炎症动物模型探要
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摘 要：阐述了各种炎症动物模型的制作方法及机理，根据发病原因主要分为非特异性炎症反应模型、感染性炎症模型和变态反应性炎症模型。非特异性炎症反应模型模拟炎症不同病理时期造成毛细血管通透性模型、耳肿胀或足肿胀模型以及肉芽肿模型；变态反应性模型主要包括大鼠佐剂性关节炎模型、接触性皮炎模型及气囊滑膜炎模型。总结认为对于不同的药理实验选择更适合的炎症模型是实验成功的前提和保障。
关键词：炎症；动物模型
中图分类号：R-33
文献标识码：A
文章编号：1673-7717(2008)03-0516-02
Discuss the Animal Model about Inflammation
YANG Qiao-fang，MENG Qing-gang
(Beijing University of Chinese Medicine，Beijing 100029，China)
Abstract：We introduce various methods and mechanism of animal models about inflammation including non-specificity inflammation model， infective inflammation model and abnormal reactive inflammation model according to cause of disease. We simulates different pathology period in the Non-specificity inflammation model including capillary permeability model， swelling of ear， forced foot model and granuloma model. The abnormal reactive inflammation model includes adjuvant-induced arthritis， contact dermatitis and aerostat synovitis model. All in all， we consider it a premise on accomplishing the experiment for us to select more suitable model in different medicine experiments.
Keywords：inflammation；animal model
炎症是机体对有害刺激所产生的一种重要防御机制，炎症反应是机体最基本的抗损伤反应。尽管它可以促进伤口的愈合，并便于捕获微生物，但也能带来很多伤害，如引起关节炎、哮喘以及机体失调，因此抗炎药应运而生。但当今的抗炎药物存在很多问题，如引起胃部不适、增加心脏病发作的危险率等。所以，寻找安全有效的抗炎药仍是我们不懈努力的目标，如何选择合适的动物模型来初步评价抗炎药的效果和机制也成为重要的课题之一。
炎症根据发病的原因可分为感染性炎症、无菌性炎症(非特异性炎症)及变态反应性炎症。感染性炎症是用病毒、细菌或细菌产物造成的炎症；无菌性炎症是用某种致炎因子于动物体内或体外引起炎症或其某个阶段的细胞组织反应；变态反应性炎症是多型变态反应的终末表现。因此，根据炎症的发病原因制作的动物模型也大体分为以下几种。
1 非特异性炎症反应模型
非特异性炎症反应通常分为3个时相，即以局部血管扩张、毛细血管通透性增加为特征的急性时相；以白细胞、巨噬细胞浸润为特征的亚急性时相；以组织变性和纤维化为特征的慢性增殖相。模拟炎症不同时期的病理表现，研究者制造反应炎症不同时期病理变化的动物模型来全面评价药物抗炎的效果。
1.1 毛细血管通透性增高模型 本模型是早期炎症以渗出为主要特点的动物模型，实验动物可以选择大鼠或小鼠，致炎物质可用冰醋酸、组胺等。一般以染料渗出为指标，常用染料伊文斯兰可与血浆蛋白稳固结合，当致炎因子诱导毛细血管通透性增高时，在一定范围内，染料的漏出量可反映渗出毛细血管的血浆蛋白量。根据渗出部位的不同还可有皮肤毛细血管通透性增高和腹腔毛细血管通透性增高实验的不同，制作机理相同，所不同的是注射染料的部位不同，皮肤实验于尾静脉注射，腹腔实验于腹腔注射。本法操作简便，重现性较好，是测定炎症早期抗炎作用的最常用模型之一。
1.2 小鼠耳肿胀模型 小鼠耳肿胀模型较易操作，且用小鼠价格便宜，所以在实验中经常被选用。常用的致炎物质有二甲苯、巴豆油，主要原理是致使某些炎症介质如组胺、激肽和纤维蛋白溶解释放，引起毛细血管通透性增加，炎症细胞浸润，造成耳部急性渗出性炎症水肿。用二甲苯等致炎物质涂抹一侧的耳部，一段时间后用打孔器取双侧耳部同一部位的耳片，称重后计算两耳片的重量差作为检测指标。还有人用花生四烯酸建立小鼠耳肿胀模型[1]，发现咪唑斯汀可显著抑制这种炎症反应，而组胺H1受体拮抗剂氯雷他定则不能抑制，说明不同的药物对不同致炎物质所造的模型反应不同。
1.3 足跖肿胀模型 足肿胀模型有选择大鼠、小鼠之分，大鼠足肿胀模型运用较多，而小鼠足肿胀模型由于其价格便宜、操作简便、易于测量近年多被选用。大鼠足肿胀模型常有用蛋清和角叉菜胶造模的区别，蛋清所致大鼠脚肿胀模型炎症发展迅速，肿胀度可达70%～100%，炎症常于6～8h明显消退，对药物的反应比较灵敏，重现性也佳，主要以组织胺、5羟色胺为炎性介质。角叉菜胶则是爱尔兰海苔的一种酸性黏多糖，将其注入大鼠足跖可引起水肿，通过环氧合酶代谢途径的前列腺素来诱导。还有右旋糖酐等亦造成大鼠足肿胀模型。大鼠脚肿胀的测量常用排水法，或采用专制的测量仪器，但价格较贵，所以较为困难；而小鼠脚肿胀的测量只需剪下肿足称重即可，较为简便。小鼠足肿胀有角叉菜胶模型、酵母多糖A模型、制霉菌素模型等，酵母多糖A能诱导多种炎性介质释放，包括组胺、5-HT、白三烯、前列腺素、血栓素、血小板活化因子、氧自由基等；制霉菌素主要为破坏溶酶体膜的稳定性而致炎[2]。
1.4 肉芽肿模型 此模型属于慢性炎症模型，是评定药物抑制炎症增殖作用的常用方法。是用棉球或滤纸片植入大鼠或小鼠体内，引发炎症，观察植入棉球或滤纸肉芽肿的重量。由于埋入鼠皮下的纸片或棉球的刺激作用，引起结缔组织的增长，生成肉芽组织，与临床某些炎症后期的病理改变相似。另外还有角叉菜胶、琼脂等肉芽肿法、塑料环肉芽肿等，大鼠巴豆油性肉芽囊法中测定囊壁重量及囊壁通透性情况可反应炎性屏障形成能力[3]。
1.5 去肾上腺大鼠模型[4] 有学者为研究抗炎的机理，在上述几种模型的基础上，对实验动物进行摘除肾上腺的特殊处理，使其不受肾上腺素的影响，结果表明某些药物对摘除肾上腺后大鼠的炎症反应依然有抑制作用。此模型为炎症机理的研究开辟了新的思路，使炎症的模型在模拟炎症病理过程的基础上更加完善。
2 感染性炎症模型
感染性炎症模型主要有细菌感染、病毒感染以及支原体等感染造成，多见有各种常见细菌和流感病毒导致的肺炎，实验动物可用大鼠或小鼠。比如有绿脓杆菌、大肠杆菌及金黄色葡萄球菌导致的肺炎模型，流感病毒导致的肺炎模型，大肠杆菌致大鼠腹膜炎模型等，常用动物死亡保护实验和肺指数抑制实验来说明问题，也常常在抗菌抗病毒的整体动物保护实验中作详细介绍。
3 变态反应性炎症模型
3.1 佐剂性关节炎 佐剂性关节炎于1954年由stoerk第一次在大鼠诱导成功后，作为一种细胞介导的自身免疫性疾病模型，一直被广泛用于类风湿关节炎的致病机理及抗炎药物作用效果等方面的研究，其滑膜的组织学改变，与人类RA及其类似。制作佐剂性关节炎模型常用的弗氏佐剂分为弗氏不完全佐剂和弗氏完全佐剂，造模多用大鼠，采用足跖皮内注射法，原发病变主要表现为致炎足爪肿胀，耳和尾部出现关节炎小结及体重明显下降。其致炎原理是佐剂作为抗原进入机体使T细胞致敏，当再次接触后，致敏T细胞分化增殖，释放各种淋巴因子或直接杀伤靶细胞，引起单核细胞浸润，同时由抗原抗体形成的免疫复合体激活补体，导致白细胞趋化激活，释放一系列致炎因子产生局部和全身炎症反应[5]。
3.2PC致小鼠接触性皮炎模型 2，4，6-三硝基氯苯(PC)为一强的半抗原，当其与皮肤接触时与蛋白结合成为全抗原，启动机体免疫反应，当再次接触PC时，发生迟发型超敏反应。本法为研究药物对迟发性超敏反应的经典方法之一，在实验中应注意防护，勿令PC液粘染皮肤黏膜[3]。
3.3 气囊滑膜炎模型 在大鼠皮下反复注射空气，数天后气囊内壁可形成结构和功能与关节腔滑膜相似的内膜，即形成人工滑膜腔。然后将角叉菜胶注入“滑膜腔”内，可引起与人类关节腔滑膜炎相似的炎症反应，病理变化亦与人类急性滑膜炎的病理相似，可作为风湿性疾病的病理模型。本模型制作简单，实验周期短，是较为实用的炎症动物模型[6]。
4 实验模型的选择
由于各种模型所代表的病理机制和病理过程不完全相同，操作程序有别，所以应根据具体的实验需要来选择上述的实验模型。模型选择是否合理，是实验成功的关键因素之一。
笔者认为，应从以下几个方面来考虑。
(1)选择经济适用且易于操作的模型。如果同样条件下可选用小鼠的，则不用大鼠；可选用大鼠的，则不用家兔。例如小鼠耳肿胀模型经济适用，操作简便，所以应用率较高。
(2)选择病理机制相符合的模型。同样是足肿胀，蛋清导致足肿胀与组胺、5-HT释放有关，角叉菜胶致足肿胀与前列腺素释放有关，所以在选择时要考虑不同致炎物质所致的肿胀对不同药物的反应不同。Pichat等[7]研究发现大鼠足垫注射花生四烯酸后可诱导炎症性水肿，咪唑斯汀可以显著地抑制这种炎症反应，但其他组胺H1受体拮抗剂如氯雷他定不能抑制由花生四烯酸诱导的炎症水肿。
(3)选择与病理阶段相符合的模型。在中药药理学实验中，例如清热药治疗的“红肿热痛”常与炎症的早期相似，所以选择炎症早期模型如毛细血管通透性实验或耳肿胀、足肿胀模型较多，选择肉芽肿模型较少。
(4)选择与药物所治疾病相符合的模型。炎症的病理过程虽然相同，但不同部位的炎症所表现的临床症状不同，治疗方法及药物亦有差异，选择的动物模型也会有所不同。如研究类风湿关节炎时常选用大鼠佐剂性关节炎，研究皮肤病常选用接触性皮炎模型，研究与细菌病毒相关时亦可选用细菌或病毒性肺炎模型。
(5)选择肿胀程度较高的模型。在各种模型中，有的致炎因子所致的炎性肿胀程度较高，容易比较出显著性差异，对于药物的筛选实验较为有用。各种药物的抗炎效果或同种药物不同产地的药物作用效果差异较小，较难比较出差异，所以应选用肿胀明显的模型。
当然，模型的选择也不可能面面俱到，需要我们根据情况确定不同的选择方案，并尽可能在现有模型的基础上进行适当的改良，以完善炎症模型的制造方法，为抗炎药物的进一步开发提供实验技术支持。
参考文献
[1]应作霖，吴瑞勤，徐晓寅，等.咪唑斯汀和氯雷他定抗炎作用的比较研究[J].中国麻风皮肤病杂志，2006，22(5)：377.
[2] Gado K， Gigler G. Zymosan inflammation：a new method suitable for evaluating new anti-inflammatory drugs[J]. Agents Actions，1991，32(1/2)：119.
[3]陈奇.中药药理研究方法学[M].2版.北京：人民卫生出版社，2006：273，316.
[4]王文魁，沈映君，齐云，等.望春花油的抗炎机理[J].中国兽医学报，2005，25(3)：301-303.
[5]冯芳，丁志健，刘俊.佐剂性关节炎大鼠模型的实验研究[J].天津药学，2004，16(2)：1-3.
[6]赵征，王炎焱，黄烽，等.三种他汀类药物对大鼠角叉菜胶背部气囊滑膜炎抗炎机制的初步研究[J].中国药物与临床，2006，6(3)：182-184.
[7] Pichat P， Angel I， Arbilla S. Anti-inflammatory properties of mizolastine after oral administration on arachidonic acid-induced cutaneous reaction in the rat[J].Arzneimittelforschung， 1998，48：173-178.