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[转载]基于中西医临床病症特点的肺结核动物模型分析

已有 441 次阅读 2024-5-21 21:04 |个人分类:思考中医|系统分类:论文交流|文章来源:转载

资料来源:孟驿佳,康乐,狄培琰,陈建威,李秀敏,苗明三.基于中西医临床病症特点的肺结核动物模型分析[J/OL].中药药理与临床,https://doi.org/10.13412/j.cnki.zyyl.20220719.002

本文依据肺结核患者的临床病症特点,通过查询以知网、PubMed为主的数据库,对肺结核中西医动物模型进行总结。在肺结核临床病症的基础上分析动物模型与中西医临床病症的吻合度,分析不同造模方法的优缺点,并为中西医病症动物模型提供建议和思路。总结发现:现有肺结核动物模型主要以西医临床指标为主,如:咯血症状和肺组织病理呈现干酪样坏死,甚少与中医肺痨的辨证分型相结合。动物模型中未见肺痨中医临床病症的造模方法。

肺结核(pulmonary tuberculosis,PTB)作为全球传染性疾病之一,是目前医疗发展过程中出现的一大困难,发热、咳痰是其主要临床表现,大部分患者会出现盗汗、体质量减轻、内分泌紊乱、血液系统异常等表现。据 WHO 发布的《2020 年全球结核病报告》[1]显示:在 2019 年结核病患者高达 996 万例,发病率约 130/10 万,其中中国发病总数位居世界前三,且发病率逐年升高。但其治疗费用高昂且治愈率低,严重危害着人民的身体健康。为了更好的研究肺结核的发病机制,寻求更好的治疗结核病患者的方法,探索与中西医临床病症符合度更高的动物模型具有重要意义。本文根据肺结核的临床病症特点,分析现有动物模型与中西医临床病症的吻合情况,并提出相关的建议。

1.肺结核的病因病机

1.1 现代医学病因病机[2,3,4]

结核杆菌(Mycobacterium tuberculosis,Mtb)是造成肺结核疾病的最主要原因,由于其具有慢性传染力,使得治疗难度较大。结核杆菌可通过痰液传播,包括喷嚏、咳嗽、大声说话等方式,把病菌传播到空气中,导致更多人感染。肺结核主要分为原发性肺结核,血行播散性肺结核,继发性肺结核,气管-支气管结核,结核性胸膜炎以及儿童肺结核。人体在感染 Mtb 后,进入潜伏期,每年潜伏期患者发病率在 5%~10%。

肺结核的发病机制主要是由结核杆菌进入人体,一是抑制溶酶体-吞噬细胞的融合,二是经由肺泡的巨噬细胞吞噬,会在胞内繁殖并感染附近细胞形成早期感染灶,经过血流进入结核结节,三是发展成固态干酪坏死的结核灶,或是细菌与宿主共生形成纤维包裹的坏死干酪灶。四是由免疫细胞主导的迟发型超敏反应与巨噬细胞抗争,使干酪样中心扩大,加重病情。五是后期形成干酪液化坏死,支气管壁破损,同时通过呼吸道传染 Mtb。

1.2 中医病因病机

肺结核,在中医学中称为肺痨。《证治汇补》[5]一书中曾提出“虽分五脏见症,然皆统于肺”,认为此病主要发生在肺部。又有《十药神书》[6]指出阴虚火旺是本病的主要证候之一,且以滋阴降火,凉血止血以治之。《古今医统·痨瘵门》[7]曾提出,肺痨是由痨虫和正气虚弱两种因素导致,两者可互为因果,并由此指出正气不足或正气有损容易导致痨瘵发生。《证治汇补·痨瘵》[8]中讲述肺痨日久成疾,累及多个脏腑,最终导致阴阳两虚。总结来说,中认为肺痨病位主要在肺,是由于痨虫入体,侵蚀肺部,正气不足导致发病,时日长久还会影响其他脏腑,加重病情[9]。

2. 肺结核的临床特点分析

2.1 西医诊断标准

肺结核在的西医中诊断一般根据临床指征和胸部影像学、细菌学检查、免疫学检查等,确诊必须依靠影像学、痰培养后做菌型鉴定和穿刺活检病理诊断,同时结合患者体征和过往病史来进行综合判断。西医的诊断标准和临床表现参照 2018 年出版的《肺结核诊断 WS 288—2017》[10-12]。在对肺结核动物模型评价时,对西医诊断五项指标进行以下分类: 核心指标 2 项为:呼吸道反应、全身反应;相关指标 4 项为:胸部影像学检查、细菌学检查、免疫学检查、支气管镜检查。评价标准:符合核心指标任何一项赋值10%,相关指标每符合一项赋值 5%,总分值100%。见表1。

表 1 肺结核西医诊断标准

指标

表现

临床症状

呼吸道反应

咳嗽,咯血或痰中带血。全身无力、呼吸困难等;②胸膜病变患者出现刺激性咳嗽、呼吸困难或喘鸣等情况;少数伴有疱疹性结膜炎、结节性红斑等;③儿童可出现淋巴肿大,发育缓慢等现象;④在重度肺损伤可累及其他脏器。

全身反应

早期变化不明显,听力失调,出现湿性啰音;⑥支气管发生病变,导致呼吸音逐渐消失,肺不张形成窄的肋间隙;⑦当胸膜发生病变,胸腔积液增多,膜增厚、粘连,运动呼吸受限;听力衰退;⑧原发性肺结核淋巴肿大,血行散播型肝脾肿大,儿童患者具有皮肤粟粒疹。

辅助检查

部影像学检查

X 线胸部平片确定病变范围,性质;CT 扫描清晰观察肺部病灶情况。

细菌学检查

痰涂片法;细菌培养法:72 h 内鉴别结核杆菌;聚合酶链反应。

免疫学检查

结核菌素皮肤试验;结核抗体测定。

支气管镜检查

检查是否合并有气管-支气管病变,可以抽吸分泌物、刷检及活检。

2.2 中医诊断标准

王胜圣等[13]通过对临床患者的症状进行归纳总结,反映了肺结核的 6大主要中医证候。黄颖新等[14]根据影像学表现,反映肺结核的4大中医证候。陈钟杰等[15]也将耐药性肺结核患者中医证候分为肺阴亏损、阴虚火旺、气阴两虚和阴阳两虚 4 个证型。总结 2012 年出版的《中医内科学》中肺结核的中医诊断、辨证[16],中医临床诊断肺结核的共同主症为:①咯血;②面色潮红;③盗汗潮热;④人形消瘦;⑤手足心热;⑥气短无力。次症为:①痰中带血;②胸闷、胸痛;③皮肤干灼;④心燥烦热;⑤男子遗精或女子经少、经闭;⑥腹胀;⑦喘促少气;⑧五更泄泻。在判断与中医临床诊断标准的吻合度时:符合主症一项赋值 10%,符合次症一项赋值5%,总分值100%。在判定吻合度时,由于在动物模型中面色苍白、面色紫暗、多梦等标准不好判定,所以赋值较少。肺结核主要分为四个证型,见表2。

表 2 肺结核中医辨证分型

分型

主症

次症

舌脉

肺阴亏损

痰少,干咳严重,时常发出短促的咳嗽;潮热易盗汗;食欲不佳,手足心热。

痰中带血丝;口燥;胸痛、胸闷;皮肤干灼。

舌质红,苔黄薄,脉细数。

阴虚火旺

少量咯血,痰性粘稠;午后潮热,盗汗严重;暴躁易怒,人形消瘦。

五心烦热;失眠;胸痛;口燥。

舌红苔黄腻, 脉细数。

气阴两虚

咯血较多;面色潮红;盗汗严重,面色发白浮肿;浑身无力,身形消瘦。

口燥咽干;痰中带血;面色萎黄;腹胀;气短。

舌苔薄,脉细数,质光红。

阴阳两虚

体质差,肢浮体肿;盗汗或自汗;咯血呛血,气短无力。

痰中带血,喘促少气;男子遗精;女子经少或经闭;五更泻。

舌质光红, 或舌淡体胖有细痕, 脉细微,虚大无力。

3. 肺结核动物模型

3.1 模型动物的选择

近年来肺结核动物实验研究较多[17],模型动物的选择常见的有:大鼠、小鼠、豚鼠、兔、斑马鱼。

大鼠:大鼠繁殖速度快,体质健康,生命力顽强。可以通过手术类制造模型,死亡率较低,也可以通过静脉注射,雾化感染等方式造模,感染剂量与时间和菌种浓度呈正相关。大鼠最常用 SD 品种。

小鼠:最常用小鼠是 C57BL/6J小鼠、BALB/c小鼠和昆明鼠。小鼠价格便宜,易繁殖,是最常用的实验动物。由于小鼠对结核杆菌不敏感,所以小鼠可以接种大剂量的结核杆菌。缺点是不容易出现干酪样坏死。

豚鼠:豚鼠对结核分枝杆菌具有极强的敏感度,可以形成干酪样坏死型的肺结核病症,是结核病最理想的实验动物[18]。豚鼠可以通过皮内、肌肉内和鼻内不同的免疫方式造模。

兔[19]:兔注入牛分枝杆菌后可以形成与人体类似的干酪样坏死和空洞,故而也可以作为肺结核实验模型动物的一种。通常感染途径有气溶胶感染和皮下注射的方式。

非人灵长类:非人灵长类对结核杆菌具有高度敏感性,容易在实验室爆发疾病。它们与人体结构非常相似,其不同品种具有不同的保护机制。但是实验周期长,且价格昂贵,并且体型较大不易于操作。

斑马鱼[20]:斑马鱼体积短小,易于实验操作,且繁殖较快。研究表明斑马鱼也能很好的复制人类肺结核病理结构,甚至可以达到干酪样液化坏死形态。

3.2 动物模型与临床吻合度分析

根据肺结核的中、西医临床表现及诊断标准为参照进行造模,造模方法主要包括:雾化感染、注射、胸腔穿刺、气管注入和气溶胶感染,具体临床特点与吻合度见表 3。

表 3 肺结核造模方法与中西医临床病症吻合情况

分类

动物选择

造模方法

模型特征

临床吻合度

雾化

感染

[2122]

C57BL/6J小鼠、昆明SPF   级小鼠

以人型结核杆菌H37Rv 雾化感染。雾化吸入时间一般为 90min

机制:动物自主呼吸结核杆菌感染肺结核。优点:致死率低,适用范围广泛。缺点:建模较慢,成功率一般。

符合西医临床指标(1①④⑦2①④,吻合度为   40%;符合中医主症①④⑥;次症①②⑦,吻合度为45%

注射

[23-30]

BALB/c小鼠、昆明SPF级小鼠、C57BL/6J小鼠、SD大鼠、豚鼠、斑马鱼[31]

豚鼠一般经前肢、腹股沟、腹腔等部位注射人型结核杆菌。大鼠、小鼠多采用尾椎静脉注射人型结核杆菌。斑马鱼经腹腔注射海鱼分枝杆菌。

机制:用注射的方法感染肺结核。优点:可以实现快速造模,静脉注射的造模效果要比腹腔注射效果更好[32]。缺点:一定程度的致死率。

符合西医临床指标(1①②④⑥⑦2①②,吻合度为   60%;符合中医主症(1①④⑥;次症②⑦,吻合度为 40%

胸腔

穿刺

[33]

SD 大鼠

5 号针头从右侧肋弓角顶点紧贴剑突侧缘进行胸腔穿刺,进针 1cm 左右,注入结核分枝杆菌悬液 0.2 m L,拔针后穿刺部位压迫止血 2 min

机制:通过手术把结核杆菌注入动物体内。优点:造模成功后较接近临床症状。缺点:致死率较高,操作困难。

符合西医临床指标(1②④⑥⑦2①②,吻合度为   50%;符合中医主症②③④;次症②,吻合度为35%

气管

注入

[34-37]

BALB/c小鼠

用七氟醚麻醉小鼠,并通过气管内插管感染,气管内用含有2.5×105 活细菌的0.1mL   PBS 的不锈钢套管接种。小鼠保持垂直位置,直到它们完全恢复。

机制:通过手术将结核杆菌注入气管内。 优点:建造的模型能够与人体肺结核临床指征较为相似。缺点:手术致死率较高。

符合西医临床指标(1)① ②④⑥⑦⑧(2②,吻合度为 70%;符合中医主症①②④⑥;次症②③⑦,吻合度为55%

气溶胶[383940]

兔子、小鼠、豚鼠、非人灵长类

将动物全身或鼻腔暴露于结核杆菌气溶胶中,在动物呼吸中感染结核杆菌。可通过改变细菌浓度和时间改变剂量。

机制:慢性感染肺结核,将动物完全处于气溶胶中。优点:利于制造慢性结核病模型,操作简便。

符合西医临床指标(1①④⑥⑧2①②④,吻合度为   55%;符合中医主症①④⑥;次症①②⑥吻合度为45%

动物模型吻合度标准为:较高吻合度西医≥70%,中医≥70%;一般吻合度 50%≤西医<70%50%≤中医<70%;低吻合度西医<50%,中医<50%

综上,肺结核动物模型研究逐渐标准化,在实验过程中通常采用雾化、注射、手术等方法感染结核杆菌进行诱导。肺结核模型评价指标包含表观指标和辅助检查,由于表观指标中的听力失调、盗汗等指标在动物身上很难观测,因此动物模型检测指标还需要依靠影像学、细菌学检查、支气管镜检查以及中医主证表现综合评价。根据以上评分标准,将动物模型吻合度分为 3 类:较高吻合度、一般吻合度和低吻合度。

4.讨论

本文通过对肺结核动物模型进行归纳和总结,发现目前为止,动物模型的建模成功标准主要以辅助学检查和部分的临床指征为主要依据,其中气管注入法与西医临床指标吻合度最高,但由于这类需要手术类操作,操作过程繁琐,存在一定的致死率。一般吻合度的建模方法为气溶胶或注射感染法,适用于动物种类较多,致死率较小,成功率高。西医临床吻合度较低的雾化感染为自主感染法,不能有效控制动物所吸入的菌浓度和菌量,且建模速度较慢,同时,在现有的肺结核动物模型中,以中医肺痨的辨证分型为主的动物模型很少有研究,目前所常用的 5 种建立动物模型方法与中医的临床吻合度均较低。在中医学认为肺痨主要由痨虫入体,导致人体正气虚弱,日渐消瘦,逐渐病及其他脏器,导致阴阳两虚。临床特点主要有咯血、面色潮红、盗汗潮热、人形消瘦、手足心热、气短无力。由于中医对建造肺结核动物模型的指导较少,体现的中医临床因素不多,导致现代常用的造模方法与中医的临床指标吻合度普遍偏低,难以反映出中医学整体观念。

为提高肺结核动物模型与中西医临床病症的吻合度,动物模型的建立可以采用多种造模方法同时进行,如物理方法与化学方法联合造模,力竭游泳导致四肢乏力降低机体免疫力,注射人体结核杆菌建造更符合西医临床标准的动物模型,可以建立病症动物模型,更好的与肺结核中西医临床指征相吻合,为肺结核实验研究提供更好的研究环境。比如,可以通过饮食控制,少量的 LPS 注射达到肾损伤,同时静脉注射人结核杆菌,可以建造阴虚火旺证肺结核中医动物模型。笔者认为在建造模型的过程中,可以把体重、咳嗽次数、无创肺功能作为观察指标,这样更有助于判断中医造模是否成功,建立与中医临床病症更高的吻合度。

动物模型作为实验研究的基础,如何建立一个可行的、更符合临床症状的动物模型是实验顺利开展的重要条件。目前常用的肺结核动物模型较符合西医临床指标,便于西医治疗肺结核患者。但是模型中缺乏与中医中病症的结合,表观指征很少涉及中医临床指标。经调查[41],目前大多治疗肺结核多采用中西医结合治疗方式,在使用西药同时采用中药进行调理,更利于控制肺结核患者病情发展。结果显示现代医学治疗手段结合中医治疗方法能够更好的改善和降低肺结核的临床症状。证明中医药在治疗疾病方面具有自身优势,促进病情恢复。由此可见中西医结合治疗法更利于肺结核治疗,使患者恢复健康。所以建造更符合中西医临床病症的动物模型是当务之急,有利于更好地研究结核病的发病机制和病理变化,为临床药物筛选及防治研究提供实验基础,也能够为结核病患者提供更好的治疗手段。

参考文献(略)



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