徐艷峰，馬春梅，黃 瀾，朱 華，劉 穎，鄧 巍，秦 川

（中國醫(yī)學科學院醫(yī)學實驗動物研究所，衛(wèi)生部人類疾病比較醫(yī)學重點實驗室，國家中醫(yī)藥管理局人類疾病動物模型三級實驗室 北京 100021）

W istar大鼠是長期致癌性實驗、藥物安全性評價及科研工作中常用的實驗動物，了解其重要臟器的自發(fā)病變情況，才能正確評價實驗中出現(xiàn)的病理學改變，從而得出正確的結論。心臟是藥物毒性作用的主要靶器官之一。本研究旨了解 Wistar大鼠心臟隨年齡變化的特點，為長期致癌性實驗、毒性病理學及老年病學研究等科研工作提供重要的背景資料。

1 材料和方法

1.1 實驗動物

160只清潔級Wistar大鼠，雌雄各半，購自軍事醫(yī)學科學院動物中心，實驗動物合格證號 SCXK-（軍）2007-004。自由進食進水，房間溫度 20℃ ～26℃，濕度40％ ～70％，明暗周期12 h。

1.2 指標測定

分別在9月齡、12月齡、18月齡、24月齡時處死40只大鼠，HE與Masson三色染色法，觀察心臟病理改變。

2 結果

2.1 大鼠心臟病變情況

9月齡Wistar大鼠心臟未見明顯病理改變；12月齡 W istar大鼠心臟病變的發(fā)病率為 2.5％（1/ 40），為輕度病變，表現(xiàn)為小灶性心肌細胞變性壞死伴少量以單核細胞為主的炎細胞浸潤；18月齡大鼠心臟病變的發(fā)病率為57.5％（23/40），表現(xiàn)為輕至中度心肌病，其中雌性發(fā)病率35％（7/20），雄性發(fā)病率例80％（16/20），且雄性病變程度較雌性嚴重。病變主要位于左心室，以心臟瓣膜環(huán)下方、乳頭肌及左心室壁內(nèi)側最為常見。主要表現(xiàn)為心肌纖維變性壞死和纖維化，可伴有少量以巨噬細胞為主的炎細胞浸潤，部分病例病灶內(nèi)可見吞噬含鐵血黃素的巨噬細胞。病變常為多灶性，或病變與正常心肌相間，呈不規(guī)則網(wǎng)格狀；24月齡大鼠均出現(xiàn)不同程度的心肌病，雄性病變較雌性嚴重。病變好發(fā)部位與18月齡時相同，但范圍擴大，纖維化更為明顯。24月齡大鼠可見1例（1/40）心內(nèi)膜下纖維組織增生，表現(xiàn)為心內(nèi)膜下纖維母細胞樣梭形細胞增生，細胞核長卵圓形，胞漿淡染，局部呈柵欄狀排列，增生的細胞長入心內(nèi)膜下方的心肌組織內(nèi)。

2.2 Masson染色結果顯示各年齡 Wistar大鼠心臟內(nèi)膠原纖維沉積情況

2.2.1 心臟間質(zhì)內(nèi)膠原纖維沉積情況：9月齡大鼠心臟內(nèi)動脈周圍有少量膠原纖維（圖1A），12月齡大鼠心臟內(nèi)動脈周圍膠原纖維比9月齡時增多，并向周圍心肌組織間延伸（圖1B）；18月齡及24月齡大鼠心臟內(nèi)動脈周圍膠原纖維明顯增多，動脈外膜增厚，纖維組織沿心肌間質(zhì)延伸，并在相鄰血管間形成連接（圖1C，D）。

2.2.2 心臟瓣膜環(huán)根部纖維組織增生情況：9月齡大鼠心瓣膜纖維環(huán)下方有纖細的膠原纖維分布，呈網(wǎng)格狀環(huán)繞心肌細胞（圖1E）；12月齡大鼠心瓣膜纖維環(huán)下方膠原纖維稍增多（圖1F）；18月齡及24月齡大鼠心臟瓣膜環(huán)下膠原纖維明顯增多，沿心肌間質(zhì)向心室壁延伸，心肌細胞變性壞死，被纖維組織代替，可伴有少量炎細胞浸潤（圖1G，H）（圖1見文后插2）。

3 討論

大鼠是最常應用的實驗動物之一。了解大鼠各臟器自發(fā)性疾病的特點，是正確解釋實驗結果的前提。大鼠自發(fā)性心肌病在早期的文獻中即有報道，但其確切的發(fā)病率及隨年齡而演化的規(guī)律卻沒有詳細的資料。

實驗動物可自發(fā)心臟炎性病變，尤其是年齡大者。發(fā)病的原因不明確，可能與感染或飲食等因素有關。有報道稱，在大多數(shù)品種的大鼠，可偶爾見到小的壞死灶，局灶性炎癥和纖維化，隨年齡增長而增加［1，2］。除小的膿腫灶常由感染（如泰澤菌?。┮鹜?，這些病灶可能與心臟血管功能障礙引起的灶性缺血有關，支持這種假設的事實是這些病變主要位于心內(nèi)膜下和乳頭肌，是最易于缺血的區(qū)域。

關于老年性心臟改變的研究有很多報道。在老齡人類及非人靈長類動物，常發(fā)現(xiàn)大的彈性血管擴張、硬化、內(nèi)膜增厚［3］。心臟的老齡性改變包括左心室心肌肥大、心肌細胞數(shù)量減少、細胞外基質(zhì)增加、纖維化，這些病變的發(fā)生可能與動脈系統(tǒng)的老化有關［4，5］。本實驗未發(fā)現(xiàn)老齡大鼠血管內(nèi)膜明顯增厚，而動脈外膜膠原纖維隨年齡增長逐漸增多，提示大鼠心臟病變與動脈彈性下降有關。大鼠動脈系統(tǒng)的老齡性改變可能與人類不同。

嚙齒類動物進行性心肌病也稱為心肌病或變質(zhì)性心肌病，用“嚙齒類”的描述是為了與人類特有的心肌病區(qū)分。嚙齒類動物心肌病在老齡大鼠發(fā)病率高，雌性大鼠的病變范圍小于同齡的雄性大鼠。有報道稱在雄性大鼠，早在3～4月齡即可出現(xiàn)嚙齒類動物心肌病的形態(tài)學特征。本研究對不同年齡的大鼠心臟的病理學檢查發(fā)現(xiàn)，W istar大鼠在12月齡前，只偶爾發(fā)生輕度的心臟病變，表現(xiàn)為小灶性心肌細胞變性壞死及炎癥反應。至18月齡時，約57.5％的大鼠出現(xiàn)自發(fā)性心肌病，至24月齡時，所有動物均發(fā)生程度不等的心臟病變，發(fā)病部位主要位于左心室，以心臟瓣膜環(huán)下方、乳頭肌及左心室壁內(nèi)側最為常見，病變表現(xiàn)為心肌纖維變性壞死和纖維化，可伴有少量以巨噬細胞為主的炎細胞浸潤，病變常為多灶性，或病變與正常心肌相間。雄性發(fā)病比雌性早，發(fā)病率高，且病變嚴重。隨年齡增長，血管周圍及瓣膜環(huán)下膠原纖維逐漸增加，此種改變加重了心肌缺血，改變其代謝狀態(tài)，在大鼠老年性心肌病的發(fā)生中起到重要的作用。

本實驗在24月齡大鼠見到1例心內(nèi)膜下纖維組織增生。據(jù)報道，心內(nèi)膜下纖維組織增生可見于老齡大鼠［6］，多位于左心室內(nèi)膜下，表現(xiàn)為灶性纖維母細胞樣細胞增生，可長入心肌之間，細胞間無明顯的膠原沉積，無或極少見核分裂?？勺园l(fā)也可由致癌藥物誘發(fā)。此種改變可能是對感染或免疫等損傷因子的反應。大鼠也可發(fā)生間葉組織腫瘤，此時增生的梭形細胞浸潤性生長，呈多結節(jié)狀，核分裂活躍，可與心內(nèi)膜下纖維組織增生鑒別。

在大鼠，應用心血管藥物也可引起心肌壞死和纖維化，尤其是擴血管抗高血壓藥，病變也最常發(fā)生于心內(nèi)膜下和乳頭肌。組織學上，這些藥物誘發(fā)的病變與老齡大鼠的自發(fā)性病變相似，分布范圍也相同。因此在長期的毒性研究，對心臟病變的解釋可能會很困難。如果某種藥物在高劑量引起心臟病變，當有自發(fā)病變干擾時，很難判斷安全劑量。長期毒性研究中纖維化的發(fā)生可能是由于早期應用藥物而引起的心肌損傷，也可能是因為長期用藥引起的循環(huán)改變而使自發(fā)病變加重。因此，解釋大鼠心臟病變時，應詳細了解大鼠的背景資料，尤其是與對照組大鼠的相應組織進行比較，慎重分析。在長期致癌性研究和老年病研究時，也要考慮老年大鼠心臟自發(fā)性病變的特點，才能對實驗結果進行正確的評價。

［1］Cornwell GG 3rd，Thomas BP.Cardiac fibrosis in the aged germ free and conventional Lobund-Wistar rat［J］.Prog Clin Biol Res，1989，287：69-74.

［2］Cornwell GG，Thomas BP，Snyder DL.Myocardial fibrosis in aging germ free and convential Lobund-Wistar rats：the protective effect of diet restriction［J］.JGerontol，1991，46：167-170.

［3］Lakatta EG， Levy D. Arterial and cardiac aging： major shareholders in cardiovascular disease enterprises：Part II：the aging heart in health：links to heart disease［J］.Circulation，2003，107：346-354.

［4］Mariani J，Ou R，Bailey M，et al.Tolerance to ischemia and hypoxia is reduced in aged human myocardium［J］.J Thorac Cardiovasc Surg，2000，120：660-667.

［5］Kritchevsky SB，Cesari M，Pahor M.Inflammatory markers and cardiovascular health in older adults［J］.Cardiovasc Res，2005，66：265-275.

［6］Boorman GA，Zurcher C，Hollander CF，et al Naturally occurring endocardial disease in the rat［J］.Arch Pathol，1973，96：39-45.