(guī)則環(huán)狀陰影，咽部狹窄(圖4)。提示有氣道結(jié)構(gòu)變化，局部氣道狹窄。

圖1 飼養(yǎng)后體型肥胖的實(shí)驗(yàn)豬 圖2 正常聲門上結(jié)構(gòu) 圖3 聲門上方注射生理鹽水后 圖4 咽腔可見不規(guī)則環(huán)狀影

討 論

阻塞性睡眠呼吸暫停是一種復(fù)雜的疾病，由多種因素引起，包括上呼吸道解剖結(jié)構(gòu)改變、肥胖等。阻塞性睡眠呼吸暫停(OSA)影響了高達(dá)20%的人群，隨著肥胖達(dá)到流行病的比例，其患病率也在增加。大量研究表明，肥胖是OSA的重要危險因素，體重變化與OSA嚴(yán)重程度[3]有關(guān)。從病理生理角度來看，OSA的特征為睡眠高阻力性呼吸，導(dǎo)致呼吸暫停及呼吸不足，高阻力的形成歸結(jié)為上氣道解剖學(xué)狹窄和咽部肌肉功能異常。上氣道解剖易感性是導(dǎo)致咽塌陷發(fā)生的關(guān)鍵因素之一，由此引起OSA的解剖因素包括上氣道狹窄和肥胖[4-8]。肥胖會導(dǎo)致睡眠時的咽部塌陷，這是一個眾所周知的危險因素[3]。肥胖OSA患者軟腭脂肪沉積較多。阻塞性睡眠呼吸暫停患者的咽脂肪墊面積較大[4]。肥胖OSA患者的舌底也可以觀察到舌頭體積增大，脂肪沉積增多[5]。中央型肥胖也可導(dǎo)致上呼吸道的解剖易感性O(shè)SA。腹部脂肪組織的積聚減少了肺體積。 基于上氣道解剖易感性，自發(fā)性阻塞性睡眠呼吸暫停在幾種動物中已被證實(shí)。英國斗牛犬的大軟腭導(dǎo)致上呼吸道狹窄，是最早的動物模型之一，與人類OSA[6]相似。牛頭犬的OSA主要出現(xiàn)在快速眼動睡眠中，與肥胖無關(guān)。相比之下，尤卡坦迷你豬則出現(xiàn)與肥胖相關(guān)的OSA[3]。

人際交往中存在若干心理效應(yīng),這些心理效應(yīng)在課堂教學(xué)中會發(fā)揮一定的作用，一定程度上影響著思想政治教育的實(shí)效性。善于利用心理效應(yīng)的積極方面，克服其對思想政治教育效果的不良影響，可以起到改善思想政治教育效果的作用。

OSA常見誘因是上氣道阻塞，可自發(fā)及外界誘因引起。既往文獻(xiàn)報道超過60%的OSA患者有肥胖，患者可見咽部結(jié)構(gòu)(即舌根、軟腭和咽壁)周圍積聚脂肪組織，局部脂肪組織多導(dǎo)致上氣道狹窄、組織性質(zhì)改變、臨界壓力增加、靜息肺容量減少，最終導(dǎo)致低氧血癥和代謝激素改變[9]。另一方面，OSA也可能加速體重增加，因?yàn)樵贠SA中經(jīng)常看到的睡眠碎片與瘦素下降和胃饑餓素水平增加有關(guān)[10]。因此，OSA與肥胖具有相似的病理生理機(jī)制，可能相互作用并相互增強(qiáng)。既往OSA動物模型的方法多以低氧方式誘導(dǎo)建立。具體方法為將小型豬放入低氧倉，模擬缺氧的機(jī)制，但這種方法不能模擬出OSA患者實(shí)際的血氧波動情況。此外，也有通過人工氣道狹窄的方式建立OSA模型，多采用注射凝膠、安裝計(jì)算機(jī)控制的活塞等方法造成上氣道狹窄，模擬OSA患者氣道和血氧波動的情況。但凝膠制作模型的方法有其缺陷，局部凝膠量的控制較為困難，相對不可逆，模型質(zhì)控困難，一致性不能得到良好控制。

本研究在預(yù)實(shí)驗(yàn)過程中嘗試通過支氣管鏡注射凝膠于聲門上的方法來制作OSA模型，但在實(shí)驗(yàn)過程中反復(fù)嘗試，凝膠在通過支氣管鏡的過程中即凝固，不能到達(dá)預(yù)計(jì)的注射部位。因此，本課題組調(diào)整造模方案為先誘導(dǎo)肥胖OSA模型，模擬肥胖相關(guān)OSA。進(jìn)而聯(lián)合聲門上注射生理鹽水的方法造成上氣道狹窄，制造動物上氣道的狹窄，所建立的動物模型與OSA的自然病理狀態(tài)比較相符，具有穩(wěn)定、可靠、重復(fù)性好的特點(diǎn)。避免了既往一些模型建立中采用單純采用低氧方式誘導(dǎo)OSA模型，忽略了阻塞性 OSAHS 最重要的部位，即上氣道在OSA的重要作用。本研究中的實(shí)驗(yàn)動物豬模型更加符合OSAHS 的自然病理狀態(tài)，為研究肥胖相關(guān)OSA的理想大型動物模型。

OSA動物模型目前尚無公認(rèn)的評價標(biāo)準(zhǔn)， 動物模型與人類OSA疾病特征是否相符最為重要。主要的觀察指標(biāo)包括所建立的動物模型是否具有鼻鼾、呼吸暫停、睡眠紊亂等OSA的癥狀；咽部解剖結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)咽壁軟組織增厚、咽腔的徑線是否改變；是否有呼吸紊亂。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)動物在OSA造模過程中出現(xiàn)的癥狀和觀察指標(biāo)符合OSA臨床和影像學(xué)特征。本研究的創(chuàng)新之處在于聯(lián)合肥胖及上氣道阻塞兩種方法進(jìn)行造模，更加貼近動物和人體上氣道OSA的病理生理改變，造模方法具有操作簡單，可重復(fù)性高的特點(diǎn)，為今后OSA模型的進(jìn)一步研究提供了一種新的安全有效、可行的方法。

由于本方法建立OSA模型為探索性研究，存在一定的局限性。咽部注射生理鹽水造成的上氣道狹窄的持續(xù)時間可能不夠長，一定時間后生理鹽水吸收后，其導(dǎo)致的局部阻塞效應(yīng)會減輕消失，可能更加適合用于短期的的OSA研究，在此基礎(chǔ)上建立穩(wěn)定的OSA模型，值得進(jìn)一步探索。本研究在肥胖的基礎(chǔ)上制造上氣道狹窄，為OSA動物模型的制作提供了一個新的思路。