李峰杰,李貽奎
(中國中醫(yī)科學(xué)院西苑醫(yī)院實(shí)驗(yàn)研究中心,北京 100091)
心肌梗死是危害人類健康的心血管疾病之一。在疾病研究中,動(dòng)物模型被廣泛用于發(fā)病機(jī)制和藥物治療研究,模型的有效建立是完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究的前提,對(duì)研究急、慢性心肌梗死的病理演變過程、診斷及治療均有重要意義。心肌梗死動(dòng)物模型的開發(fā)與應(yīng)用是研究心肌梗死的機(jī)制及治療的關(guān)鍵,是研究人類心肌梗死的病理生理變化、心電生理變化以及客觀評(píng)價(jià)治療方法的重要工具[1]。
心肌梗死模型受到很多因素的影響,如實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、麻醉藥、麻醉方法以及麻醉劑量的選擇,氣管插管及呼吸道的護(hù)理,呼吸機(jī)的選擇及設(shè)置,開胸體位及方式,冠脈結(jié)扎位置的選擇等。心肌梗死模型的制作存在造模成功率低、動(dòng)物存活率低以及個(gè)體差異、與臨床的差異等問題,給研究工作造成很多困擾。同時(shí),在心肌梗死模型制作后,使用什么指標(biāo)、什么方法去正確地判斷模型制作是否成功也是心肌梗死模型研究的一大重點(diǎn)。
基于心肌梗死模型對(duì)于心血管藥物研究的重要性,近年來,眾多學(xué)者就心肌梗死模型的制作方法和檢測(cè)指標(biāo)進(jìn)行了大量的研究與探討,使得心肌梗死模型的成功率及動(dòng)物的存活率得以提高。
1.1 文獻(xiàn)中各模型動(dòng)物的使用情況 可以用于制作心肌梗死模型的動(dòng)物主要有:小鼠、大鼠、兔、貓、犬、豬等。筆者通過萬方數(shù)據(jù)庫、CNKI中國知網(wǎng),以心肌梗死或心肌缺血,同時(shí)以大鼠或兔或雜種犬或小鼠或小型豬或Beagle犬或貓或猴為關(guān)鍵詞檢索文獻(xiàn),結(jié)果如下:
1.2 常用模型動(dòng)物的特點(diǎn)
1.2.1 大鼠 通過CNKI、萬方數(shù)據(jù)庫檢索,結(jié)果顯示選擇大鼠進(jìn)行心肌缺血、心肌梗死研究的文獻(xiàn)數(shù)列第一。
表1 通過CNKI、萬方數(shù)據(jù)庫檢索情況
基于來源可以得到充分保證、價(jià)錢低廉、實(shí)驗(yàn)成本小、操作簡(jiǎn)單易行等特點(diǎn),大鼠在心肌缺血、心肌梗死研究中得到廣泛的應(yīng)用,是研究心肌梗死模型的首選動(dòng)物。同時(shí),大鼠心肌梗死模型與臨床心肌梗死和心力衰竭的病理生理過程非常相似,其冠脈側(cè)支循環(huán)缺乏,心肌壞死出現(xiàn)早,重復(fù)性、穩(wěn)定性好,費(fèi)用低廉,因而在臨床科研中具有重要的價(jià)值,應(yīng)用十分廣泛[1],再者,可進(jìn)行心電圖、血清酶學(xué)等綜合指標(biāo)測(cè)定,可用于綜合判斷藥物療效。
1.2.2 兔 檢索到選擇兔進(jìn)行心肌缺血、心肌梗死研究的文獻(xiàn)數(shù)僅次于大鼠。
兔子大小、價(jià)格適中,易于操作、飼養(yǎng),且兔子心臟解剖結(jié)構(gòu)以及冠狀動(dòng)脈的分支、走行、側(cè)支循環(huán)均與人類相似,冠狀動(dòng)脈阻斷后死亡率較低[2],因此,兔子是制作心肌梗死模型較常用的動(dòng)物。
1.2.3 犬 選擇雜種犬進(jìn)行心肌缺血、心肌梗死研究的文獻(xiàn)數(shù)位列第三;與雜種犬比較,檢索到的Beagle犬文獻(xiàn)數(shù)較少。
選擇犬進(jìn)行心肌梗死模型制作,除了模型具有較強(qiáng)穩(wěn)定性、動(dòng)物來源有保證外,還可以應(yīng)用心外膜電圖技術(shù)檢測(cè)心肌梗死區(qū)域和心肌缺血區(qū)域,使得對(duì)模型的研究可以更加深入。但是,犬心肌梗死模型試驗(yàn)周期長(zhǎng)、需要多人配合完成試驗(yàn),此外模型制作具有較高的難度,對(duì)操作人員有較高的要求。
1.2.4 小鼠 選擇小鼠進(jìn)行心肌缺血、心肌梗死研究的文獻(xiàn)數(shù)占總文獻(xiàn)的比例分別約為7%、5.8%。
小鼠易于飼養(yǎng)、價(jià)錢低廉、實(shí)驗(yàn)成本較小,因此,也有學(xué)者[3]選擇小鼠進(jìn)行心肌梗死模型的研究。但是,由于小鼠體型較小,生命力較弱,對(duì)手術(shù)的耐受性差,導(dǎo)致模型制作過程中死亡率較高,而且難以進(jìn)行術(shù)后效果評(píng)估。
1.2.5 小型豬 選擇小型豬進(jìn)行心肌缺血、心肌梗死研究的文獻(xiàn)數(shù)占總文獻(xiàn)的比例均約為4%。
除靈長(zhǎng)類以外,小型豬的心臟與人最為接近,堵閉冠狀動(dòng)脈分支后形成的心肌梗死模型與人心肌梗死病變有很大相似性[4],可準(zhǔn)確定位、定量,并進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測(cè),結(jié)果可靠,重復(fù)性好,對(duì)臨床研究心肌梗死的病理生理、治療方法有重要意義。但是小型豬冠狀動(dòng)脈側(cè)支少,心肌、心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)對(duì)缺血耐受性差,堵閉主要冠狀動(dòng)脈分支尤其是前降支后極易引起大范圍心肌梗死和各種惡性心律失常,死亡率較高。
1.2.6 貓 選擇貓進(jìn)行心肌缺血、心肌梗死研究的文獻(xiàn)較少。
由于貓的動(dòng)物來源、動(dòng)物質(zhì)量難以保證,難以滿足模型穩(wěn)定性的需要,故只有少量學(xué)者[5]選擇貓進(jìn)行心肌梗死模型研究。
1.2.7 猴 僅在藥理學(xué)工具書[6]中有學(xué)者提出可以選擇猴進(jìn)行心肌梗死模型的制備,但是通過CNKI、萬方數(shù)據(jù)庫檢索,未檢索到選擇猴進(jìn)行心肌缺血、心肌梗死研究的文獻(xiàn)。
猴屬于靈長(zhǎng)類,在所有動(dòng)物中,與人的心臟解剖結(jié)構(gòu)最為接近。雖然在生理與病理狀態(tài)上與人有著高度的相似性,但是猴的實(shí)驗(yàn)成本比較高,因此,鮮有學(xué)者選擇猴進(jìn)行心肌梗死模型研究。
1.3 常用模型動(dòng)物的選擇要點(diǎn) 基于每種模型動(dòng)物不同的生理特點(diǎn),建議根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行模型動(dòng)物的選擇,同時(shí)參考實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備配備、人員配置以及經(jīng)費(fèi)預(yù)算等情況。
1.3.1 藥物篩選 由于大鼠、小鼠具有價(jià)錢低廉、實(shí)驗(yàn)成本小、模型穩(wěn)定性較高、易于操作等特點(diǎn),建議在藥物篩選階段可以選擇大鼠、小鼠進(jìn)行模型制備。
1.3.2 藥效驗(yàn)證 雜種犬與人的心臟解剖結(jié)構(gòu)存在一定的相似性,可以較好的復(fù)制臨床上心肌梗死的病理生理過程,但是犬的價(jià)錢較高,實(shí)驗(yàn)成本較大,對(duì)操作人員的熟練程度有較高要求,因此,建議在藥物篩選完成后的藥效驗(yàn)證階段選擇雜種犬進(jìn)行心肌梗死模型的制備。
1.3.3 臨床前新藥藥效研究 Beagle犬、小型豬心臟冠脈分支、走行、側(cè)支循環(huán)分布較為規(guī)律,與人的心臟解剖結(jié)構(gòu)比較相似,因此,建議在進(jìn)行臨床前新藥藥效研究階段,選擇Beagle犬、小型豬進(jìn)行心肌梗死模型的制備。
1.4 主要制作方法 心肌梗死模型的建立,根據(jù)制作方法及制作原理的不同,主要可分為4類:①完全阻斷法;②部分阻斷法;③藥物干預(yù)法;④高脂飲食法。就常用的幾種心肌梗死模型制備方法進(jìn)行介紹:
1.4.1 完全阻斷法 根據(jù)阻斷方式的不同,完全阻斷法可以分為結(jié)扎冠狀動(dòng)脈法和堵塞冠狀動(dòng)脈法。完全阻斷法主要用于急性心肌梗死模型的建立。
1.4.1.1 結(jié)扎冠狀動(dòng)脈法 結(jié)扎冠狀動(dòng)脈法是通過對(duì)麻醉犬、小型豬、兔、大鼠等結(jié)扎冠狀動(dòng)脈左前降支造成局限性心肌梗死模型,有利于定位、定性、定量,有利于形態(tài)、功能、化學(xué)等指標(biāo)觀測(cè)動(dòng)態(tài)研究,是目前應(yīng)用比較廣泛的心肌梗死模型研究方法。
用犬、小型豬結(jié)扎冠狀動(dòng)脈制作的心肌梗死模型,可以更好的模擬臨床,在血流動(dòng)力學(xué)和心肌代謝等方面的改變與臨床上冠心病患者心肌缺血及心梗時(shí)相似。同時(shí),缺血范圍大致固定,可進(jìn)行心電圖、定量組織學(xué)和血清酶學(xué)等綜合指標(biāo)測(cè)定,尤其是可以通過氯化硝基四氮唑藍(lán)(N-BT)染色觀察心梗區(qū)與非梗死區(qū)的大小來判斷模型制作成功與否,以及觀察藥物是否有效的優(yōu)點(diǎn)[7-8]。
1.4.1.2 堵塞冠狀動(dòng)脈法 堵塞冠狀動(dòng)脈法是指通過將加壓后的球囊或鞘管、導(dǎo)管、導(dǎo)絲等異物放置在冠狀動(dòng)脈左前降支遠(yuǎn)端,阻斷冠脈血流,形成心肌缺血或心肌梗死。孫帥等[4]經(jīng)股動(dòng)脈置入球囊到達(dá)冠狀動(dòng)脈前降支遠(yuǎn)端后,給予球囊擴(kuò)張壓力阻斷前向血流一定時(shí)間后,建立了豬急性心肌梗死動(dòng)物模型。
1.4.2 部分阻斷法 根據(jù)阻斷部位的不同,部分阻斷法可以分為冠狀動(dòng)脈縮窄法和腹主動(dòng)脈縮窄法。其中,根據(jù)縮窄所有器具的不同,冠狀動(dòng)脈縮窄法又可以分為Ameroid收縮環(huán)法和縫合線縮窄法。部分阻斷法,主要用于慢性心肌梗死模型的建立。
1.4.2.1 結(jié)扎腹主動(dòng)脈法 結(jié)扎腹主動(dòng)脈法,主要是通過對(duì)腹主動(dòng)脈進(jìn)行不完全結(jié)扎,縮窄腹主動(dòng)脈,主動(dòng)脈壓力升高,進(jìn)而心臟后負(fù)荷增加,心肌代償性肥厚,心室容積增加,心臟擴(kuò)大,后期心臟失代償,最終形成心肌缺血、心力衰竭[9]。莫新嶺等[9]通過對(duì)腹主動(dòng)脈進(jìn)行不完全結(jié)扎,建立了大鼠壓力超負(fù)荷型慢性心力衰竭模型。富宏等[10]通過結(jié)扎50%腹主動(dòng)脈建立了犬慢性心力衰竭模型。
1.4.2.2 Ameroid收縮環(huán)法 Ameroid收縮環(huán)法是指將麻醉動(dòng)物開胸,剪開心包,暴露心臟,游離冠狀動(dòng)脈左前降支后放置Ameroid縮窄器。Ameroid縮窄器是一種外層為金屬或塑料、內(nèi)層為酪蛋白的雙層環(huán)。吸水后,金屬或塑料外層不能變形,內(nèi)層酪蛋白膨脹后會(huì)向內(nèi)擠壓,導(dǎo)致血管內(nèi)徑逐漸縮窄并最終閉塞,造成慢性心肌缺血[11]。屈正等[12]通過Ameroid法建立了小型豬慢性心肌缺血模型。此方法重復(fù)性較高,但是手術(shù)過程中開胸會(huì)影響到心肺功能,且需要一定的設(shè)備支持,同時(shí),手術(shù)操作也有一定的難度。
1.4.2.3 縫合線縮窄法 縫合線縮窄法是通過暴露麻醉動(dòng)物左心室及冠狀動(dòng)脈左前降支,利用縫合線縮窄冠狀動(dòng)脈左前降支,導(dǎo)致血管內(nèi)徑變窄,血流量減少,造成慢性心肌缺血。此法簡(jiǎn)單易行,容易操作,但是難以控制縫合線的縮窄程度,沒有統(tǒng)一的縮窄標(biāo)準(zhǔn),難以保證模型的均一性。建議在進(jìn)行此類模型制備時(shí),采用超聲心電圖進(jìn)行全程監(jiān)測(cè),以保證所有實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型制備的均一性。
1.4.3 藥物干預(yù)法 藥物干預(yù)法常用的藥物是異丙腎上腺素和腦垂體后葉素,異丙腎上腺素誘導(dǎo)心肌缺血的機(jī)制是利用其收縮冠狀動(dòng)脈、增強(qiáng)心肌收縮力和增加心肌耗氧量等作用途徑誘發(fā)心肌損傷,造成短時(shí)間的心肌梗死,此外,心肌細(xì)胞鈣超載、氧自由基損傷等也參與其中[13];腦垂體后葉素誘導(dǎo)心肌缺血的機(jī)制是導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈痙攣,血管外周阻力增大,心肌負(fù)荷加重,進(jìn)而引起心肌缺血[11]。紅梅[14]對(duì)大鼠一次性腹部皮下多點(diǎn)注射異丙腎上腺素15 mg·kg-1,建立了大鼠急性心肌梗死模型。
藥物注射法所建立的心肌損傷模型較好地模擬了血管收縮過程,但主要是彌散性全心臟心肌損傷,而非局限性、缺血性心肌損傷,與臨床相差甚遠(yuǎn),且難以定位、定量觀測(cè),不便于后期評(píng)價(jià)心肌梗死面積,導(dǎo)致研究的可靠性較冠狀動(dòng)脈結(jié)扎法低。該法常用于初期預(yù)試驗(yàn)。
1.4.4 高脂飲食法 長(zhǎng)時(shí)間喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物含有膽固醇的高脂飼料,誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物出現(xiàn)高脂血癥、動(dòng)脈粥樣硬化,硬化斑塊可以導(dǎo)致血管壁狹窄,進(jìn)而血流受阻,長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)致心臟缺血。雖然該法制備的心肌缺血模型與臨床病理生理過程比較接近,但是此法制備的模型缺血程度難以控制,且模型制備耗時(shí)較長(zhǎng)。
為了制備出成功率較高的慢性心肌缺血模型,很多學(xué)者在喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物高脂飼料誘導(dǎo)高脂血癥的基礎(chǔ)上,加以其它因素,例如結(jié)扎冠狀動(dòng)脈左前降支、注射藥物等,聯(lián)合誘導(dǎo)制備慢性心肌缺血模型[11]。焦宏等[15]喂養(yǎng)大鼠12周高脂飼料,誘導(dǎo)大鼠成為高脂血癥后,再腹腔注射大鼠垂體后葉素(pit),成功制備高脂心肌缺血模型。
常用的心肌梗死檢測(cè)指標(biāo)包括形態(tài)學(xué)、功能學(xué)及化學(xué)等指標(biāo),形態(tài)學(xué)指標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)是可以定位、定性,但是難于定量及連續(xù)動(dòng)態(tài)觀測(cè);功能學(xué)指標(biāo)可以定性、定量、連續(xù)動(dòng)態(tài)觀測(cè),但是定位有困難;而化學(xué)指標(biāo)可以準(zhǔn)確定量、定性、連續(xù)動(dòng)態(tài)觀測(cè),但是難以定位,有時(shí)穩(wěn)定性差,干擾因素多。本文以心電圖、超聲心動(dòng)圖、心肌酶等常用指標(biāo)進(jìn)行探討。
2.1 心電圖 心電圖作為一種無創(chuàng)性的技術(shù)方法,是目前監(jiān)測(cè)心肌缺血、判斷心肌梗死的重要手段,常常被用于判斷動(dòng)物心肌梗死模型建立是否成功。ST段抬高和病理性Q波是判斷急性心肌梗死形成較理想的指標(biāo)。楊國勛等[16]就心電圖各指標(biāo)對(duì)家兔急性心肌梗死的診斷價(jià)值進(jìn)行了探討,發(fā)現(xiàn)心電圖ST段抬高和病理性Q波對(duì)家兔急性心肌梗死具有重要的診斷價(jià)值。
雖然心電圖被廣泛應(yīng)用于監(jiān)測(cè)心肌缺血、判斷心肌梗死的重要手段,但是普通心電圖存在難以準(zhǔn)確定位、定量,不夠精確。1974年由李連達(dá)院士課題組建立的“多點(diǎn)固定性心外膜電圖”可以準(zhǔn)確定位、定性、定量、連續(xù)動(dòng)態(tài)觀測(cè),已在全國推廣。
2.2 超聲心動(dòng)圖 心肌梗死后左心功能及室壁運(yùn)動(dòng)的變化不僅能反映該病的演變過程及治療效果,還可以反映預(yù)后。近年來,超聲心動(dòng)圖檢測(cè)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于臨床和動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)研究,為各種心功能的評(píng)估提供了一種簡(jiǎn)單、可靠的無創(chuàng)傷性方法,為精確研究疾病模型及療效評(píng)估提供了可能。林蔚等[17]就超聲心動(dòng)圖對(duì)大鼠急性心肌梗死左心功能評(píng)價(jià)作用進(jìn)行了探討,結(jié)果顯示超聲心動(dòng)圖可以安全、動(dòng)態(tài)、有效地評(píng)價(jià)急性心肌梗死大鼠的左心功能及室壁運(yùn)動(dòng)情況,優(yōu)于心電圖或心肌損傷標(biāo)志物的檢測(cè)。苗冬梅等[18]研究顯示高頻超聲心動(dòng)圖可以動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)心肌梗死大鼠左心室的結(jié)構(gòu)和功能。
2.3 心肌酶 急性心肌梗死是常見的臨床急性心血管疾病。如何早期診斷急性心肌梗死,特別是早期預(yù)測(cè)急性心肌梗死的發(fā)生與發(fā)展,并結(jié)合有效的治療是改善預(yù)后、降低急性心肌梗死病死率的重要手段。目前診斷急性心肌梗死較為常用的生化指標(biāo)有CK、CK-MB、LDH、AST等,使用最多的是血清CK-MB,雖然診斷敏感性提高,但CK-MB并不能反映微動(dòng)脈血栓和顯微心肌壞死,同時(shí),CK-MB易受溶血標(biāo)本的影響,造成假陽性。故其診斷AMI的特異性受到限制[19]。此外,CK-MB早期診斷陽性率不高,診斷窗口時(shí)間較短,故尚難提供快速的急診服務(wù)。
2.4 心肌肌鈣蛋白T(cTn-T) 心肌肌鈣蛋白T(cTn-T)存在于心肌細(xì)胞的細(xì)肌絲中,是心肌肌鈣蛋白復(fù)合體中的一種多肽亞單位,分子質(zhì)量為37 ku;當(dāng)缺血缺氧造成心肌細(xì)胞損傷時(shí),細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)遭破壞,通透性增加,可導(dǎo)致大量cTn-T釋放入血循環(huán)中,使血清濃度迅速升高;cTn-T作為心肌細(xì)胞所特有的一種調(diào)鈣蛋白,具有高度的心肌特異性[20]。同時(shí),cTn-T具有心肌細(xì)胞損傷后入血時(shí)間早、濃度高、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn),cTn-T對(duì)于不同程度缺血性心肌損傷的判斷具有很高的靈敏度及特異性,對(duì)于監(jiān)測(cè)AMI的發(fā)展、治療及預(yù)后具有重要意義。歐洲心臟病學(xué)會(huì)、美國心臟病學(xué)院基金會(huì)、美國心臟協(xié)會(huì)等聯(lián)合發(fā)表聲明,建議臨床上將cTn-T作為診斷急性心肌梗死的第一線心肌標(biāo)志物[21]。
雖然臨床上已經(jīng)將cTn-T列為急性心肌梗死的診斷指標(biāo),但是cTn-T在實(shí)驗(yàn)研究中還未得到比較系統(tǒng)的研究。郝迪等[22]通過結(jié)扎大鼠造成心肌梗死模型發(fā)現(xiàn),在31 h左右cTn-T較其他時(shí)間點(diǎn)更接近達(dá)峰時(shí)間。李貽奎等[23]對(duì)cTn-T在結(jié)扎冠狀動(dòng)脈在體大鼠心肌梗死模型中的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律進(jìn)行了研究,研究顯示結(jié)扎冠狀動(dòng)脈造成大鼠急性心肌梗死模型后,血清cTn-T含量在3 h開始升高,6 h達(dá)到高峰,與戴友平等[24]等臨床研究結(jié)果相符,提示cTn-T可作為急性心肌梗死特異性檢測(cè)指標(biāo)。
近年來,心肌肌鈣蛋白T已經(jīng)用于臨床早期診斷指導(dǎo)治療、估計(jì)預(yù)后。可作為實(shí)驗(yàn)研究的重要指標(biāo)。
2.5 心型脂肪酸結(jié)合蛋白(heart fatty-bacid binding protein,H-FABP) 脂肪酸結(jié)合蛋白(FABP)是一組在哺乳動(dòng)物的心、肝、骨骼肌等組織廣泛分布,在心肌組織中含量最多的小分子細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)。在心肌缺血狀態(tài)下,心肌細(xì)胞壞死,心肌細(xì)胞中的H-FABP就被從心肌細(xì)胞釋放入血,使外周血H-FABP升高,特異性較高。為近年來發(fā)展起來的反映心臟缺血的早期生化指標(biāo)。對(duì)于診斷超早期急性心肌梗死有較高的敏感性及特異性,尤其對(duì)非ST段抬高性心肌梗死的早期診斷具有重要意義[25]。
Cubranic等[26]通過對(duì)急性心肌梗死患者血清中 HFABP與cTnI的對(duì)比研究發(fā)現(xiàn),對(duì)于診斷急性心肌梗死HFABP比cTnI具有更好的穩(wěn)定性、敏感性,H-FABP有助于早期診斷急性心肌梗死。李妙羨等[27]在聯(lián)合檢測(cè)心肌型脂肪酸結(jié)合蛋白(H-FABP)、心肌肌鈣蛋白I(cTNI)在急性心肌梗死早期中的臨床應(yīng)用中發(fā)現(xiàn),H-FABP檢測(cè)診斷急性心肌梗死的敏感性在0~3 h(93.33%)和6~9 h(100%)時(shí)間段,明顯高于cTNI[(0)和(90%)],提示H-FABP可以很好的診斷急性心肌梗死,具有較高的靈敏度和特異性,可作為急性心肌梗死的標(biāo)志物。
3.1 模型制作過程中存在的問題及改進(jìn)措施 結(jié)扎冠狀動(dòng)脈法制作在體大鼠心肌梗死模型,是抗心肌梗死藥物研究中應(yīng)用最廣泛的模型,雖然具有眾多優(yōu)勢(shì),但是也存在著許多問題[8]:①手術(shù)操作需要精確掌握心臟的解剖結(jié)構(gòu)以及冠狀動(dòng)脈的走向;②此模型需開胸,手術(shù)創(chuàng)傷大,容易造成動(dòng)物死亡;③慢性試驗(yàn)動(dòng)物的狀態(tài),由于試驗(yàn)周期較長(zhǎng),可能會(huì)有一定的變化而影響到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定性,出現(xiàn)模型質(zhì)量不高、個(gè)體差異大等問題。觀測(cè)結(jié)果不夠精確,可用于初步藥效學(xué)研究為后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。
3.1.1 存活率、制作速度和質(zhì)量 李貽奎等[8]認(rèn)為解決結(jié)扎冠狀動(dòng)脈制作在體大鼠心梗模型存在的問題應(yīng)注意3個(gè)問題,第一是提高存活率,第二是提高有效率,第三是提高手術(shù)操作的速度。而最重要的是模型盡量與臨床相似,評(píng)價(jià)藥效更為準(zhǔn)確。
很多學(xué)者在提高急性心梗大鼠模型存活率和有效率方面做了大量探索研究。邊素艷等[28]發(fā)現(xiàn)通過綜合優(yōu)化實(shí)驗(yàn)動(dòng)物選擇、麻醉劑選擇、人工呼吸管理、冠脈結(jié)扎等方法可以提高大鼠的存活率和有效率。李應(yīng)東等[29]在建立大鼠心梗模型時(shí)采用戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉、直視下經(jīng)口腔氣管插管、開胸行冠脈左前降支結(jié)扎法,取得了較高的成功率。李貽奎等[30]通過摒棄呼吸機(jī)造模的方法可以在保證模型質(zhì)量的情況下提高模型制作的速度。同時(shí),李貽奎等[8]通過研究發(fā)現(xiàn),結(jié)扎1次可以提高模型制作速度,戊巴比妥鈉作為在體大鼠心肌梗死模型的麻醉劑可以提高制作模型的心梗面積清晰度。
3.1.2 Beagle犬與雜種犬的選擇 犬心肌梗死模型具有穩(wěn)定性強(qiáng)、動(dòng)物來源的質(zhì)與量有保證等特點(diǎn),也是許多學(xué)者較常選擇的模型。心肌梗死模型實(shí)驗(yàn)用犬有雜種犬與Beagle犬兩種。
在萬方數(shù)據(jù)庫檢索到從2000~2012年關(guān)于選擇犬用于心肌缺血、心肌梗死研究的703篇文獻(xiàn)中,有687篇文獻(xiàn)選用雜種犬,有16篇選用Beagle犬;在CNKI中國知網(wǎng)檢索到從2000~2012年關(guān)于選擇犬用于心肌缺血、心肌梗死研究的738篇文獻(xiàn)中,有707篇文獻(xiàn)選用雜種犬,有31篇選用Beagle犬;很大一部分實(shí)驗(yàn)研究選用了雜種犬,只有很小部分選用了Beagle犬用于心肌梗死模型的研究。與雜種犬相比,Beagle犬體形適中、性情溫順、遺傳性狀穩(wěn)定、實(shí)驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性好、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),經(jīng)100多年的馴養(yǎng)成為標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、病理學(xué)、腫瘤學(xué)、藥理學(xué)、生物化學(xué)等生命科學(xué)領(lǐng)域。在以犬為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的研究成果中,應(yīng)用Beagle犬更易被國際承認(rèn)。
因此,在心肌梗死模型研究中,雖然許多學(xué)者選用雜種犬進(jìn)行了較多深入的研究,但是由于雜種犬存在冠脈分支變異多,吻合支及側(cè)支循環(huán)豐富,與人的心臟解剖構(gòu)造有一定差異,而Beagle犬及小型豬較好。如有條件,以選用Beagle犬或小型豬更佳。
3.2 心肌梗死模型檢測(cè)指標(biāo)的推薦 心肌梗死的病理生理過程比較復(fù)雜,因此,對(duì)心肌梗死模型的研究必然涉及到多個(gè)方面的考察,考察的方向不同,擬選擇檢測(cè)的指標(biāo)也有所不同。在查閱相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合本課題組近年來對(duì)心梗模型的不斷探究,就心梗模型指標(biāo)檢測(cè)提出幾點(diǎn)建議:①在進(jìn)行心功能方面的研究時(shí),建議首選超聲心動(dòng)圖作為檢測(cè)指標(biāo);②在進(jìn)行心律失常方面的研究時(shí),建議選擇心電圖、心外膜電圖作為檢測(cè)指標(biāo);③在進(jìn)行抗心肌缺血、心肌梗死的藥物研究時(shí),建議同時(shí)檢測(cè)形態(tài)學(xué)、功能學(xué)、血液生化等指標(biāo),以確定心梗模型的制備成功與否與藥物的效用。形態(tài)學(xué)指標(biāo)建議選擇心肌梗死面積、組織形態(tài)病理學(xué),功能學(xué)建議選擇超聲心電圖,血液生化指標(biāo)建議選擇CK或CK-MB與cTn-T相結(jié)合的檢測(cè)方式。
3.3 病理分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)亟待建立
3.3.1 心肌梗死模型的心肌組織病理形態(tài)學(xué)研究現(xiàn)狀 在應(yīng)用心肌梗死模型進(jìn)行心血管藥物研究中,小動(dòng)物的形態(tài)學(xué)觀測(cè)可用分級(jí)定度、半定量組織學(xué),大動(dòng)物的心肌梗死范圍測(cè)定大多采用將心肌組織N-BT染色,掃描儀分別掃描心肌的正、反面,獲得掃描圖像,測(cè)量梗死區(qū)面積的方法進(jìn)行心肌梗死模型成功與否的界定,而采用將心肌組織進(jìn)行病理形態(tài)學(xué)檢查來評(píng)定模型成功與否的方法應(yīng)用比較少。
3.3.2 建立心肌組織病理形態(tài)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的必要性 使用掃描法測(cè)量心肌梗死面積,過程較簡(jiǎn)單,操作方便,但是存在很大的主觀性,容易受到很多因素的影響,如操作人員的不同、操作時(shí)間的不同、實(shí)驗(yàn)儀器的不同都會(huì)導(dǎo)致結(jié)果的不同,難以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確性。而病理組織形態(tài)學(xué)是最為客觀、最為直觀的研究方法。對(duì)心肌梗死大鼠的心肌組織病理形態(tài)學(xué)建立分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)而對(duì)其積分統(tǒng)計(jì),可以使得病理形態(tài)學(xué)量化,得到比較客觀的分析數(shù)據(jù),有利于更準(zhǔn)確的判定心肌梗死的病理狀態(tài)。
一個(gè)理想的、與臨床心肌梗死病理生理過程相似的動(dòng)物模型將為心肌梗死機(jī)制探究以及有效藥物的研發(fā)提供更為可靠地支持。目前的研究水平匯集了幾代人的智慧和辛勤勞動(dòng),為心肌梗死的防治和抗心肌梗死藥物研發(fā)做出了巨大的貢獻(xiàn)。伴隨著疾病的發(fā)生發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和更新,心梗模型研究必定是一項(xiàng)長(zhǎng)期性、發(fā)展性的工作。
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