李智慧余學(xué)慶楊曙光于寧霞臧丹陽

（1. 河南中醫(yī)藥大學(xué)，鄭州 450046；2. 河南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院，鄭州 450000）

特發(fā)性肺纖維化（idiopathic pulmonary fibrosis，IPF）是一種病因不明的慢性、進(jìn)行性、間質(zhì)性肺疾病[1]，預(yù)后極差，5 年生存率僅為48%[2]，其中，IPF急性加重（acute exacerbation of idiopathic pulmonary fibrosis，AE-IPF）是導(dǎo)致IPF 患者發(fā)生死亡的主要原因[3]，一旦發(fā)生AE-IPF，患者3 個(gè)月生存率僅為41%[4]。 目前，IPF 的發(fā)病機(jī)制仍不明確[5]，治療措施十分有限。 西醫(yī)方面，已獲批的抗纖維化藥物僅有吡非尼酮和尼達(dá)尼布，但臨床療效欠佳，副作用較多[6]，仍需研發(fā)新的藥物。 中醫(yī)方面，中醫(yī)藥治療IPF 具有辨證論治的獨(dú)特優(yōu)勢和豐富的臨床實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但其治療IPF 的物質(zhì)基礎(chǔ)及作用機(jī)制仍有待基礎(chǔ)研究進(jìn)行探索和揭示[7]。

實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪腔A(chǔ)研究的重要載體，是探索IPF發(fā)病機(jī)制、發(fā)現(xiàn)治療新靶點(diǎn)和識(shí)別預(yù)后因素的關(guān)鍵工具，對機(jī)制研究和新藥開發(fā)尤為重要。 近年來，隨著IPF 的實(shí)驗(yàn)研究日益增多，其模型制備方法也在逐漸發(fā)展和優(yōu)化，可分為西醫(yī)模型和中醫(yī)模型兩類，鑒于此，本文從西醫(yī)模型（穩(wěn)定期IPF 模型、AEIPF 模型）、中醫(yī)模型兩方面對近年來IPF 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臉?gòu)建方法和研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)，以期為未來探索更為理想的IPF 動(dòng)物模型提供思路和參考。

1 IPF 西醫(yī)模型

1.1 穩(wěn)定期IPF 模型

1.1.1 在體動(dòng)物模型

穩(wěn)定期IPF 動(dòng)物模型（即普通的IPF 模型）是目前IPF 實(shí)驗(yàn)研究中的主要工具，近年來其制備方法發(fā)展迅速，本研究主要從動(dòng)物選擇、造模方式、給藥方式和途徑、模型評價(jià)方面對其研究現(xiàn)狀進(jìn)行概述和總結(jié)。

（1）動(dòng)物選擇

IPF 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵試X動(dòng)物模型為主，主要有大鼠、小鼠、豚鼠、兔[8-9]等，以小鼠和大鼠模型最為常見。 美國胸科學(xué)會(huì)的官方研討會(huì)報(bào)告認(rèn)為，小鼠肺纖維化模型是肺纖維化臨床前測試的一線動(dòng)物模型，其次為大鼠模型[10]。 目前常用的鼠類品種有C57BL／6 小鼠、ICR 小鼠、BALB／c 小鼠、KM 小鼠、SD 大鼠、Wistar 大鼠等。 多項(xiàng)研究顯示，不同品系的小鼠對博來霉素（bleomycin，BLM）誘導(dǎo)肺纖維化的易感程度不同，C57BL／6 小鼠最易感，DBA／2和Swiss 小鼠易感程度為中等，BALB／c 小鼠為最差[11-13]。 一般來說，嚙齒類動(dòng)物具有低成本、易飼養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在體型小、死亡率高、不能重復(fù)采樣等缺陷。 因此，近年來研究者也在探索其他新型IPF 動(dòng)物模型。

ORGAN 等[14]對綿羊進(jìn)行肺段注射BLM 以誘導(dǎo)IPF 模型，結(jié)果顯示，相應(yīng)肺段會(huì)出現(xiàn)明顯纖維化（可持續(xù)長達(dá)7 周），順應(yīng)性降低，且其水平與病理學(xué)評分之間存在負(fù)相關(guān)[15]。 該模型的優(yōu)點(diǎn)是采用孤立肺段誘導(dǎo)建模，整體呼吸功能受損較小、死亡率低，可進(jìn)行重復(fù)檢查以觀察疾病動(dòng)態(tài)變化，還可在單個(gè)動(dòng)物模型體內(nèi)通過內(nèi)部對比直接評估多種IPF 治療方法的療效[16]。 且與小鼠模型相比，綿羊IPF 模型的肺部結(jié)構(gòu)中存在三級淋巴結(jié)構(gòu)和小氣道改變，T 細(xì)胞、B 細(xì)胞浸潤增加[17-18]，因此未來可能用于研究IPF 潛在的炎癥和小氣道重塑機(jī)制。

樹鼩是一種小型哺乳動(dòng)物，與靈長類動(dòng)物關(guān)系密切，其在基因、組織解剖學(xué)、代謝和免疫系統(tǒng)等方面比嚙齒動(dòng)物更接近人類[19]。 與靈長類動(dòng)物比較，樹鼩具有體型?。?＜300 g）、繁殖周期短（ ＜2 月）、飼養(yǎng)成本低等造模優(yōu)勢，目前已被廣泛應(yīng)用于病毒感染、肺癌等多種疾病研究[20]。 CHE 等[21]采用氣管內(nèi)注射BLM（1.75 U／kg）的方法建立樹鼩IPF 模型，結(jié)果顯示，樹鼩模型的肺部組織中有大量膠原沉積，羥脯氨酸（hydroxyproline，HYP）含量增加，轉(zhuǎn)化生長因子-β1（transforming growth factor beta，TGFβ1）誘導(dǎo)肌成纖維細(xì)胞分化、并促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）沉積和黏附激酶（focal adhesion kinase，F(xiàn)AK） 的激活，巨噬細(xì)胞出現(xiàn)極化[22]，較為符合IPF 的病理特征。 因此，樹鼩模型有望成為一種新的IPF 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型。

（2）造模方式

用于建立IPF 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型的造模方式有多種，包括BLM、平陽霉素、百草枯、二氧化硅、石棉、輻射、異硫氰酸熒光素（fluorescein Isothiocyanate，F(xiàn)ITC）等誘導(dǎo)造模。 其中，BLM 誘導(dǎo)造模是應(yīng)用最廣泛的一種，BLM 誘導(dǎo)的肺纖維化模型被認(rèn)為是最接近于IPF 病理改變的模型[10]。 平陽霉素是一種國產(chǎn)抗生素，又稱博萊霉素A5，與博來霉素成分接近，在國內(nèi)也常被用于肺纖維化模型建立[23]。 百草枯是一種廣譜除草劑，毒性較強(qiáng)，進(jìn)入機(jī)體后易引起多器官衰竭甚至死亡[24]，造模死亡率較高，目前多用于百草枯中毒研究[25]。 二氧化硅及石棉誘導(dǎo)的肺纖維化模型更接近于矽肺／石棉肺模型[26]，且近期有研究報(bào)道，單純的職業(yè)性石棉接觸史并不能增加IPF 患病風(fēng)險(xiǎn)，故石棉動(dòng)物模型在IPF 實(shí)驗(yàn)研究中的使用率可能進(jìn)一步降低[27]。 輻射引起的肺損傷早期多表現(xiàn)為放射性肺炎，晚期出現(xiàn)纖維化，目前多應(yīng)用于放療并發(fā)癥研究[28]。 FITC 是一種生化試劑和醫(yī)學(xué)診斷藥物，早期也曾被用于建立肺纖維化模型，但因其誘導(dǎo)的肺纖維化模型缺乏普通型間質(zhì)性肺炎（usual interstitial pueumonia，UIP）特征和典型炎癥改變，且穩(wěn)定性較差，造模動(dòng)物易出現(xiàn)急性中毒和死亡[8，29]，近年來已很少應(yīng)用。

除采用以上傳統(tǒng)方法外，基因修飾技術(shù)也逐漸被用于建立肺纖維化模型。 基因修飾動(dòng)物模型一般通過在模型動(dòng)物基因組中插入或刪除內(nèi)源基因而構(gòu)建，可分為轉(zhuǎn)基因、基因敲除、基因點(diǎn)突變、基因敲入模型等。 近年來轉(zhuǎn)基因的細(xì)胞因子過表達(dá)模型在IPF 實(shí)驗(yàn)研究中逐漸被廣泛應(yīng)用（如TGF-β1過表達(dá)模型）[8]。 隨著基因組學(xué)的發(fā)展，目前已發(fā)現(xiàn)IPF 與黏蛋白5B 基因、端粒相關(guān)基因、表面活性相關(guān)基因、有絲分裂紡錘體基因等多個(gè)基因位點(diǎn)突變有關(guān)[30-31]，基于此，研究學(xué)者已開發(fā)了一些基因編輯動(dòng)物模型如表面活性蛋白A1 突變小鼠模型[32]、端粒缺陷小鼠模型[33]。 基因修飾動(dòng)物模型的優(yōu)點(diǎn)是靶點(diǎn)較明確，有利于對IPF 特定機(jī)制進(jìn)行探索和研究，但由于人體的肺纖維化是多因子、多基因共同作用的結(jié)果，且很多基因產(chǎn)物并非完全高表達(dá)或不表達(dá)式，因此也具有一定局限性。

近年來，有研究者嘗試將人源化小鼠模型應(yīng)用于IPF 研究。 該類模型多通過將人類基因、細(xì)胞、組織等移植于免疫缺陷小鼠而構(gòu)建，當(dāng)小鼠的免疫系統(tǒng)缺陷程度越高、移植物成分越復(fù)雜時(shí)，其模型特點(diǎn)越接近于人類[34]。 近年來，IPF 人源化小鼠模型多通過將人IPF 成纖維化細(xì)胞（fibroblast，F(xiàn)b）轉(zhuǎn)移到免疫缺陷小鼠中而構(gòu)建，重癥聯(lián)合免疫缺陷（severe combined immune deficency，SCID）小鼠因具有16 號(hào)染色體上的隱性基因突變，其T 細(xì)胞、B 細(xì)胞存在成熟缺陷，常被用于建立IPF 人源化模型。目前應(yīng)用較多的SCID 小鼠模型有C.B-17／SCID 小鼠模型、非肥胖糖尿?。╪on-obese diabetic，NOD）／SCID 小鼠模型以及非肥胖糖尿?。匕Y聯(lián)合免疫缺陷／白細(xì)胞介素2 受體γ 鏈基因突變（NOD／SCID／IL-2RYcnull，NSG）小鼠模型[35]。 人源化小鼠模型能更好地模擬人體的免疫和病理特征，揭示IPF 的發(fā)病機(jī)制及治療靶點(diǎn)[36]，但其價(jià)格昂貴，對飼養(yǎng)環(huán)境要求較高，因此還未得到廣泛應(yīng)用。

（3）給藥方式

目前在IPF 研究領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的是BLM誘導(dǎo)造模，其傳統(tǒng)給藥方式為單次給藥，優(yōu)點(diǎn)是易于操作、造模時(shí)間短，缺點(diǎn)是建立的動(dòng)物模型UIP特征不明顯，且纖維化改變存在自限性和可逆性，4 ～6 周內(nèi)即可自行完全消退[37]，導(dǎo)致部分研究可能難以區(qū)分藥物療效和模型自限作用。 近年來，有研究者提出對BLM 的單次給藥方式進(jìn)行改進(jìn)，DEGRYSE 等[38]研究表明，與單次給藥相比，重復(fù)多次注射BLM（2 周1 次，共8 次）誘導(dǎo)的肺纖維化模型更符合UIP 病理學(xué)特征，且其纖維化改變可持續(xù)到造模后10 周。 但該造模方式成模時(shí)間長，操作復(fù)雜，難以推廣。 其后，REDENTE 等[39]在其基礎(chǔ)上將BLM 重復(fù)滴注的次數(shù)簡化為3 次后成功建立了IPF動(dòng)物模型，其肺纖維化改變呈進(jìn)展性，在造模24 周后病變可累及胸膜下區(qū)域，出現(xiàn)膠原蛋白過度沉積、上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化、微型CT（microCT）成像提示明顯的牽拉性支氣管擴(kuò)張和胸膜下蜂窩狀纖維化，未來有望廣泛應(yīng)用于IPF 實(shí)驗(yàn)研究領(lǐng)域。

（4）給藥途徑

BLM 的給藥途徑包括經(jīng)氣管給藥（氣管內(nèi)注射、氣管內(nèi)霧化吸入）、腹腔注射、尾靜脈注射、滴鼻吸入、口咽吸入等，每種方式均有其優(yōu)缺點(diǎn)[40]。

氣管內(nèi)注射造模法（單次注射）是BLM 經(jīng)典造模方法，早期多通過氣管切開造模，創(chuàng)傷較大、死亡率高，其后逐漸出現(xiàn)一系列改良版的造模方法，如腰穿針、留置針氣管插管造模法等[41]。 有研究通過綜合評估小鼠的一般情況（體重變化、存活率）、組織病理學(xué)改變和HYP 水平發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用C57BL／6J小鼠建立肺纖維化模型時(shí)，腰穿針、留置針氣管插管法及手術(shù)顯微鏡下氣管切開法3 種方法中腰穿針氣管插管造模法相對更好[42]。 采用一次性氣管滴注BLM 氣管滴注進(jìn)行IPF 造模的劑量一般相對較小，C57BL／6J 小鼠的適宜造模劑量為5 mg／kg，SD大鼠為3 mg／kg[43]，且該方法其成模周期短、易于操作、可重復(fù)性強(qiáng)，相對經(jīng)濟(jì)、方便，因此目前應(yīng)用最廣泛。 但這類模型也存在一定缺陷，因BLM 注射后多分布于支氣管和細(xì)支氣管周圍，導(dǎo)致纖維化病變分布不均、程度不一[40]。

相比之下，氣管內(nèi)霧化吸入造?？墒笲LM 分布更均勻，動(dòng)物死亡率更低[44]。 有研究通過綜合評估模型小鼠的一般情況（體重變化、存活率、肺指數(shù)）、肺組織病理學(xué)改變、HYP 和TGF-β1 表達(dá)水平，比較氣管內(nèi)滴注和霧化噴入BLM 對肺纖維化SD 大鼠模型的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，氣管內(nèi)霧化噴入（異氟烷呼吸麻醉下）的造模方式更適用于肺纖維化模型的建立[45]。 采用氣管內(nèi)霧化吸入BLM 誘導(dǎo)IPF 模型的劑量相對不高，有研究顯示，KM 小鼠的最佳造模劑量為8 mg／kg[46]。 但氣管內(nèi)霧化吸入建立IPF 模型常需多次重復(fù)刺激，如張響等[47]采用通過對SD 大鼠連續(xù)28 d 霧化吸入BLM（5 mg／kg，20 min／d）的方法建立IPF 模型，其給藥次數(shù)多，操作較復(fù)雜，且需特殊霧化裝置、造價(jià)較高，因此，更適用于小樣本研究。

BLM 腹腔注射與尾靜脈注射給藥操作步驟均相對簡單、動(dòng)物死亡率低，且誘導(dǎo)的病灶分布較均勻、纖維化改變主要分布于胸膜下，更接近于IPF 患者的UIP 特征[48]。 但BLM 腹腔注射具有給藥次數(shù)多且劑量大（35 mg／kg，每周2 次，共8 次[49]）的特點(diǎn)，其易損傷腹腔器官、出現(xiàn)胃腸道反應(yīng)，影響療效評價(jià)，故目前應(yīng)用已相對較少。 BLM 尾靜脈注射可通過單次或多次給藥誘導(dǎo)IPF 模型，單次給藥造模時(shí)BLM 使用劑量較大，可高達(dá)200 mg／kg[50]，且肺纖維化改變具有自限性。 多次注射可使肺纖維化改變更加穩(wěn)定，但多次注射（50 mg／kg，每周1 次，共6 次[50]；10 mg／kg，每天1 次，共14 次[51]）后易造成小鼠尾部潰爛甚至腫脹壞死，后期操作難度大，因此較少被應(yīng)用。

BLM 滴鼻吸入和口咽吸入建立肺纖維化模型是近年來新興的兩種方法，其對動(dòng)物的創(chuàng)傷及給藥劑量均相對較小，有研究發(fā)現(xiàn)BLM 滴鼻誘導(dǎo)C57BL／6 小鼠肺纖維化模型的最佳給藥劑量為每只0.10 U[52]，BLM 口咽吸入劑量為2 IU／kg 即可誘導(dǎo)Swiss 小鼠建立肺纖維化模型[53]，但兩種方法對操作者的技術(shù)熟練度要求均相對較高，目前應(yīng)用仍較少。

（5）模型評價(jià)

動(dòng)物疾病模型評價(jià)是動(dòng)物模型建立的重要環(huán)節(jié)，IPF 肺組織的病變過程早期一般表現(xiàn)為肺泡炎，大量炎性細(xì)胞浸潤，后期逐漸表現(xiàn)為肺纖維化，出現(xiàn)大量間質(zhì)細(xì)胞增生及膠原蛋白的沉積等，同時(shí)伴隨肺重量增加、肺功能下降等[54]。 因此，目前對IPF 動(dòng)物模型是否建立成功的評價(jià)指標(biāo)主要包括一般情況、組織病理學(xué)、膠原蛋白（collagen，COL）含量、肺系數(shù)（動(dòng)物肺重／動(dòng)物體重× 1000）、肺干濕重比（肺干重／肺濕重）、纖維化相關(guān)因子、炎癥因子、肺功能檢測等。 其中組織病理學(xué)方面，多采用Szapiel、Ashcroft 等評分評價(jià)肺泡炎和纖維化的嚴(yán)重程度[41]，纖維化相關(guān)因子主要有HYP、TGF-β1、α-平滑肌肌動(dòng)蛋白（α-smooth muscle actin，α-SMA）、纖連蛋白（fibronectin，F(xiàn)N）等，炎癥因子包括白介素（interleukin，IL）-6、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α、IL-1β 等。 此外，近年來，有研究顯示無創(chuàng)影像學(xué)如micro CT、磁共振成像、正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像（positron emission tomography，PET）、PET／CT、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像術(shù)（ single-photon emission computed tomography，SPECT）／CT 等檢查可被應(yīng)用于檢測IPF 動(dòng)物模型的炎癥和纖維化水平[55]，但因該類設(shè)備造價(jià)相對較高，目前應(yīng)用仍相對較少。

1.1.2 體外模型

近年來逐漸出現(xiàn)了很多肺纖維化的體外模型，包括2D 模型、3D 模型。 其中2D 模型主要指細(xì)胞模型，3D 模型包括水凝膠模型、精確切割肺切片（precision-cut lung slices，PCLS） 模型、類器官模型等。

（1）2D 模型

目前應(yīng)用相對較多的IPF 體外模型仍是2D 細(xì)胞模型。 細(xì)胞模型一般通過對胚胎肺成纖維細(xì)胞、肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞、Fb 等細(xì)胞系進(jìn)行干預(yù)刺激（TGF-β、BLM）而成，研究者多通過觀察細(xì)胞形態(tài)、檢測TGF-β1、COLⅠ、COLⅢ、α-SMA、FN、N-鈣黏蛋白、E-鈣黏蛋白、波形蛋白等指標(biāo)對該類模型的纖維化程度進(jìn)行評估[7]。 該類模型制作方法較簡單、易操作，但在展示細(xì)胞因子的信號(hào)傳導(dǎo)、模擬體內(nèi)細(xì)胞-細(xì)胞／基質(zhì)之間的相互作用方面存在缺陷。

（2）3D 模型

水凝膠是一種具有高含水量和高溶脹性的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚合物，具有良好的生物相容性，常用于模擬人體內(nèi)肺組織微環(huán)境[56]。 IPF 的發(fā)生常伴隨ECM 的異常沉積和重塑，GIMêNEZ 等[57]將Fbs培養(yǎng)在不同硬度的水凝膠基底上，然后采用TGF-β1進(jìn)行誘導(dǎo)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)TGF-β 與基質(zhì)硬化具有協(xié)同上調(diào)COL 表達(dá)、促進(jìn)膠原沉積的作用。 脫細(xì)胞化ECM（decellularized extracellular matrix，dECM）一般通過去除引起免疫排斥反應(yīng)的細(xì)胞而制備，可保留原組織的結(jié)構(gòu)和成分。 BOOTH 等[58]通過脫細(xì)胞技術(shù)獲得了IPF 肺組織的dECM，且通過蛋白組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，異常的ECM 蛋白表達(dá)可能促進(jìn)組織硬化。HEWAWASAM 等[59]將經(jīng)化學(xué)修飾的人dECM 整合到含有聚乙二醇-α-甲基丙烯酸酯骨架的雜化水凝膠系統(tǒng)中，發(fā)現(xiàn)兩者可發(fā)生巰烯麥克爾（Michael）加成反應(yīng)進(jìn)而改變水凝膠的硬度，從而可更好的模擬IPF 疾病體內(nèi)微環(huán)境[60]。 在IPF 進(jìn)程中常伴隨著肺生物力學(xué)微環(huán)境的異常改變?nèi)鏓CM 硬化等，水凝膠模型有助于研究IPF 生物力學(xué)特性，未來有望進(jìn)一步應(yīng)用于IPF 細(xì)胞機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)和靶向力學(xué)信號(hào)的藥物研究[61]。

PCLS 是指未經(jīng)脫細(xì)胞的正常或病變組織切片，可保留原始肺內(nèi)的多種活性細(xì)胞（平滑肌、上皮和成纖維細(xì)胞）、ECM 結(jié)構(gòu)等，已被多項(xiàng)研究用于IPF 機(jī)制研究和藥物研發(fā)[62]，如AHANGARI 等[63]發(fā)現(xiàn)塞卡替尼可改善人PCLS 中的纖維化和炎癥級聯(lián)反應(yīng)，提示其對IPF 可能具有一定治療效果。PCLS 有助于觀察各類細(xì)胞、細(xì)胞與ECM 之前的相互作用，其與傳統(tǒng)的2D 培養(yǎng)物相比，在識(shí)別肺纖維化未知分子機(jī)制、篩選和發(fā)現(xiàn)抗纖維化／再生藥物方面具有顯著優(yōu)勢[64]，但因其多來源于人體／動(dòng)物新鮮肺組織樣本，活性維持時(shí)間相對較短，應(yīng)用有所受限。

類器官是由干細(xì)胞（成體、胚胎、誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞）體外增殖分化而成的一種三維結(jié)構(gòu)，可用于模擬體內(nèi)器官體，如MILLER 等[65]將誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞分化為肺泡類器官，發(fā)現(xiàn)其可產(chǎn)生Ⅰ／Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞、間充質(zhì)細(xì)胞、氣道纖毛細(xì)胞，基底樣細(xì)胞等，用于研究肺纖維化疾病。 WILKINSON 等[66]通過將TGF-β1 添加到誘導(dǎo)多能干細(xì)胞衍生的間充質(zhì)細(xì)胞類器官培養(yǎng)物中成功構(gòu)建了IPF 的類器官，發(fā)現(xiàn)其COLI、α-SMA 等纖維化因子表達(dá)水平明顯升高。 類器官有助于開發(fā)更準(zhǔn)確的IPF 疾病模型，對IPF 發(fā)病機(jī)制進(jìn)行更深入的探索，可用于高通量藥物篩選[64]，未來有望應(yīng)用于個(gè)性化預(yù)測藥物反應(yīng)研究，推動(dòng)IPF 個(gè)性化醫(yī)療的發(fā)展。

1.2 AE-IPF 模型

AE-IPF 是指IPF 患者在短期內(nèi)出現(xiàn)顯著的急性呼吸功能惡化，其主要特征是胸部高分辨率CT在原來UIP 或網(wǎng)格陰影的基礎(chǔ)上出現(xiàn)新的磨玻璃和／或?qū)嵶冇癧67]。 本文檢索發(fā)現(xiàn)，目前AE-IPF 的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ痛蠖嗍窃贗PF 動(dòng)物模型的基礎(chǔ)上，再給予皰疹病毒感染、 BLM 重復(fù)灌注、 脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）或corisin 肽誘導(dǎo)建立。

1.2.1 皰疹病毒感染誘導(dǎo)模型

皰疹病毒分α、β、γ 三個(gè)亞科，目前用于誘導(dǎo)AE-IPF 的皰疹病毒有單純皰疹病毒（herpes simplex virus，HSV）1 型、γ 皰疹病毒，其中HSV1 是一種α皰疹病毒。 有研究顯示[68-69]，在采用氣管內(nèi)灌注BLM 的方法誘導(dǎo)C57BL／6 小鼠建立IPF 模型的第21 天，對模型小鼠鼻內(nèi)接種HSV1 可使其表現(xiàn)出典型的AE-IPF 組織病理學(xué)特征，且與BLM 組的小鼠相比，HSV1 ＋BLM 組小鼠的肺功能及存活率明顯降低，支氣管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid，BALF） 中總炎癥細(xì)胞及炎癥因子IL-17A、IL-6、 IL-23、粒細(xì)胞集落刺激因子等顯著增加，外周血輔助性T 細(xì)胞17（T helper 17，Th17）細(xì)胞比例明顯升高，提示HSV1 病毒感染可用于誘導(dǎo)AE-IPF 小鼠模型。 另有研究發(fā)現(xiàn)，感染γ 皰疹病毒后，BLM誘導(dǎo)的C57BL／6 小鼠肺纖維化模型可出現(xiàn)炎癥反應(yīng)加劇，炎癥細(xì)胞廣泛浸潤，TNF-α、IL-1β、IL-10、趨化因子配體2 等多種細(xì)胞因子水平顯著升高，microCT 提示其在原有肺纖維化的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了彌漫性磨玻璃影， 與人體 AE-IPF 的特點(diǎn)十分相近[70-71]。

1.2.2 BLM 重復(fù)灌注誘導(dǎo)模型

WEI 等[72]通過對C57BL／6 小鼠進(jìn)行氣管內(nèi)重復(fù)灌注相同劑量的BLM（第1、21 天，均4 mg／kg）以誘導(dǎo)AE-IPF 小鼠模型。 結(jié)果顯示，與穩(wěn)定IPF 組小鼠相比，AE-IPF 組小鼠死亡率顯著上升，BALF 中的炎細(xì)胞（中性粒和Th17 細(xì)胞）以及趨化因子配體9、IL-17A、IL-6、TGF-β1 等細(xì)胞因子的表達(dá)水平顯著升高，組織病理學(xué)顯示其炎癥和纖維化明顯加重，提示兩次BLM 注射可用于建立非感染性的AE-IPF小鼠模型，其后CHEN 等[73]也采用該方法成功建立了AE-IPF 的SD 大鼠模型。 此外，臧凝子等[74]嘗試采用氣管內(nèi)先后注射不同劑量的BLM（第1 天，5 mg／kg； 第28 天，7 mg／kg）進(jìn)行AE-IPF 建模，結(jié)果顯示，AE-IPF 組大鼠出現(xiàn)明顯喘息氣促、呼吸困難等癥狀，死亡率明顯升高，HYP 含量增加，α-SMA表達(dá)水平上升，病理改變與人類AE-IPF 表現(xiàn)非常接近。 近期，YEGEN 等[75]基于DEGRYSE 等[38]和REDENTE 等[39]重復(fù)氣管內(nèi)滴注BLM 建立IPF 模型的方法，先對C57BL／6 小鼠進(jìn)行4 次氣管內(nèi)滴注低劑量BLM（0.8 UI／g，2 周1 次）以建立IPF 模型，再進(jìn)行2 次雙倍劑量的BLM 注射（0.16 UI／g）以誘導(dǎo)急性加重，也成功構(gòu)建了AE-IPF 小鼠模型。

1.2.3 脂多糖誘導(dǎo)模型

KIMURA 等[76]對C57BL／6 小鼠進(jìn)行氣管內(nèi)灌注BLM（第1 天，1 mg／kg） 聯(lián)合LPS（第7 天，0.5 mg／kg）進(jìn)行刺激，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，誘導(dǎo)出的模型特點(diǎn)與間質(zhì)性肺病的急性加重特征十分接近。 其后，MIYAMOTO 等[77]用該方法對Wistar 大鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示， 少量的LPS （第7 天， 0.05 或0.15 mg／kg）可導(dǎo)致BLM（第1 天，3 mg／kg）誘導(dǎo)的肺纖維化大鼠的炎癥反應(yīng)增加、纖維化顯著進(jìn)展、CT 顯示其肺部出現(xiàn)更多的浸潤性陰影、TNF-α、二氧化氮等因子水平明顯升高，提示其可用于模擬人類AE-IPF 患者的病理生理學(xué)變化。 近期，國內(nèi)于睿智等[78]研究發(fā)現(xiàn)，采用BLM（第1 天，5 mg／mL）＋LPS（第28 天，5 mg／mL）的方法也可建立AE-IPF大鼠模型，用于模擬由于肺部感染而導(dǎo)致的AEIPF。 此外，JIA 等[79]在前人方法的基礎(chǔ)上，增加LPS 的次數(shù)以誘導(dǎo)AE-IPF，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與單純BLM組相比，BLM（第1 天，2.5 mg／kg） ＋LPS（第5、7、9天，均1 mg／kg）組的模型小鼠的膠原沉積及炎癥細(xì)胞浸潤顯著增加、IL-6、TNF-α、IL-1b、FN 等的表達(dá)水平顯著上調(diào)，血清天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶和丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶水平明顯升高，成功地體現(xiàn)了AE-IPF 的肺內(nèi)炎癥、纖維化改變及肺外特點(diǎn)，未來有望應(yīng)用于AEIPF 合并繼發(fā)性肝損傷的實(shí)驗(yàn)研究。

1.2.4 corisin 肽誘導(dǎo)模型

corisin 肽是轉(zhuǎn)糖苷酶的一種組分，存在于多種葡萄球菌[80]。 D’ALESSANDRO-GABAZZA 等[81]在TGF-β1 過表達(dá)的轉(zhuǎn)基因小鼠中發(fā)現(xiàn)，葡萄球菌分泌的corisin 肽可誘導(dǎo)肺上皮細(xì)胞凋亡和膠原沉積，進(jìn)而導(dǎo)致AE-IPF。 而且，與健康對照組相比，疾病穩(wěn)定或急性加重的IPF 患者BALF 中的corisin 肽水平顯著增加，與病情穩(wěn)定的IPF 患者相比，AE-IPF 患者的corisin 肽水平顯著升高，進(jìn)一步證實(shí)了corisin肽在AE-IPF 的作用。

2 IPF 中醫(yī)模型

中醫(yī)藥治療IPF 的實(shí)驗(yàn)研究日益增多，但經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，IPF 的中醫(yī)模型仍較少。 2011 年，楊珺超等[82]的研究顯示，通過氣管內(nèi)注射BLM（5 mg／kg）所建立的SD 大鼠肺纖維化模型可出現(xiàn)呼吸急促、精神疲憊、活動(dòng)量減少、行動(dòng)遲緩、拱背蜷臥、撮毛等一系列癥狀，與氣虛的證候特點(diǎn)符合，但該結(jié)論并未得到進(jìn)一步研究證實(shí)，仍有待驗(yàn)證。 張偉等[83]通過病證結(jié)合造模的方式建立痰熱蘊(yùn)肺型IPF 大鼠模型，其通過在第1 天給予SD 大鼠氣管內(nèi)滴注BLM（5 mg／kg）的方法建立肺纖維化模型，然后在第3 天給予LPS（1 g／L，0.2 mL／200 g）以建立痰熱蘊(yùn)肺證模型，結(jié)果顯示，痰熱蘊(yùn)肺型IPF 模型大鼠可出現(xiàn)不同程度的毛發(fā)發(fā)黃、凌亂脫落、缺少光澤，舌質(zhì)暗紅，呼吸喘促，食量減少，體重增幅減輕等癥狀，組織病理學(xué)顯示肺泡結(jié)構(gòu)紊亂，大量炎性細(xì)胞浸潤，纖維細(xì)胞和膠原纖維顯著增生。

在模型構(gòu)建方面，經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，大部分中醫(yī)藥治療IPF 實(shí)驗(yàn)研究中采用的動(dòng)物模型為單純西醫(yī)模型，對IPF 動(dòng)物模型多缺乏辨證環(huán)節(jié)而直接施治中藥，在一定程度上與中醫(yī)的臨床思維不符。 因此，亟需探索科學(xué)、規(guī)范的IPF 中醫(yī)動(dòng)物模型。 病證結(jié)合造模是指在采用現(xiàn)代醫(yī)學(xué)理論建立西醫(yī)疾病模型的基礎(chǔ)上，再根據(jù)中醫(yī)理論（藏象學(xué)說和病因病機(jī)理論等）疊加證候模型，最終使動(dòng)物模型同時(shí)具備疾病和證候的特征[84]，在中醫(yī)動(dòng)物模型研究中已獲得廣泛認(rèn)可及應(yīng)用，未來可進(jìn)行進(jìn)一步探索嘗試，如目前肺陰虛證的造模方法有灌服甲狀腺素，或在此基礎(chǔ)上聯(lián)合煙熏、利血平等[85]，可在構(gòu)建IPF 動(dòng)物模型的基礎(chǔ)上聯(lián)合以上證候常見造模方法嘗試建立IPF 肺陰虛模型。 在評價(jià)體系方面，目前IPF 相關(guān)證候評價(jià)多局限于模型癥狀特點(diǎn)，未來可嘗試采用以宏觀癥狀為基礎(chǔ)，以病因元素為依據(jù)、以方藥療效為反證、以客觀指標(biāo)為佐證的多元證候診斷方法[86]，并可嘗試引入系統(tǒng)生物學(xué)（如采用先進(jìn)的生物學(xué)檢測技術(shù)、篩選特異性的生物標(biāo)志物以彌補(bǔ)傳統(tǒng)四診的局限），從而逐漸建立客觀、合理的評價(jià)體系。

3 小結(jié)與展望

近年來，IPF 西醫(yī)動(dòng)物模型從動(dòng)物選擇、造模方式、給藥方式和途徑方面均有了新的探索和研究。在動(dòng)物選擇方面，嚙齒動(dòng)物一般成本低、易飼養(yǎng)，便于進(jìn)行基因編輯，目前應(yīng)用較普遍，尤其適用于大樣本、基因編輯動(dòng)物相關(guān)研究。 與其相比，綿羊、豬、犬模型等大型動(dòng)物模型可重復(fù)組織取樣、且因體型較大、HRCT 等影像學(xué)形態(tài)與人類更接近，更易觀察肺內(nèi)結(jié)構(gòu)，較適用于IPF 放射影像學(xué)的研究。樹鼩模型在基因、組織解剖學(xué)等多方面比嚙齒動(dòng)物更接近人類，有望在獲得進(jìn)一步研究后得到廣泛應(yīng)用，為IPF 的實(shí)驗(yàn)研究提供更多選擇。

在造模方式方面，F(xiàn)ITC 誘導(dǎo)IPF 模型因缺陷過多已逐漸被淘汰，近年來隨著對肺間質(zhì)纖維化模型的進(jìn)一步劃分和深入研究發(fā)現(xiàn)，二氧化硅、石棉、輻射等誘導(dǎo)的肺纖維化模型更接近于矽肺、石棉肺、放射性肺炎引起的肺纖維化，在IPF 模型研究中應(yīng)用逐漸減少，傳統(tǒng)的BLM 誘導(dǎo)造模是仍是目前應(yīng)用最多的IPF 造模方式。 基因修飾動(dòng)物模型和人源化小鼠模型是近年來新興的動(dòng)物模型，在一定程度上可彌補(bǔ)IPF 傳統(tǒng)誘導(dǎo)模型的缺陷，為IPF 的機(jī)制研究和精準(zhǔn)治療提供更好的工具，未來可在IPF 基因組學(xué)或蛋白組學(xué)的基礎(chǔ)上嘗試開發(fā)更多相關(guān)動(dòng)物模型。

在給藥方式和途徑方面，由單次注射逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹貜?fù)多次注射已成為BLM 誘導(dǎo)IPF 造模方法發(fā)展、優(yōu)化的趨勢和方向，但BLM 重復(fù)注射的最佳次數(shù)及劑量仍需未來研究進(jìn)一步探索。 通過不同給藥途徑給予BLM 建立IPF 模型均有其優(yōu)缺點(diǎn)，研究者可根據(jù)模型需求、實(shí)驗(yàn)周期、經(jīng)費(fèi)水平、人員配置等多方面綜合考慮后進(jìn)行選擇。 在模型評價(jià)方面，目前IPF 模型的建立仍缺少系統(tǒng)規(guī)范的評價(jià)方式、限制了IPF 模型的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，未來仍需對IPF 模型的規(guī)范化評價(jià)進(jìn)行深入研究以便構(gòu)建統(tǒng)一完善的IPF 動(dòng)物模型。

在IPF 體外模型方面，2D 的細(xì)胞模型目前應(yīng)用相對較多，但3D 的水凝膠、肺切片、類器官等模型更有助于研究組織特異性生理功能及細(xì)胞-細(xì)胞和細(xì)胞-基質(zhì)相互作用、探索個(gè)性化治療方案，是IPF實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ桶l(fā)展的一個(gè)重要方向，未來可進(jìn)一步探索。 本文通過對AE-IPF 的動(dòng)物模型研究進(jìn)行總結(jié)發(fā)現(xiàn)，雖然目前已開發(fā)了皰疹病毒感染、BLM 重復(fù)灌注等AE-IPF 模型，但相關(guān)模型在很多方面仍存在諸多問題，如BLM 重復(fù)滴注時(shí)前后劑量比例和間隔給藥時(shí)間、采用LPS 造模時(shí)的給藥劑量等，未來可開展研究進(jìn)一步對比探討其最適宜的給藥方式或劑量。 中醫(yī)模型方面，建立合適的IPF 病證結(jié)合模型是進(jìn)行中醫(yī)藥防治IPF 基礎(chǔ)研究的當(dāng)務(wù)之急，未來研究者可嘗試探索更多的IPF 病證結(jié)合動(dòng)物模型以進(jìn)一步推動(dòng)中醫(yī)藥現(xiàn)代化在IPF 研究領(lǐng)域的發(fā)展。