mods动物模型研究进展(1)

MODSMODS 动物模型研究进展动物模型研究进展(1)(1) 多器官功能障碍综合征动物模型是研究 MODS 发病机制 和临床防治的基础，同时也是 MODS 研究的一个难点。MODS 是多因素诱发的临床综合征，发病机制复杂，再加上治疗 因素的干扰，使得模拟 MODS 的病理变化和临床特征十分困 难。因此，建立标准化的和符合临床实际的 MODS 动物模型 一直是国内外学者在探索的课题13 。在本文中，作者将 根据国内外 MODS 模型研究的进展，结合本人的研究经验， 对 MODS 模型的标准化、致伤因素等问题进行讨论，并介绍 一些实用的 MODS 模型，供读者参考。 1 MODS 模型的标准 复制 MODS 模型的目的在于：模拟 MODS 的发病因素、 病理过程和临床特征，研究 MODS 的发病机制及防治方法。 根据 90 年代的最新认识，MODS 是全身炎性反应综合征的常 见并发症，多器官衰竭仅是 MODS 的终末表现；而 SIRS 是 机体对各种致病因素包括感染和非感染因素的全身炎 症反应，脓毒症仅指感染引起的 SIRS。正确理解上述概念， 对于成功的复制 MODS 动物模型具有重要意义。因此，作者 认为，一个符合临床实际的理想的 MODS 实验模型应具备的 标准是：致伤因素与临床 MODS 常见诱因基本一致；发 病在致伤 24 小时以后；有 SIRS 的表现；有 2 个以上 器官或系统的功能障碍；有足够的发病率和死亡率。 致伤因素：即在 MODS 模型复制时，对动物施加的各种 可能诱发或加重 MODS 的损伤性因素。采用何种致伤因素， 主要根据 MODS 临床常见诱因、不同研究目的、动物种属和 实验条件决定。根据临床常见 MODS 诱因，MODS 模型的致伤 因素主要包括各种休克、再灌注损伤、创伤和烧伤、感染 或脓毒症、过度炎症、肺或肠屏障功能损害等。这些因素 可以单独或复合使用，采用一次或多次打击施加于动物。 必要的器官支持在复制符合临床实际的 MODS 模型过程中， 也是一种不可缺少的关键因素。此外，不同种属的动物对 各种 MODS 致伤因素的耐受力和反应性差别较大，不同的研 究目的和实验条件对致伤因素也有一定的要求。 MODS 的诊断依据：根据临床 MODS 的定义，发病或较伤 后 24 小时以上出现 MODS 方可诊断，而 24 小时内发生 MODS 或死亡者，应视为复苏失败，与休克和创伤造成器官的直 接损伤和死亡相区别。同样，动物 MODS 诊断也定在致伤后 24 小时。实验动物 MODS 的诊断依据与人类基本一致 1，4 ，即：诱发因素 SIRS 多器官功能障碍。 SIRS 的表现：目前尚缺乏动物 SIRS 的诊断标准。作者 根据复制 MODS 模型的实践，在人类 SIRS 临床诊断依据的 基础上，提出以下动物 SIRS 的诊断依据：直肠温度较正 常或伤前升高或降低 1；呼吸频率超过对照值 2 倍或 PaCO2 较对照值降低 25%；白细胞总数超过对照值的 2 倍 或减少 50%；心率较对照值增加 50%。值得注意的是，受 动物麻醉或紧张等因素的影响，常难于测得准确的呼吸和 心率。因此，上述几项中，采用直肠温度、PaCO2、白细胞 计数和分类的变化进行诊断相对较为准确。若实验条件许 可，最好能持续监测动物的血流动力学和氧代谢指标的变 化以及炎性介质的水平，以便更全面和精确地判断 SIRS 发 生的时间和程度。动物发生 SIRS 时，心排血量减少，外周 阻力增加，氧耗量和氧摄取增加，血浆急性期蛋白和多种 炎性介质水平升高；多脏器组织呈炎症改变。 多器官功能障碍：动物的多器官功能障碍的诊断依据 与人类基本一致，所采用的实验室诊断指标也大致相同。 目前，国内外还没有统一和公认的动物器官功能障碍的诊 断标准。各实验室往往根据其对 MODS 模型的认识、研究目 的以及检测条件，制定各自的诊断标准。作者根据长期从 事 MODS 动物模型研究的经验，也提出动物的多器官功能障 碍诊断和评分标准供读者参考1，57 。动物的诊断标准 与人类比较有如下特点：以实验室检查为主，以排除主 观和治疗因素的影响；动物标准多采用对照值，能减少 种属和个体差异的影响；采用功能评分方法，以反映器 官功能障碍的程度。 发病率和死亡率：一个理想的 MODS 动物模型应有较高 的发病率和死亡率，根据 MODS 早期诊断和防治研究的要求， 较适宜的 MODS 发病率和死亡率应在 50%以上。多次打击、 复合致伤，特别是进行器官功能监护和支持能提高 MODS 模 型成功率。 2 常用的 MODS 动物模型 一次打击模型：一次打击模型又称单相打击模型，是 指用单一致伤因素一次实施或者 2 个以上致伤因素同时或 相继实施复制 MODS 模型，是目前国内外最常见的 MODS 动 物模型复制方式，此类模型主要模拟单相速发 MODS 的发病 过程和临床特征8 。其特点是致伤因素相对简单，多采 用小动物，病程短；复制出的单相速发 MODS 与原发打击关 系密切；实验结果容易分析；常用于 MODS 机制研究和防治 药物的筛选。 创伤复合低血容量性休克模型：低血容量性休克及其 复苏与再灌注过程是创伤和烧伤后最基本的病理生理过程， 也是 MODS 常见诱因或前置状态。由于低血容量性休克模型 较好地模拟了上述过程，常作为复制创伤后 MODS 模型的基 础方式。但作者的研究表明，用单纯低血容量性休克复制 MODS 动物模型成功率很低，动物的反应常表现出类似“全 或无”的特点1，5，9 。轻度休克对器官功能影响很小， 而重度休克在可逆期及时复苏，虽然动物存活率高，但 MODS 发生率低；不可逆休克时，95%动物在休克后 24 小时 内死亡。此外，动物的表现为低排高阻、低代谢和轻度的 炎症反应，与临床 MODS 不同，此时的氧自由基损伤和肠道 细菌易位也是一过性的。因此，一些学者多在低血容量性 休克基础上施加创伤或感染等因素，提高 MODS 的发生率。 Chaudry 等10在 1989 年复制出一种具有 MODS 临床 特征的创伤休克模型，即：使用 SD 大鼠经乙醚轻度麻醉， 在 1 分钟内用电刀作 5cm 腹壁正中切口，然后造成低血容 量性休克，血压维持在 kPa1 小时。之后输入 45 倍失血 量的乳酸林格氏液进行复苏并维持。整个实验过程，动物 基本处于清醒状态，没有进行全身肝素化，通过持续少量 输液维持血压，液体复苏过程也与临床抗休克补液过程基 本相似。伤后 35 日，动物体重显著降低，伴有全身炎症 反应和心、肝、肺以及肠屏障功能障碍，死亡率高达 50%。Schlag 等11在 1990 年采用狒狒先造成动物股骨 和胫骨骨折，并在骨折部位的软组织重锤 100 次，低血容 量性休克复制方法与 Chaudry 的方法相似，未进行全身肝 素化，但休克较重。3 日内，大多数动物出现典型的创伤性 休克的血流动力学和代谢变化，同时有全身炎症反应和多 器官衰竭的