柳榮,申睿,朱向東,高艷奎,王歡,鐘興騰
(甘肅中醫(yī)藥大學(xué),甘肅 蘭州 730000)
潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)是一種以大腸(結(jié)腸與直腸)黏膜與黏膜下炎癥為主要特征的慢性非特異性炎癥性疾病,其病因病機(jī)尚不明確。目前本病病因、病機(jī)尚不夠明確,其病程漫長,常反復(fù)發(fā)作,為現(xiàn)代難治病之一。臨床研究表明[1],心理社會(huì)因素的應(yīng)激可引起胃腸道功能紊亂,約有74%UC患者認(rèn)為,社會(huì)心理因素對(duì)UC有很大影響[2]。也有學(xué)者認(rèn)為[3]情志因素為炎癥性腸病復(fù)發(fā)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。而與之密切相關(guān)的肝郁脾虛證是UC的主要證型之一。中醫(yī)藥治療UC具有廣闊的前景,借助于動(dòng)物模型的間接研究,可以排除很多干擾因素,并且更有效地認(rèn)識(shí)UC的發(fā)生發(fā)展規(guī)律,同時(shí)也避免了人體實(shí)驗(yàn)造成的傷害,但目前肝郁脾虛型UC動(dòng)物模型的建立尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。因此,選擇建立正確合理的動(dòng)物模型,探討其病因病機(jī)以及中醫(yī)藥應(yīng)用等具有重要意義。目前肝郁脾虛型UC動(dòng)物模型的建立方法有單純理化因素造模,單純中醫(yī)理論造模和病證結(jié)合造模,現(xiàn)將近年來關(guān)于肝郁脾虛型UC大鼠模型的研究進(jìn)展綜述如下。
二十世紀(jì)70年代末期湖南醫(yī)科大第一附院的陳國楨等[4]最早用CCl4建立了小鼠慢性中毒的肝郁脾虛證模型。CCl4為有毒物質(zhì),可損傷肝、脾、腎、胰、腸等多臟器。據(jù)研究表明[4],當(dāng)慢性CCl4中毒時(shí),腸黏膜表層出現(xiàn)潰破,固有膜內(nèi)有明顯水腫及炎細(xì)胞浸潤,微絨毛因水腫而肥大變短,故此法理論上適用于建造肝郁脾虛型UC模型。造模方法為:取雄性大鼠,皮下注射10%CCl4花生油溶液,5 mL/kg,每周2次,共4周,首次劑量加倍。
CCl4注射法造模僅使用理化刺激建立模型,僅片面的造成大鼠大腸、肝臟、脾臟等的損傷,片面的將肝臟、脾臟損傷視為肝郁脾虛是十分荒謬的,其忽視了中醫(yī)整體觀念,錯(cuò)誤的將中醫(yī)肝脾與西醫(yī)肝臟、脾臟混為一談,故其模擬出的動(dòng)物模型很難真實(shí)地反應(yīng)中醫(yī)證候特點(diǎn)。此外,此模型制作2年后,實(shí)驗(yàn)大鼠肝臟仍有結(jié)節(jié)、假小葉存在,對(duì)UC模型來說干擾因素極大。此法近年來已經(jīng)很少有人使用。
UC的病因至今仍不明確,其心理因素在疾病產(chǎn)生、惡化中具有重要地位。束縛式動(dòng)物模型為肝郁脾虛型動(dòng)物模型中最為常見的造模方式,將動(dòng)物進(jìn)行捆綁,從而使其肝氣郁滯,情志不暢,進(jìn)而引起精神抑郁;氣郁化火,肝失柔順之性,則急躁易怒;肝氣橫逆犯脾,脾氣虛弱,不能運(yùn)化水谷,則食少腹脹;氣滯濕阻,則腸鳴矢氣,便溏不爽,或溏結(jié)不調(diào);肝氣犯脾,氣機(jī)郁結(jié),運(yùn)化失常,故腹痛則瀉。
單純束縛模型現(xiàn)有四肢捆綁束縛[5]、模具束縛等[6-7]方法,束縛時(shí)間為7~21 d[5-7],以21 d最為常見,每日束縛時(shí)間為3~8 h不等,以8 h為最常見。此種模型采用束縛激怒大鼠使大鼠肝脾功能失調(diào)、脾虛肝郁,此方法符合中醫(yī)整體觀念,但此種造模方式的穩(wěn)定性、可靠性和可重復(fù)性差。經(jīng)過束縛引起致病的強(qiáng)度、病程持續(xù)時(shí)間以及大鼠的個(gè)體耐受度差異使此模型難以進(jìn)行統(tǒng)一化處理,并且大鼠模型的自然恢復(fù)速度極快,造模不可控因素較多,難度大。且此方法主要針對(duì)制造肝郁脾虛證型模型,其對(duì)是否成功制造UC模型無可靠性依據(jù)和穩(wěn)定性。
TNBS是一種半抗原物質(zhì),與大分子組織蛋白結(jié)合后成為一種抗原物質(zhì),引起體內(nèi)免疫機(jī)能反應(yīng)進(jìn)而誘發(fā)腸道炎癥。乙醇可刺激并損傷結(jié)腸黏膜,使黏膜屏障遭到破壞。造模方法:大鼠禁食后麻醉,從肛門插入導(dǎo)管深6~8 cm后,注入100 mg/kgTNBS+ 50%的乙醇0.25 mL的混合溶液,倒置30 s。此法可造成1~2周左右的炎癥[8]。此種造模方式目前可見兩種,一種于限制飲食限制活動(dòng)整體結(jié)束后進(jìn)行TNBS/乙醇混合液灌腸造模,邱家權(quán)[9]、程小麗[10]、曹燕飛[11]等采用此方法造模,此方法限制飲食限制活動(dòng)時(shí)間為2~3 w[9-11],以3 w為常見。另一種為先限制飲食限制活動(dòng),1 w后進(jìn)行TNBS/乙醇混合液灌腸造模,然后再進(jìn)行2 w限制飲食限制活動(dòng)造模。谷松[12]、毛穎[13]、秦震聲[14]、王軼[15]等均采用此種方法造模,造模過程中大鼠逐漸出現(xiàn)胡須下垂、扎堆、懶動(dòng)、飲食減少、細(xì)聲尖叫、毛少光澤等肝郁脾虛證癥狀。
此種模型為病證結(jié)合動(dòng)物模型,其具有中醫(yī)病因病理理論依據(jù),且在其模型建立后可通過動(dòng)物體表特征、活動(dòng)、大小便形態(tài)等評(píng)價(jià)模型,判斷其是否符合中醫(yī)證候特點(diǎn),彌補(bǔ)了中醫(yī)傳統(tǒng)病因致病的模糊性,加強(qiáng)了模型的可重復(fù)性和模型建立的可靠性。該模型的建立操作簡單,可重復(fù)性高,且對(duì)動(dòng)物性的傷害性較低,成功率高,是目前最常用的UC動(dòng)物模型之一,適合UC免疫學(xué)角度的研究[16]。
上世紀(jì)70年代開始有學(xué)者運(yùn)用乙酸建立大鼠 UC 模型。乙酸呈弱酸性,能增加血管通透性、促進(jìn)纖維蛋白水解、干擾凝血、損傷腸道黏膜,引起炎癥反應(yīng)[17]。具體方法[18]:大鼠禁食后麻醉,倒立后從肛門插入導(dǎo)管注入4%~5%乙酸溶液15~30 s后,注入0.9%氯化鈉溶液沖洗3次。并配合束縛刺激每天約8 h,連續(xù)3 w合并飲食失節(jié)法復(fù)制中醫(yī)證與西醫(yī)病相結(jié)合的肝郁脾虛型UC大鼠模型[19-23]。實(shí)驗(yàn)后動(dòng)物出現(xiàn)糞便溏瀉、腎上腺重量增加、胸腺重量下降、便血、喜扎堆、體重減輕、食欲下降等癥狀。乙酸模型操作簡單,可重復(fù)率高,短期內(nèi)可出現(xiàn)明顯癥狀,適用于急性炎癥、炎癥介質(zhì)、致炎機(jī)理及中藥抗炎機(jī)理的研究,此方法在實(shí)驗(yàn)性UC模型的建立中應(yīng)用非常廣泛。但由于此模型致病因素單純,乙酸刺激大腸僅可導(dǎo)致腸道表面損傷,與臨床致病因素有較大差異,且此種損傷容易自愈,并不適用于觀察病程長的實(shí)驗(yàn)。
此模型的原理主要是在結(jié)腸局部發(fā)生阿瑟氏(Arthus)反應(yīng)[24],為實(shí)驗(yàn)性局部過敏反應(yīng),可使局部出現(xiàn)水腫、出血和壞死等劇烈的炎癥反應(yīng)。造模方法[20,23,25-28]:取大鼠的結(jié)腸黏膜組織加福氏佐劑制成免疫制劑。于第1、7、14、21天分別于足跖內(nèi)注射抗原4 mg(末次注射不加佐劑)。并于第1、7、14、21天用20%烏拉坦4 mL/kg麻醉大鼠后,用導(dǎo)管插入大鼠肛門注入5%醋酸1 mL,用乙酸誘導(dǎo)結(jié)腸潰瘍。同時(shí)對(duì)大鼠進(jìn)行限制活動(dòng)及限制飲食,每天約8 h,連續(xù)3 w,造成肝郁脾虛型UC大鼠模型。本法重復(fù)性好,是外源物質(zhì)引起宿主反應(yīng)、基因和免疫影響三者相互作用的結(jié)果,可以較好地模擬人類UC病變的慢性活動(dòng)性特點(diǎn),并可產(chǎn)生與人類UC較為接近的臨床癥狀及腸道病變,且此種造模方法不易自愈,可以進(jìn)行周期較長的實(shí)驗(yàn)。但此方法需要一定的設(shè)備、條件及掌握熟練的技術(shù)[16]。
夾尾法其原理與束縛法一致,通過止血鉗夾尾激怒大鼠從而使其急躁易怒,肝氣橫逆犯脾,氣機(jī)郁結(jié),運(yùn)化失常,腹痛而泄瀉。
歐陽河泉[29]認(rèn)為心理、精神的不良應(yīng)激和不良飲食習(xí)慣是影響胃腸道功能異常的主要病因。造模方法:每日用長海綿鑷子隔雙層紗布鉗夾鼠尾末端1/3處[30]或用塑料夾夾住鼠尾[31],使其暴怒掙扎,并與其他大鼠持續(xù)廝打30 min,每日1~2次[30-32];同時(shí)給予隔日進(jìn)食,模擬饑飽失常。連續(xù)2 w后出現(xiàn)毛發(fā)枯黃變暗、飲食量減少、體質(zhì)量減輕、大便稀溏、伴易怒或抑郁狀態(tài),提示造模成功。止血鉗夾尾激怒法相對(duì)較為符合肝郁脾虛證的中醫(yī)病因病機(jī),但其反映的只是在應(yīng)激狀態(tài)下的病理,其引發(fā)的大鼠受到刺激后的時(shí)間及程度都不能進(jìn)行系統(tǒng)量化,是否達(dá)到“怒傷肝”的程度也無法確定,且此種病理狀態(tài)自然恢復(fù)快,故此方法所造動(dòng)物模型的穩(wěn)定性、可靠性和可重復(fù)性差。
胡政[33]采用TNBS/乙醇溶液灌腸+限制飲食+限制活動(dòng)+夾尾法急性激怒法制作肝郁脾虛型UC大鼠模型。具體方法:將大鼠進(jìn)行四肢束縛,同時(shí)限制飲食,每天9 h,配合間斷性夾尾刺激,每次10 min,每天4次。2周后,進(jìn)行TNBS/乙醇溶液(100 mg/kg TNBS+50%的乙醇0.25 mL)灌腸。造模后大鼠皮毛稀疏無光澤、喜扎堆貼邊、反應(yīng)遲緩、大鼠飲食量減少、體重減輕、易激怒等現(xiàn)象。此造模方法較前法具體全面,但操作較為復(fù)雜,制作模型時(shí)動(dòng)物差異性較大,穩(wěn)定性、可靠性和可重復(fù)性差。
此方法根據(jù)中醫(yī)病因發(fā)病學(xué)原理,采用慢性束縛應(yīng)激法建立肝郁證模型并采用過度勞累加饑飽失常法建立脾虛證模型,復(fù)制中醫(yī)肝郁脾虛證大鼠模型[34]。此造模方法目前有兩種方式,第一種[34-35]為:每日將大鼠置于盛有溫水(22±1)℃的大塑料桶中游泳10~20 min,限制自由活動(dòng)3 h,在此基礎(chǔ)上可增加夾尾30 min、搖晃5 min[35]。配合隔日喂食,連續(xù)3 w。第二種[36]為:山西白醋灌胃20 mL/kg,然后把大鼠放入特制鐵筒中限制活動(dòng),使大鼠在水中站立,劍突以下浸人水中4 h,水溫控制在(20±2)℃,1次/d,連續(xù)造模10 d。此方法,第一種較為常見,但其游泳疲勞時(shí)間較短,并且為單純中醫(yī)病因復(fù)合因素模擬建模,造模具有半真實(shí)性和抽象性。第二種為中西醫(yī)病證結(jié)合動(dòng)物模型,且浸泡站立疲勞時(shí)間較久,但此方式操作具有設(shè)備條件限制性,且白醋灌胃對(duì)胃腸的刺激受動(dòng)物自我恢復(fù)性影響,適用于短期實(shí)驗(yàn),不適用于長期藥理療效觀察。
中醫(yī)認(rèn)為,過用苦寒,久之損傷脾陽。研究發(fā)現(xiàn)[37],脾虛證與胃腸道功能、胃腸道激素、胃腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)改變,免疫學(xué)改變,神經(jīng)、內(nèi)分泌、微量元素改變等均有聯(lián)系。長期服用大黃、番瀉葉等苦寒藥物亦可導(dǎo)致免疫指標(biāo)的下降[38]。
本法苦寒瀉下,損傷脾陽,配合束縛激怒大鼠,以及饑飽失常多因素造模,屬復(fù)合因素模擬中醫(yī)傳統(tǒng)病因建立動(dòng)物模型。造模方法[39-41]:將大鼠實(shí)驗(yàn)前10~12 h禁食不禁水,分別予以0.4 g/mL番瀉葉煎劑灌胃,給藥體積10 mL/kg,每日1次,合并束縛其上肢及肩背胸腹部,限制大鼠搔抓頭面部,但不限制其活動(dòng),束縛時(shí)間為1 h,連續(xù)3 w。此法符合中醫(yī)病因病理,但UC的最典型臨床表現(xiàn)為排出帶有血、膿和黏液的糞便,此方法造模后出現(xiàn)稀便,但極少伴有血、膿。
此法采用夾尾刺激急性激怒大鼠,“怒傷肝,久則郁”,使之肝氣橫逆犯脾,氣機(jī)失常而致泄瀉。具體方法[42]:用止血鉗夾住大鼠的尾巴,每次刺激30 min,3次/日,令大鼠相互撕咬、打斗,3 d后開始用大黃灌胃1.5 mL/2次,夾尾改為2次/d,15 min/次,夾尾與灌胃同時(shí)進(jìn)行共10 d,期間配合隔日進(jìn)食。造模后,大鼠出現(xiàn)飲食減少、體質(zhì)量減輕、扎堆、倦臥、毛發(fā)枯亂、淡漠、易暴躁、肛門污穢等肝郁脾虛癥狀。此法使用苦寒瀉下藥物通常為大黃、番瀉葉,有研究顯示[38],番瀉葉瀉下效果比大黃強(qiáng),且大黃在產(chǎn)生瀉下作用后又可出現(xiàn)便秘。大黃、番瀉葉均可使免疫指標(biāo)下降,但大黃內(nèi)還含有增強(qiáng)免疫力等的有效成份,能與令機(jī)體暫時(shí)出現(xiàn)免疫力下降的有效成份相對(duì)峙,而番瀉葉純?yōu)a無補(bǔ),可以作為苦寒瀉下藥物的首選。
電擊可對(duì)動(dòng)物造成強(qiáng)烈刺激,使其郁怒傷肝,長期飲食失節(jié)可致動(dòng)物脾虛,再結(jié)合乙酸灌腸可復(fù)制中醫(yī)“證”與西醫(yī)“病”相結(jié)合的大鼠肝郁脾虛型UC模型。張芳艷等[43]將大鼠放入電擊籠中,電壓為20~30 V,每日電擊2次,每次20 min,配合飲食失節(jié),連續(xù)3 w,然后用乙酸灌腸誘導(dǎo)結(jié)腸潰瘍,制備大鼠肝郁脾虛型UC模型。此法對(duì)設(shè)備等條件要求很高,使用者較少,且電擊對(duì)動(dòng)物刺激過于強(qiáng)烈,無法把握僅激怒大鼠,長期不定時(shí)刺激可能會(huì)造成動(dòng)物恐懼,“恐傷腎”,可影響導(dǎo)致其他證候產(chǎn)生。
研究表明[44]哺乳期母子分離會(huì)導(dǎo)致小鼠腦組織抗氧化酶基因、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子基因、糖皮質(zhì)激素受體基因表達(dá)量下調(diào)以及蛋白氧化損傷,進(jìn)而影響腦組織正常功能。使小鼠成年后抗抑郁能力降低,當(dāng)受到外界慢性應(yīng)激刺激處理時(shí),容易產(chǎn)生抑郁樣行為。此法運(yùn)用精神-神經(jīng)-外周刺激三種因素復(fù)合造模法構(gòu)建肝郁脾虛證大鼠模型。具體造模方法[45-46]:實(shí)驗(yàn)用幼年SD大鼠從出生第2天起開始造模,適應(yīng)性飼養(yǎng)1 w,將乳鼠取出單獨(dú)小籠飼養(yǎng)兩周,每天2~3 h,配合直腸灌注0.5%的醋酸每次0.4 mL/d。然后束縛大鼠上肢及肩胸部,束縛時(shí)間為2~3 h/d,束縛2 w,不限活動(dòng),期間進(jìn)行單獨(dú)分離飼養(yǎng)。模型建立后依靠動(dòng)物表征評(píng)價(jià)、動(dòng)物證候評(píng)價(jià)等評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)模型,判斷模型建立是否成功。
研究表明[47],孤養(yǎng)可導(dǎo)致大鼠下丘腦-垂體-腎上腺軸功能亢進(jìn)、中樞5-HT功能低下,出現(xiàn)抑郁和焦慮樣行為。郭建麗等[48]采用孤養(yǎng)配合限制飲食、限制活動(dòng)的方法,將大鼠放入自制籠中,限制其自由活動(dòng),每籠1只孤養(yǎng),每天束縛6 h。每周給大鼠不定時(shí)的禁食2次,造模時(shí)間3 w。造模后通過實(shí)驗(yàn)性肝郁脾虛癥狀、體征和相關(guān)指標(biāo)測試,判斷造模是否成功。
子母分離和孤養(yǎng)這兩種造模方法,都有其獨(dú)特的理論依據(jù),但這兩種方法其概念自身具有模糊性,造模時(shí)施加病因的可控性差,且受個(gè)體差異性影響較大。
近年來制備中醫(yī)動(dòng)物模型的方法越來越多,為開展研究提供了很多途徑。但中醫(yī)動(dòng)物模型的制備成功與否一直備受爭議,還存在不少問題。以上造模方法大致可分為三類,單純理化因素造模方法,單純中醫(yī)理論造模方法和病證結(jié)合造模方法。首先,單純理化因素造模方法僅使用理化因素刺激,造成動(dòng)物肝臟、脾臟、大腸的損傷,將中醫(yī)肝脾與西醫(yī)肝脾混為一談,并完全忽視了造成中醫(yī)病證的病因病機(jī),此種造模方法不符合中醫(yī)整體觀念。其次,單純中醫(yī)理論施加因素造模方法有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)但也存在不容忽視的缺陷,中醫(yī)是以人為整體,肝郁脾虛證型的制備均與刺激情志相關(guān),但人和動(dòng)物的情感并不能達(dá)到完全同一性,故其具有半真實(shí)性和抽象性,且中醫(yī)動(dòng)物模型的穩(wěn)定性、可靠性和可重復(fù)性較差。最后,病證結(jié)合造模方法既符合中醫(yī)病因病理,又符合西醫(yī)疾病模型的建立,具有單純理化因素模型和單純中醫(yī)理論模型所不具有的優(yōu)點(diǎn),但應(yīng)該注意的是,目前認(rèn)為UC的發(fā)病是外源物質(zhì)引起宿主反應(yīng)、基因和免疫影響三者相互作用的結(jié)果,其病程漫長,常反復(fù)發(fā)作,而TNBS/乙醇溶液灌腸模型和乙酸灌腸等模型僅利用理化因素直接刺激,造成腸黏膜及血管損傷,其病程維持時(shí)間短,且與臨床病因病機(jī)及疾病過程差異較大。因此,探討UC發(fā)病的病因病機(jī),建立系統(tǒng)合理的中醫(yī)評(píng)價(jià)體系,尋找特異性指標(biāo)已刻不容緩。
綜上所述,束縛法對(duì)大鼠情志的影響已有較多人研究證實(shí),其配合飲食失節(jié)刺激,所制成的肝郁脾虛證型模型相較于其他方法有更多的理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。免疫復(fù)合法模型體現(xiàn)了腸道黏膜損害與免疫失調(diào)這兩個(gè)與人UC相似度極高的病理特征,造模后病程持續(xù)時(shí)間較長。筆者認(rèn)為,束縛法結(jié)合飲食失節(jié)法結(jié)合免疫復(fù)合法是現(xiàn)階段一種較為符合肝郁脾虛型UC病理特征的造模方法。隨著科技的進(jìn)步和對(duì)中醫(yī)病因病機(jī)學(xué)更深入的探索,對(duì)UC基因、免疫等更深入的研究將為建立理想的UC模型奠定基礎(chǔ),為解決UC這一世界難治病提供更好的條件。