建立直腸脫垂模型的動物選擇與常用造模方法分析*

李志鵬，柯敏輝

(福建中醫藥大學附屬第二人民醫院，福州 350000)

直腸脫垂是直腸黏膜、肛管、直腸全層和部分乙狀結腸向下移位而脫出肛門外的一種疾病。各年齡層均可發病,但多發于幼兒、老年人、久病體弱及身高瘦弱者[1]。一些因素如神經和精神疾病、性別、肛腸手術史、內括約肌或外括約肌無力、慢性腹瀉、慢性便秘等，都被認為與直腸脫垂的病理生理學有關，然而病因仍不清楚[2，3]。直腸脫垂有多種治療方法，包括藥物和手術，治療后復發或引起相關并發癥的情況不盡相同，至今尚未有一種理想的治療手段可用于所有的直腸脫垂。動物模型是研究疾病病理生理學機制和開發新的治療策略的重要工具，筆者就國內外的直腸脫垂動物模型做一綜述。

1 直腸脫垂模型的建立

1.1 兔

1.1.1 飲食致瀉 黃乃健等[4]選用1月齡健康兔作為實驗對象，以專用飼料與胡蘿卜喂養，平均每日每只60 g，每只飲水100 mL，持續喂養15 d后，改為每日給予新鮮白菜3 kg分3次喂養，當出現大便變軟或稀時停止喂養白菜，改用正常飼料喂養，持續7 d，再重復上述過程，最后成功建立近似人類Ⅰ度直腸脫垂的輕度脫垂模型。

1.1.2 藥物致瀉聯合增加腹壓 柯敏輝等[5]以大黃和番瀉葉作為致瀉劑，依據正常便(質硬成形)、約3/4正常便(約1/4質軟不成形)、約1/4正常便(約3/4質軟不成形)、約1/4稀便(約3/4質軟便和正常便)、約3/4稀便(約1/4軟便和正常便)、全部稀便，這6種不同兔糞便質地依次評為0分、1分、2分、3分、4分、5分。起始每日生大黃液按20 mL/kg灌胃1次，若連續2 d出現3分以上糞便，則生大黃液的灌胃量在之前基礎上按5 mL/kg減量；若出現1 d 0分糞便，則生大黃液的灌胃量在之前基礎上按5 mL/kg追加，最高至每日30 mL/kg。此后若排1 d 0分糞便，則在生大黃液灌胃30 mL/kg的基礎上加用番瀉葉液5 mL/kg灌胃；若繼續排1 d 0分糞便，番瀉葉液灌胃量在之前基礎上按5 mL/kg追加；若連續2 d出現3分以上糞便，則番瀉葉液在之前基礎上按5 mL/kg減量，連續每日灌胃2個月。在中藥灌胃前1 d，在兔截石位3、5、6、7、9點肛門邊緣分別柱狀注射1次無水乙醇0.3～0.4 mL。并且在造模期間將兔置于固定架中，將固定架直立，兔后肢末端需接觸地面，每日站立5 h，持續2個月。從兔直腸黏膜隆起、套疊癥狀和肛管組織病理切片方面均證實直腸黏膜內脫垂造模成功。

1.1.3 手術 賀房勇等[6]將6月齡家兔麻醉后打開直腸腹膜反折，切斷直腸兩側的側韌帶，下推直腸使直腸翻出肛門外后關腹。術后發現，家兔大便時均見有不同程度的直腸外翻，說明直腸脫垂造模成功。

1.2 豬

Bustamante-Lopez L等[7]選用5只平均體質量為35 kg的健康雌豬，通過開放式手術打開下腹部，將直腸移動至骨盆底，通過擴張器對肛門內進行充氣擴張，最后將肛門鏡插入肛門，并用Allis牽引器使直腸黏膜移位，從而形成直腸脫垂模型。

1.3 犬

1.3.1 手術聯合增加腹壓 包俊華等[8]將5只犬分為2組進行造模實驗，其中4只選擇切斷內外括約肌及肛管直腸環，剩余1只僅切斷內外括約肌保留肛管直腸環。從術后第1天開始，2組同時上架固定，每天4次，每次4 h，使犬處于半直立體位共30 d，在上架固定期間借腹帶增加腹壓，每15 min放置氣囊在直腸內充氣，然后在肛門外將直腸向外牽拉，使直腸黏膜翻出肛外，30 d后切斷內外括約肌及肛管直腸環的4只犬直腸黏膜，從齒線上方開始自下而上分離脫垂，其中脫出最長10 cm，最短6 cm；僅切斷內外括約肌保留肛管直腸環的1只犬，30 d后直腸下端黏膜脫出1.2 cm。

1.3.2 飲食、藥物致瀉聯合增加腹壓 黃乃健等[4]選用2月齡雄性幼犬作為實驗對象，使用飲食致瀉的同時聯合抗生素干擾腸道微生態平衡，從而達到更好的致瀉效果。出現腹瀉后放置在特制的實驗臺上，取俯臥位將其固定，將特制的橢圓形金屬固定裝置放于犬的后半身，然后再將血壓計氣囊袋置于犬腹部，逐漸加壓至6.7kPa，停留2 min放氣，恢復至初始狀態并停留5 min。再逐漸加壓，每次在原有基礎上增加6.7kPa，直至26.7kPa左右，每次出現腹瀉均進行上述實驗。最終得到近似人類的Ⅰ度直腸脫垂輕度直腸脫垂模型。

2 不同造模方法的比較分析

直腸脫垂動物模型的造模方法可以總結為3種。一是致瀉如飲食、藥物，增加腹壓如站立、腸道氣囊加壓等；二是手術如切斷內外括約肌等。通過致瀉造模，雖然有效但過程復雜且需時較長不穩定。增加腹壓的方法也只能作為輔助手段，單獨使用造模效果不理想。比較而言，手術造模具有穩定、易操作、簡單快捷的優點，但臨床中直腸脫垂的發生多為慢性過程，在病變過程中各組織器官的病理變化通過手術造模方法難以模擬，反之致瀉與增加腹壓的造模方法能夠更好地模擬這一變化。

3 討論

“中氣下陷”的中醫病機學說提到，久泄傷脾，脾氣虛衰，氣機下陷，升舉無力，對臟腑維系升舉之力減弱，內臟器官位置也隨之下移[9]。在致瀉造模的過程中，通過長期的腹瀉使實驗動物處于類似“氣機下陷”的狀態，可致直腸黏膜脫垂，從而增加造模的成功率。在臨床上，4歲以內的小兒是直腸脫垂的高發人群[10]，聯系中醫對小兒體質的描述，即《景岳全書》所載：“腎為胃之關，開竅于二陰，所以二便之開閉，皆腎臟之所主，今腎中陽氣不足，則命門火衰”。認為小兒屬“稚陽”之體，腎陽不足、升舉乏力致脫肛發生[11]，故在實驗動物的選擇上，更傾向選擇幼年期的動物。黃乃建等[4]在實驗過程中也證實，年幼的動物較年長動物更易建立直腸脫垂模型。

雖然直腸脫垂常病發于“中氣下陷”，但臨床“濕熱下注”證型的病例并不少見[12]。關于直腸脫垂的“濕熱下注”證型在中醫古籍中早有記載?！掇q證錄》云：“人有不必大便而脫肛者，疼痛非常，人以為氣虛下陷，實乃大腸之火奔迫而出也?！薄豆P花醫鏡》中也有云：“脫肛者，腸有火則脫出難收，腫而痛也 ?！钡谖墨I記錄中卻沒有“濕熱下注”證型的直腸脫垂動物造模，這部分的空白不僅阻礙了對這一類直腸脫垂新藥的研發及新術式的開發，直腸脫垂的病因病機理論也未能得到更好的完善。

在闡述直腸脫垂病因中存在諸多理論學說，目前較為公認的是由于直腸黏膜松弛或直腸與周圍支持組織發生松弛分離，直腸失去支撐而滑脫下移，直腸上的提肌群、筋膜、韌帶等松弛下陷及肛門內收肌群收縮無力而脫出[13，14]。賀房勇等[6]與包俊華等[8]選擇手術切斷直腸肛管相關肌肉及韌帶的造模方法，直觀證實了這一理論學說；柯敏輝等[5]通過致瀉與增加腹壓的造模方法，成功建立直腸脫垂模型，在最后的病理取樣分析中提示，模型動物直腸固有層腺體組織增生，血管擴張充血，間質炎細胞浸潤聚集，間質水腫、疏松，也從側面證實了這一學說。因此從這一理論學說角度出發進行造模具有可行性和可靠性。

犬、豬、兔是直腸脫垂模型造模的常用實驗動物。犬的肛門肌肉、腺體、功能等各方面最為接近人類[15]，是理想的實驗動物之一，但存在涉及動物倫理學以及實驗可操作性差且難以重復等弊端；豬的局部解剖結構也類似于人類[16]，但在動物飼養、價格、體型及可重復性方面受到很大限制；兔具有與人類相近的結腸帶、結腸袋、肛門直腸周圍間隙等解剖結構，且價格較低廉、實驗操作性強、易重復，但其肛門的局部解剖結構仍與人類肛門存在較大差異[17]。另一方面，兔因其直腸肛管空間狹小，更趨向用于藥物的開發或藥效評估，犬和豬則在術式開發或評估中更常使用。在眾多的動物造模實驗中，大鼠可能是應用最多、應用領域最廣泛的實驗動物之一，在直腸脫垂模型中卻不宜使用大鼠造模，雖然大鼠的恥骨尾肌和髂髂尾肌與人類有相似之處，但在收縮時并沒有提起肛門的功能，而是起著維持性功能，對球囊的固定以及睪酮敏感性的作用[18]。

4 結語與展望

一個成功且值得推廣的動物模型，需要具備造模方法簡單、易操作且成本低廉等特點。上述文中描述的3種動物直腸脫垂模型都不完全具備這些特點，尚且不能在研究中推廣，要想得到更加理想的直腸脫垂動物模型，在現有研究基礎上還有很多可以改進的地方。一是實驗動物的選擇。在飼養家畜時發現，家畜如雞、鴨、豬等都存在直腸脫垂的現象[4]。以豬為例，采取近親交配時直腸脫垂的發病率更高[19]。在保證實驗動物生存率的前提下，可選擇更易出現直腸脫垂病證的基因缺陷動物；二是影響直腸脫垂的客觀因素。天氣寒冷時直腸脫垂的發病率也隨之提高[20]，可將溫度變化這一因素加入造模方法中，縮短造模時間，得到更加理想的直腸脫垂動物模型；三是動物模型的評價標準。上述關于動物建模后的效果評價中，都直接套用人類直腸脫垂的臨床分級，但動物與人類骨盆腔的骨骼、肌肉解剖學等存在多方面差異[15-17]，因此這樣的評價標準缺乏嚴謹性。此外還缺少對直腸外脫垂與內脫垂、肌電生理病理變化等方面的評價。綜上所述，如何建立更加完善的動物模型和嚴謹、全面的評價體系，是今后進一步努力與探索的方向。