大鼠慢性阻塞性肺疾病模型的建立

1、    大鼠慢性阻塞性肺疾病模型的建立        主题词肺疾病，阻塞性；模型中分类号 R563文献标识码 A文章编号 1000-4718(2000)04-0383-02 MeSHLung disease, obstructive; Models慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是具有气流阻塞特征的慢性支气管炎和/或肺气肿1，由于其发病率高，严重影响患者的劳动能力和生活质量，是倍受重视与广泛研究的疾病。

2、为便于开展COPD的研究，本实验在Reid2建立慢性支气管炎大鼠模型方法的基础上，采用SO2熏吸法，通过检测模型大鼠肺功能，确认有气流阻塞发生而建立的COPD实验模型。材料和方法一、实验动物4周龄的健康雄性Wistar大鼠45只，体重100200g，随机分成对照组（n=15)和实验组（n=30)。将实验组大鼠暴露于250×10-5 SO2气体中，5h/d，5d/week，共7周。除暴露于SO2期间外，两组大鼠均在相同环境中饲养。二、肺功能检测参照Takehana等3测定气道阻力的方法略加改动。检测前称大鼠体重，用20%乌拉坦(1 000 mg/kg ip)麻醉，然后切开气管，插入丫型

3、气管插管。丫型管一端与流速传感器的一端连接，流速传感器的对应端接丫型玻璃管接头，其两端分别与动物呼吸器（江湾型，上海第二军医大学生产）的出气口和进气口相连接。设置潮气量10 mL/kg，呼吸频率60次/min。丫型气管插管的另一端接压力传感器，将压力传感器、流速传感器分别与Maclab数据记录分析系统（澳大利亚AD Instruments公司出品）连接，该系统内安装有呼吸功能软件，记录30个呼吸周期。三、肺组织病理检查测定肺功能后，放血将大鼠处死，立即开胸游离出肺脏，取左肺，沿左主支气管注入10%福尔马林2 mL，然后投入上述固定液中固定1周。沿左肺中央及外侧端(矢状位方向)将左肺切成3块，常

4、规制备组织切片，HE染色显微镜下观察肺组织病理变化。四、统计学处理实验数据均以±s表示，采用均数间t检验。结果一、实验组动物的一般状况在暴露SO2之初，均较安静，大多数处于睡眠状态。暴露SO2期外的饮食、活动情况与对照组相似。3周以后，9只大鼠出现轻度喘息，活动能力差，停止暴露SO212 d后，上述症状逐渐缓解，6只动物逐渐出现严重喘息，饮食活动减退，在7周实验期间，实验组30只动物中死亡5只，对照组动物无死亡发生。7周后，两组大鼠体重无显著差异。二、实验组与对照组肺功能检测结果两组肺功能检测结果见表1。从表1可以看出实验组呼气峰流速（peak expiratory flow， PE

5、F）和潮气量（tidal volum， Vt）降低，与对照组差异有非常显著(P0.01)，气道内压上升坡度（intratracheal pressure slope， IP slope）则显著高于对照组(P0.01)。据此可以说明，经过SO2吸入的动物，可以产生气道呼气峰流速下降，单位时间内气道内压上升幅度增大，即存在有气流阻塞。若以对照组PEF均值的80%为界，将80%表示无气流阻塞，80%为气流阻塞，则实验组中有16只(16/25，64%)具有PEF下降，为气流阻塞组，有9只(9/25，36%)PEF无明显下降，定为无气流阻塞组。前者可看成COPD，后者则仍为慢性支气管炎。三、肺组织病理改

6、变与对照组比较，实验组大鼠各级支气管管腔内有大量粘液栓形成及炎细胞渗出，气道粘膜变性、坏死、糜烂、小溃疡形成，上皮细胞增生、复层化，杯状细胞显著增生，在终末细支气管粘膜上皮也可见到杯状细胞。粘膜下及细支气管周围有大量炎细胞浸润，以淋巴细胞为主，气道平滑肌增厚。肺泡壁变薄，肺泡腔扩大，部分破裂融合形成肺大泡，肺泡数目显著减少。表1对照组与实验组体重及肺功能指标比较Tab lComparison of weight and pulmonary function in two groups (±s)GroupWeight(g)Vt(mL)PIF(mL/s)PEF(mL/s)IP(kPa)I

7、P slope(kPa/s)Control(n=15)346±501.457±0.7078.636±3.84111.307±2.7111.214±0.1358.629±3.090Experimental(n=25)348±460.596±0.387*9.520±3.5337.163±2.920*1.294±0.17511.262±2.351*P0.01,vs control group.Vt=tidal volum,PIF=peak insiratory flow,PEF=p

8、eak expiratory flow,IP=intratracheal pressure, IP slope=intratracheal pressure slope 讨论国内外建立慢性支气管炎肺气肿动物模型的方法很多4，5，判断模型是否成功的指标，一般都用病理组织学的方法4。因COPD是具有气流阻塞特征的慢性支气管炎和/或肺气肿，判断COPD动物模型是否成功，除了观察病理组织学改变外，还需用肺功能指标。本研究采用Reid建立慢性支气管炎大鼠模型的方法，用SO2诱导大鼠后，参照Takehana等3测定气道阻力的方法,在动物呼吸器帮助下，利用Maclab数据记录分析系统测定了动物Vt、PIF、

9、PEF、IP和IP slope等指标。除PIF反映呼吸肌功能与气道阻塞外，由于PEF表示动物呼气过程中的最大流速，IP与IP slope表示气道压力的大小，因而它们可以反映气流阻塞情况。通过对上述指标的检测，显示实验组大鼠PEF显著降低，IP slope明显增高，在25只实验动物中，有16只具有气流阻塞，占64%，9只尚无气流阻塞发生。肺组织病理变化显示，实验组大鼠均有程度不同并与人类相似的慢性支气管炎和肺气肿改变，说明SO2吸入在一定条件下，可以形成具有气流阻塞的慢性支气管炎，即COPD模型，但此类模型必须在测定能反映气流阻塞的指标后方能确认。许建英（山西医科大学第一医院呼吸科，山西 太原

10、030001）杜永成（山西医科大学第一医院呼吸科，山西 太原 030001）赵鸣武（北京医科大学第三医院呼吸科，北京 100083）廖松林（北京医科大学病理学系，北京 100083）参考文献1中华医学会呼吸病学分会. 慢性阻塞性肺疾病（COPD）诊治规范（草案） J. 中华结核和呼吸杂志,1997，20(4)：199203.2ReidL.Anexperimentalstudyofhypersecretionofmucusinthebronchialtree J.Br J Exp Pathal, 1963,44:437442.3TakehanaY,HamanoS,kikuchiS, etal. Inhibitory action of OKY046. HCl, a specifc TXA2 synthetase inhibitor on platelet activating factor(PAF)induced airway hyperresponsiveness of gui