高冉冉申 振連夢慧韓 聰李 偉
(1.山東中醫藥大學中醫學院,濟南 250014;2.山東中醫藥大學第一臨床醫學院,濟南 250014;3.山東中醫藥大學,濟南 250014;4.山東中醫藥大學附屬醫院,濟南 250014)
動物模型最早可追溯到公元前6 世紀,人類疾病發生發展復雜,借助動物模型間接研究可調控變量,有助于方便、有效地認識人類疾病的發生發展規律,促進醫學發展與進步[1]。 傳統醫學因其獨特性及病證復雜性,單純西醫病理模型不能充分反映其病因及臨床實際,在現代實驗研究中病證結合動物模型發揮著重要作用。 近年來有關中醫動物模型的研究不斷發展,逐漸由單純病理模型到病因模型再到病證結合模型,使動物模型同時具備疾病與證候的特征,更加貼近于中醫理論特色。 但是目前病證結合動物模型仍缺乏規范化的評價體系及可重復性,建立規范且具有復刻性的病證結合動物模型成為近年來研究的熱點。
氣虛濕瘀是慢性腎?。╟hronic kidney disease,CKD)的常見證候,腎纖維化是CKD 的主要病理特征,胡洪貞等[2]提出CKD 以氣虛為本,血瘀、濕濁為標,主要由勞倦、內外濕邪及外邪侵襲等所致。 氣虛濕瘀型腎纖維化動物模型的建立有助于把握該證候疾病的本質及病理生理變化特點,利于CKD 的研究及更好地指導臨床用藥診療。 目前并無氣虛濕瘀型腎纖維化動物模型造模的先例,本文從病理造模、病因造模及病證結合造模、模型評價角度出發,綜述并探討氣虛濕瘀型腎纖維化動物模型的造模方法及模型評價,以期為氣虛濕瘀型腎纖維化動物模型的構建及復制提供參考。
中醫認為氣為血之帥,氣行則血行、氣止則血止,氣虛無力推動血液運行,血行不暢而致瘀;血為氣之母,血瘀致臟腑失養,生化乏源,進一步導致氣虛,氣虛與血瘀二者互為因果,相互關聯,臨床多氣虛血瘀并見。 該證候動物模型的構建可從其病理及病因角度出發,單因素與多因素相結合。
1.1.1 病理造模
氣虛血瘀多表現為免疫學、血液流變學及行為學上的改變如免疫功能下降、能量代謝紊亂、神疲乏力、血液高凝狀態、黏度增高、纖維蛋白原含量增高等。 病理造模根據氣虛血瘀特定的病理表現,運用相關實驗技術對動物進行造模,使動物表現出該特定的病理改變。
林家茂等[3]通過阿霉素腹腔注射聯合丙基硫氧嘧啶混懸液灌胃,從血流動力學方面降低心肌收縮力,減少心排量制備心氣虛兼血瘀證心衰模型,造模6 周后,造模組出現飲食量減少、生長緩慢、精神萎靡、活動力下降、甲狀腺激素T3、T4 降低等氣虛表現以及毛色枯槁、爪甲紫紺、左室射血分數下降、心排量減少等血瘀表現,提示心氣虛兼血瘀證的SD 大鼠模型造模成功。 羅澤飛等[4]以環磷酰胺腹腔注射使血液呈高凝狀態制備氣虛血瘀大鼠模型,模型組大鼠全血黏度、血沉、血漿黏度、紅細胞壓積和內皮縮血管肽(endothelin,ET)-1 均明顯高于空白組,NO 含量低于空白組,提示造模成功。 張玉昆等[5]通過注射博來霉素生理鹽水溶液(5 mg/kg)法過表達TGF-β1,制備氣虛血瘀動物模型,造模結束后大鼠的中、低、高切變率的全血黏度、血小板聚積性相關指標cGMP、血小板纖溶相關指標PAI-1以及血小板釋放相關指標如β-TG 和PF4 水平均升高,cAMP、TT 縮短,并以方測證,運用行氣活血方丹參飲后,大鼠氣虛血瘀狀態得到改善。 此外,還有研究采用利血平肌肉注射,消耗小鼠體內兒茶酚胺導致脾虛,模型小鼠出現耳緣、腳趾等局部微循環血流量的降低,表現出氣虛血瘀的臨床及病理改變[6-7]。
1.1.2 病因造模
病因造模指基于中醫病因學說和發病理論將符合單一或多種病因理論的致病因素作用于實驗動物[8],符合“因-證理論”,符合中醫機理,具有邏輯性。 氣虛血瘀依據中醫“勞則氣耗、饑則氣損”的病因,多采用力竭游泳、疲勞跑步、睡眠剝奪法進行“氣虛血瘀”模型構建。 扈新剛等[9]以大鼠沉入水中10 s 不能自行浮出水面為力竭標準,制備大鼠氣虛血瘀模型,對大鼠表征進行動態觀察并檢測相關血液流變學指標,發現經過長期的力竭游泳后均表現出氣虛相關表征,血液流變學指標符合氣虛血瘀表現。 郝婷婷等[10]通過對大鼠每天睡眠剝奪16 h造成中樞性神經疲勞并聯合長時間站立所致形體疲勞制備氣虛血瘀型大鼠,大鼠出現舌象、足底圖像R、G、B 下降,足底變紫暗、舌呈淡紫,耳廓、足底體表激光多普勒血流灌注量降低等氣虛血瘀表現。后陳進成等[11]采用睡眠剝奪法成功復制氣虛血瘀動物模型。 甘加寬等[12]曾用睡眠剝奪、力竭游泳、睡眠剝奪結合力竭游泳3 種方法進行小鼠造模,對小鼠體重、抓力、舌象、脈搏、脾指數與胸腺指數、脾淋巴細胞亞群進行比較,結果顯示三種造模方式均能引起小鼠乏力,睡眠剝奪與力竭游泳均能引起小鼠脈象變細,并最終得出睡眠剝奪組為三者間更優造模方法。 李雅君等[13]通過饑餓和力竭游泳的方法成功復制大鼠氣虛血瘀模型,與王晚霞等[14]的實驗結果基本一致,表現為血液黏度低、纖維蛋白原等凝血因子顯著不足的低流變性型血瘀證。 彭桂原等[15]采用小承氣湯耗氣破氣加饑飽失常(足量給食-限量給食循環)進行氣虛造模后,再用光化學反應法制備氣虛血瘀證耳蝸Corti 器毛細胞損傷的豚鼠動物模型,造模后豚鼠均出現不同程度的中醫氣虛證的典型癥狀表現,耳蝸病理切片提示耳蝸血管紋、Corti 器等結構出現不同程度的缺血性病變,體現血瘀表現,提示造模成功。
1.1.3 病證結合造模
病證結合造模即在充分考慮氣虛血瘀證類疾病病因的前提下,人為地制造病理產物,使之既符合西醫病理特點又符合中醫證候特點,同時使用一些動物體表特征來模擬人類證候特征的生物表征,可更好地體現中醫理論和評價中藥療效[16]。
楊霓芝等[17]在Thy-1 抗體制備慢性腎炎模型的基礎上采用游泳疲勞實驗制備氣虛血瘀病證結合模型,模型組大鼠出現氣虛血瘀表征,機體細胞免疫功能紊亂,血液流變學異常。 任建勛等[18]依據“勞則氣耗”理論,采用睡眠剝奪復合冠狀動脈左前降支結扎的方法建立心力衰竭氣虛血瘀病證結合大鼠模型,模型組體重、抓力、脈搏幅度及自主活動總路程和平均速度較空白對照組均明顯下降,主動脈血流速度下降,在多因素復合干預下氣虛血瘀病證結合更為明顯。 王瑾茜等[19]通過控食復合力竭游泳聯合結扎左冠狀動脈前降支造模,造模結束后分析大鼠舌面RGB 值屬“紫舌”,舌面微血管數量增加,符合冠心病氣虛血瘀病證結合模型特點。 戴姣等[20]依據“生物表征”及“因、脈、證、治”理論通過聲、光、電、夾尾、冰水浴、束縛等消耗正氣,“元氣既虛,必不能達于血管;血管無氣,必停留而瘀”,從而構建氣虛血瘀大鼠模型,通過注射野百合堿誘導肺動脈高壓,大鼠注射部分出現不同程度的紫腫、出血等血液循環瘀滯表現,同時血流動力學指標體現血瘀。
綜上,氣虛血瘀模型多表現為血流動力學及肢體行為學上的改變,可采用化學法如阿霉素、環磷酰胺、博來霉素等靶向病理造模,同時采用勞倦過度、飲食失節的方法進行病因造模,病證結合。
氣主推動,氣行津行,氣虛氣化無力、氣機阻滯可致運化失司,水濕停聚。 《景岳全書》云“蓋水為至陰,故其本在腎;水化于氣,故其標在肺;水唯畏土,故其制在脾”。 腎者水臟,主津液。 腎氣虛,氣化不利,水液輸布失常,則濕濁內生。 腎氣虛,邪能客之,外濕客表,久則深入血絡,導致氣滯濕阻,氣化失司,加重濕濁。 濕濁內停化熱,可見濕熱,而濁毒日久損及腎陽,失于溫煦,可致寒濕。 故從濕熱與寒濕兩方面論述。
1.2.1 濕熱證
腎者,胃之關也,關門不利,故聚水而從其類也。 腎氣虧虛,失于氣化蒸騰,可見水濕停聚。 徐靈胎云:“有濕則有熱,雖未必盡然,但濕邪每易化熱。”腎氣虧虛,津液輸布排泄障礙,水濕停聚,郁久化熱。 腎與脾先后天相互滋生、相互影響,薛生白云“太陰內傷,濕飲停聚,客邪再至,內外相引,故病濕熱”。 嗜食肥甘厚味、飲酒無度、年老久病或房勞過度損傷脾腎、聚濕生熱,加之外界環境濕熱氤氳,同氣感召,另受客邪引動致濕熱,故濕熱模型構建可從“內濕+外濕+客邪+脾腎虧虛”角度出發,內外因結合。
(1) 病理造模
濕熱證病理多表現為舌苔黃膩、小便黃赤、大便黏滯或溏泄、炎癥因子升高等,杜恒[21]通過在口服并定時尾靜脈注射牛血清白蛋白(BSA)的基礎上注射葡萄球菌腸毒素B 制備大鼠腎炎濕熱證模型,大鼠出現大便溏泄等濕熱證表征同時伴有IL-6 等炎癥因子升高。 齊文杰等[22]、Cao 等[23]通過用膽胰管推注5%?;悄懰徕c、異硫氰酸α-萘酯和四氯化碳進行病理造模,呈現濕熱證候。 此外,多研究發現在肥甘飲食+恒溫恒濕的基礎上加用水楊酸、大腸桿菌、克林霉素磷酸酯、鼠傷寒沙門氏菌灌胃等生物、化學因子均可制備濕熱模型[24-27]。
(2) 病因造模
基于飲食不節、外感濕邪及脾胃不和釀濕生熱病因,季旭明等[28]通過高脂飲食+游泳內外相引制備濕熱證小鼠模型,模型小鼠出現脂質代謝紊亂。王婷等[29]通過高蛋白飼料+糖水+酒營造內濕,恒溫恒濕氣候箱制備外濕,分別用花生油脂模擬肥甘厚膩致脾氣虛、番瀉葉寒涼致脾陽虛,兩種濕熱模型均出現喜聚堆蜷臥、喜閉眼、嗜睡懶動、被毛無光澤、尾部肛周、腹部毛色黯黃、飲水減少、大便溏泄等濕熱證的臨床表現和體征,以及干擾素γ(INFγ)、腫瘤壞死因子α(TNF-α)等炎癥因子的改變和腸道菌群結構的失調。 周祎青等[30]通過高蛋白飲食+人工氣候箱+隔日灌服白酒+跑步制造“外濕+內濕+脾虛”的復合因素造模,模型組小鼠出現濕熱證癥狀,機體發生炎性改變以及小腸組織黏膜層上皮細胞破壞,舌組織黏膜層角化增加、舌乳頭排列不均勻等濕熱證的病理表現。
(3) 病證結合造模
病證結合模型可反映疾病病理與濕熱證候特征,熊寧寧等[31]早在1991 年就報道了采用給家兔注射血清白蛋白并加用大腸桿菌內毒素感染造成免疫復合物沉積模仿人類反復感染后導致的濕熱型進行性腎炎,制備腎炎濕熱病證結合模型。 劉曉鷹等[32]復刻腎炎濕熱動物模型,通過在對Wistar 大鼠口服并定時尾靜脈注射牛血清白蛋白的基礎上,分別施以葡萄菌腸毒素B 或高糖高脂飲食聯合恒溫恒濕外環境影響構建濕熱模型動物,造模中晚期動物出現血尿、蛋白尿、血清膽固醇、三酰甘油、血肌酐、尿素氮等升高,彌漫性腎小球系膜區增寬、系膜細胞、系膜基質增生、腎小管間質炎細胞浸潤等類似于腎炎濕熱證的生化及病理改變。
1.2.2 寒濕證
疾病日久,損及腎陽,腎陽不足,命門火衰,火不暖土,寒濕內生,另加之外受寒邪影響,內外寒濕互病。 勞則耗氣、飲食失節、苦寒藥物、年老久病等損傷脾腎、寒濕內生,外界寒濕環境、寒濕邪氣乘虛而入,內外因相互影響導致寒濕證候。 故寒濕模型構建可基于“內傷+外感”,病因病理相結合。
寒濕證病理多表現為畏寒肢冷、膚色青暗、大便稀溏、體重下降、炎癥因子升高、血清皮質醇下降等,病因多與飲食不節、苦寒瀉下、年老久病氣耗陽損、外感寒濕侵襲等有關。 戴冰等[33]基于抑制下丘腦-垂體-腎上腺軸原理通過給予25 mg/kg 氫化可的松灌胃10 d 后小鼠出現肢尾冷、體重下降、大便稀溏等寒濕表征。 劉同林[34]、吳君等[35]選取老年大鼠與青年大鼠比較,發現老年大鼠具有體溫下降、尿量增多、血清皮質醇下降等陽虛寒濕表現。靳荃等[36]以冷水游泳力竭聯合人工氣候箱模擬外界寒濕環境制備小鼠寒濕證疼痛模型,造模后小鼠出現尾巴皮膚青暗、體重增長變慢等寒濕證病理特征。 雷鳴等[37]基于外濕病因以溫度4℃,濕度60%構建外濕環境進行寒濕痹阻模型造模,大鼠皮下膠原及肌組織出現肌纖維變性、壞死,纖維化伴淋巴細胞浸潤提示造模成功。 王常松等[38]通過采取寒濕環境+寒涼飲食+高脂飼料的多因素造模,在外在表現及尿D-木糖排泄率、血漿胃動素等微觀指標上均符合寒濕證模型特征。
綜上,氣虛濕盛證候模型分為濕熱與寒濕兩個方面。 濕熱證主要根據中醫“肥甘厚膩,釀濕生熱”“濕熱膠著,內外相引”理論再加以生活因素、生物化學因素等影響而建立,大致可概括為“內外濕熱+脾腎虧虛+致病因子”的多因素病證結合造模。 氣虛陽損可見寒濕,寒濕證動物模型可通過糖皮質激素等抑制下丘腦-垂體-腎上腺軸靶向病理聯合中醫寒濕“內生+外感”病因建立。
腎纖維化發生發展機制復雜,涉及多細胞及多條細胞信號通路,其動物模型的制備方式多樣。 胡安康等[39]通過大鼠腎大部分切除(Platt 法)和腺嘌呤(Yokozawa 法)灌胃法制備腎衰竭模型,兩組大鼠腎均見局灶性間質纖維化,伴大量淋巴和單核細胞的浸潤。 麻志恒等[40]成功復刻5/6 腎切除慢性腎纖維化小鼠模型,可見腎小球明顯腫大、增生,系膜細胞增殖變大變厚,局部粘連和硬化,基底膜增寬明顯,腎小管管腔不完整,有蛋白管型,膠原纖維增生。 李藝文等[41]單側輸尿管結扎大鼠后,大鼠腎盂擴張、皮質變薄,上皮標志物E-cadherin 表達下降,肌成纖維細胞標志α-SMA 表達增加,EMT 形成,提示腎纖維化模型成功。 Han 等[42]用環孢素(30 mg/kg)灌胃配合低鹽飲食建立環孢素腎毒性小鼠模型,造模后小鼠體質量減輕,腎功能下降,腎小球基底膜增厚、腎小管擴張,空泡化或萎縮。 高?。?3]通過單側腎切除加阿霉素尾靜脈注射制作大鼠腎小球硬化模型,模型組可見腎小球局灶節段性腎小球硬化,腎小球毛細血管內皮細胞和足細胞腫脹、足突融合消失,加重病理進展,最終致腎纖維化。 多項實驗研究采用鏈脲佐菌素均成功制備糖尿病腎病腎纖維化模型,方便穩定且對組織器官的毒性小,相對安全,實驗動物的死亡率?。?4-47]。
綜上,腎纖維化造模方式多樣,主要基于其病理變化可通過腎大部分切除、單側輸尿管結扎等外科手術方法及腺嘌呤、環孢素A 灌胃,阿霉素尾靜脈注射、鏈脲佐菌素腹腔注射等化學方法造成腎功能和結構的損害,最終導致腎纖維化。
氣虛無力推動運化水濕,水液輸布代謝障礙可致水濕停滯,濕飲停聚,客邪再至內外相引,故病濕濁。 濕濁阻滯氣機加之熱傷陰損絡、寒凝絡阻,使血瘀加重,濕瘀又可耗傷人體正氣,故氣虛濕瘀相互影響,互為因果。
目前并無氣虛濕瘀型腎纖維化造模先例,基于以上氣虛血瘀、濕熱、寒濕證及腎纖維化造模方法,總結氣虛濕瘀型腎纖維化模型可通過勞則氣耗或饑則氣損聯合內外濕邪及多因素破壞腎結構及功能的原理制備,具體造模方法見表1。

表1 氣虛濕瘀型腎纖維化模型構建方法Table 1 Method for constructing kidney fibrosis model of qi deficiency and dampness stasis type
動物模型所指宏觀表征常涵蓋習性、一般生活狀態、生命體征、外觀形態及舌象等多個方面[48]。氣虛運化失常可見飲食減少、體重下降以及消瘦等癥狀。 氣為“神之母”,氣充則神明,氣虛則神衰,故氣虛可見精神倦怠、眼光無神、活動性差。 脾氣虧虛,脾失健運,肌肉毛發失于濡養可見皮毛色暗、無光;脾氣虧虛轉運不利、清濁不分可見大便稀溏。氣虛無力推動血行,血液瘀滯,氣虛血瘀常并見,血瘀多見舌質紫暗,舌面瘀斑瘀點,實驗小鼠尾部可出現不同程度的瘀紫或青斑[49]。 濕熱內蘊舌苔多黃膩,熏蒸水液常見小便黃赤,濕熱壅阻大腸,大腸傳導失常可見大便溏泄。 濕熱下注而為蛋白尿,久則耗血傷陰,終致腎氣匱乏,腎陽耗損,腎虛無力主水、司開合,而見尿少等癥。 腎陽虛衰、失于溫煦見畏寒肢冷、膚色青暗、大便稀溏、體重下降等癥。 同時根據《中醫臨床診療術語證候部分(修訂版)》、《中藥新藥臨床研究指導原則》概括動物模型宏觀表征主要為:(1)氣虛:倦怠嗜睡,精神萎靡,四肢蜷縮,活動性差,對外界刺激反應遲鈍;進食量逐漸減少,消瘦,大便稀薄;皮毛色暗、蓬松無光;(2)血瘀:舌面瘀點,舌質淡紫;尾部出現不同程度瘀紫或青斑。 (關于舌象分析多采用Adobe Photoshop CS5 軟件進行,選取舌面3 點,讀取像素區域R(紅色)、G(綠色)及B(藍色)分量值進行比較);(3)濕熱:小便黃赤、量少、泡沫尿;大便溏泄或黏滯;體溫不變或升高;舌苔黃厚;(4)寒濕:畏寒肢冷、倦怠乏力、食少納呆、小便清長,肢體水腫,大便溏泄,舌苔白膩。
所謂“正氣存內,邪不可干”,有研究表明氣虛證與機體免疫能力紊亂有關,臨床上氣虛患者多伴有免疫功能低下,CD4+、CD19+等免疫指標及血漿免疫球蛋白IgG、IgA 下降[50-52]。 2021 年國際血瘀證診斷指南[53]將血流動力學、血液流變學、血小板功能、凝血功能、纖溶功能列為血瘀證的主要診斷標準。 血瘀證血液流變學特征主要包括濃、黏、凝、聚四個方面,體現在血液黏度增高、血小板黏附率增高、凝血時間縮短、纖維蛋白原含量增高等。 Ran 等[54]采用血液流變學指標評價血瘀證大鼠模型,血瘀證大鼠的全血黏度和血漿黏度較正常大鼠顯著增加。
鐘云良等[55]綜述見腎系疾病濕熱證與感染之間存在一定的相關性,濕熱證C-反應蛋白(CRP)、腫瘤壞死因子(TNF-α)、白細胞介素-2(IL-2)、白細胞介素-6(IL-6)水平明顯高。 此外,慢性腎病濕熱病理可表現蛋白尿、血尿、膽固醇血癥、氮質潴留、血流變異常等[56]。 李威瑩等[57]得出脾胃濕熱證模型評價多涉及血糖血脂、氧化應激、炎癥細胞、水通道蛋白等指標。 陳佳美等[58]制定了濕熱證動物的模型評價指征,通過評估氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)等氧化指標,IgM、IgG、CD4+T、CD8+T等免疫指標,CRP、TGF-α、IFN-γ、IL-6 等炎癥指標,水通道蛋白(AQP2、AQP3、AQP4)等水液代謝相關指標進行評價。 糖尿病腎病寒濕證可見血清MCP-1、IL-6 等炎癥因子升高[59],在腎陽氣虛寒濕證中血清皮質醇及三碘甲狀腺原氨酸(T3)、甲狀腺素(T4)下降[34]。 此外,血肌酐(Scr)、尿素氮(BUN)、尿NAG 酶(NAG)、尿蛋白/肌酐比值升高,eGFR 下降是CKD 的主要表現。
腎固有細胞凋亡,炎細胞浸潤,肌成纖維細胞異常增殖,ECM 過度沉積最終形成腎纖維化,主要病理表現是腎小球的硬化、腎小管間質的纖維化以及腎內血管的硬化或堵塞等。 李春慶等[56]綜述各醫家研究,認為系膜細胞增生和基質增多、纖維素樣壞死及炎細胞浸潤是腎小球疾病濕熱證的特異性表現。 寒濕證可表現為系膜細胞增生,小管上皮空泡樣變,腎間質炎細胞浸潤[60]。 局灶增生硬化、腎小球肥大在慢性原發性腎小球疾病氣虛證中多見[61]。 血瘀證主要表現為膠原纖維增生、毛細血管襻內微血栓形成[62]。
綜上,氣虛濕瘀腎纖維化的模型評價標準主要涉及宏觀表征、實驗室指標以及病理改變3 個方面,宏觀表征主要表現為氣虛、血瘀與濕熱、寒濕證的癥狀與體征;化學指標與病理改變通過現代分析檢測技術,明確疾病引起的微觀改變,將評價指標量化,具體評價標準見表2。

表2 氣虛濕瘀型腎纖維化模型評價標準Table 2 Evaluation criteria of kidney fibrosis model of qi deficiency and dampness stasis syndrome
“病證結合”動物模型以中醫理論為基礎,要求不僅符合西醫各種疾病的病理特征,具備與臨床疾病相似的演變和發展過程,而且要與中醫臨床病證特點相結合,是中醫藥基礎研究的重要手段。
氣虛濕瘀型病證結合腎纖維化的造模方法基于中醫病因并結合西醫病理制備,可通過腎大部分切除、單側輸尿管結扎等外科手術方法或腺嘌呤、環孢素A 灌胃,阿霉素尾靜脈注射、鏈脲佐菌素腹腔注射等化學方法建立西醫腎纖維化模型,結合饑餓、力竭游泳、疲勞跑步、睡眠剝奪、高糖高脂飲食、外濕環境、灌服白酒、注射藥物、選擇年老體虛動物等單一或者復合手段建立氣虛濕瘀模型,此模型同時滿足病證特征,符合中醫與現代醫學理論,具有可行性。 此外,模型評價從疾病與證候分而論之,將中醫臨床表現與西醫微觀指標結合,多維度、標準化、具體化。 但是本證候模型無先例,造模中考慮條件眾多,需下一步實驗驗證。 制備穩定有效,成本低,操作簡便的氣虛濕瘀型腎纖維化模型,可為氣虛濕瘀型腎纖維化的研究提供有效的模型支持,并進一步促進其基礎及臨床研究,更有效地發揮中醫藥在腎纖維化中的治療作用。