動物模型謝強敏課件

人類疾病動物模型概述免疫缺陷動物腫瘤動物模型系統疾病動物模型臨床?？萍膊游锬Ｐ椭嗅t(yī)證候動物模型本章主要內容人類疾病動物模型近日，中國科學院“動物模型與人類疾病機理重點實驗室”揭牌儀式在昆明動物所舉行，重點實驗室主任徐林研究員和學術委員會主任孫漢董院士共同為重點實驗室揭牌。同濟大學裴鋼院士、昆明植物所周俊院士、上海神經科學所丁玉強研究員等11位專家出席了揭牌儀式。云南省科技廳基礎研究處領導參加揭牌儀式表示祝賀，昆明動物所黨委書記楊君興研究員代表研究所領導班子致辭。昆明動物所“動物模型與人類疾病機理重點實驗室”于2005年12月20日成立，后被中國科學院列入三期創(chuàng)新工程重點建設的侯選項目，以添補我國在該領域的技術平臺空白。重點實驗室以現代醫(yī)藥產業(yè)化和生物技術為主要目標、以動物毒素和非人靈長類為基礎和支撐，力圖建立和完善幾種人類重大疾病的動物模型，驗證這些模型在新藥篩選和藥效學評價中的有效性，形成具有國際水平的新藥篩選和藥效學評價的疾病動物模型技術平臺，致力于具有自主知識產權新藥、新途徑、新技術研究與開發(fā)。該實驗室于2008年12月19日被正式批準為中國科學院重點實驗室”。揭牌儀式后，學術委員會就重點實驗室的整體情況、研究工作、學科建設和運行管理以及今后工作的總體規(guī)劃，進行了認真的討論，為重點實驗室今后的發(fā)展提出了很多寶貴的意見和建議。動物模型與人類疾病機理重點實驗室

一、人類疾病動物模型的定義和意義

1．定義人類疾病動物模型(animalmodelofhumandiseases)是指醫(yī)學研究中建立的具有人類疾病表現的動物實驗對象和相關材料。應用動物模型是現代醫(yī)學認識生命科學客觀規(guī)律的實驗方法和手段。通過動物模型的研究，進而有意識地改變那些自然條件下不可能或不容易排除的因素，更能準確地觀察模型的實驗結果，并將研究結果推及于人類疾病，從而更有效地認識人類疾病的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律并研究防治措施。第一節(jié)人類疾病動物模型概述

2．應用動物模型的意義

應用動物模型的意義主要表現在如下幾個方面：

(1)避免人體實驗造成的危害動物可以作為人類的替難者，可在人為設計的特定實驗條件下反復實驗研究。使用動物模型除了能克服在人類研究中經常遇到的倫理和社會道德限制外，還能采用某些不能應用于人類研究的方法和途徑，甚至為了實驗目的需要還可以損傷動物組織、器官以至處死。

(2)應用動物模型可研究平時不易見到的疾病平時臨床很難見到放射病、毒氣中毒、烈性傳染病、戰(zhàn)傷等疾病，根據實驗要求能復制該疾病的動物模型，供研究使用。

(3)可提供發(fā)病率低，潛伏期和病程長的疾病的動物模型有些疾病如免疫性、代謝性、內分泌和血液等疾病在臨床上發(fā)病率低，人們可選用動物種群中發(fā)病率高的類似于人的疾病作為動物模型，也可通過不同方法復制這些疾病的動物模型從事研究工作。還有些疾病如腫瘤、慢性氣管炎、動脈粥樣硬化、遺傳病、肺心病、類風濕等疾病發(fā)生發(fā)展速度緩慢，潛伏期長，病程也長，短的幾年，長的十幾年甚至幾十年，有的疾病要隔代或者幾代才能顯性發(fā)病。大多動物由于生命周期比較短，在短時間內進行一代或幾代的觀察就顯得十分容易．應用動物模型來研究就克服了以上不足。

(4)克服復雜因素，增加方法學上的可比性臨床上許多疾病是十分復雜的：病人并非患有一種疾病，有的幾種疾病同時并存，即使某單一疾病，由于病人的年齡、性別、體質、遺傳以及社會因素對其疾病發(fā)生發(fā)展都會有影響，產生不同的效果。而用動物復制的疾病模型，就可以選擇相同品種、品系、性別、年齡、體重、健康狀態(tài)以及在相同的環(huán)境因素內進行觀察研究，這樣對該疾病及其發(fā)展過程的研究就可以排除其他影響因素，使得到的結果更加準確，也可單一變換某一因素，使實驗研究的結果更加深入，增加了因素的可比性。

二、人類疾病動物模型的設計原則成功的動物模型常常依賴于最初周密的設計，動物模型設計一般應遵循下原則。

1．相似性

動物模型應盡可能近似人類疾病，最好能找到與人類疾病相同的動物自發(fā)性疾病。如大鼠自發(fā)性高血壓就是研究人類原發(fā)性高血壓的理想動物模型；小型豬自發(fā)性冠狀動脈粥樣硬化就是研究人類冠心病的良好動物模型：自發(fā)性狗類風濕性關節(jié)炎與人類幼年型類風濕性關節(jié)炎十分相似，同樣是理想的動物模型。與人類疾病完全相同的動物自發(fā)性疾病不易多得，往往需要研究人員加以復制，為了盡量做到與人類疾病相似，首先要在動物選擇上加以注意；其次是復制動物模型實驗方法上不斷探索改進；另外在觀察指標等方面都應加以周密的設計。

2.重復性理想的動物模型應該是可重復的，甚至是可以標準化的。例如用一次定量放血法可百分之百造成出血性休克，百分之百死亡，這就符合可重復性和達到了標準化要求。又如用狗做心肌梗死模型照理很合適，因為它的冠狀動脈循環(huán)與人相似，而且在實驗動物中它最適宜做暴露心臟的剖胸手術，但狗結扎冠狀動脈的后果差異太大，不同狗同一動脈同一部位的結扎，其后果很不一致，無法預測，無法標準化。相反，大小白鼠、地鼠和豚鼠結扎冠脈的后果就比較穩(wěn)定一致，可以預測，因而可以標準化。

3．可靠性復制的動物模型應力求可靠地反映人類疾病，即可特異地、可靠地反映該種疾病代謝、結構變化，同時應具備該種疾病的主要癥狀和體征，并經過一系列檢測(如心電圖、臨床生理、生化指標檢驗、病理切片等)得以證實。如果易自發(fā)地出現某些相應病變的動物，就不應選用；易產生與復制疾病相混淆的疾病或臨床癥狀者也不宜選用。例如鋁中毒，選用大鼠復制動物模型時，大鼠本身易患進行性腎病，容易與鉛中毒所致的腎病相混淆，選用蒙古沙鼠就比選用大鼠可靠性好，因為蒙古沙鼠只有鉛中毒才會使其出現腎病變。

5．易行性和經濟性復制動物模型的設計，應盡量做到方法容易執(zhí)行和合乎經濟原則。除了動物選擇上要考慮易行性和經濟性原則外，在選擇模型復制方法和指標的檢測觀察上也要注意這一原則。

三、動物模型的分類人類疾病動物模型經過近30年的開發(fā)研究，現已累積2000多個動物模型在醫(yī)學發(fā)展中占有極其重要的地位。為了能更好地應用、開發(fā)和研究動物模型，人們將其進行了分類，如按動物模型產生原因進行分類，按醫(yī)學系統范圍分類，按模型種類分類和按中醫(yī)證候動物模型分類?，F將各種分類方法分述如下：

（一）按產生原因分類

1．誘發(fā)性動物模型(experimentalanimalmodel)又稱為實驗性動物模型。是指研究者通過使用物理的、化學的、生物的和復合的致病因素作用于動物，造成動物組織、器官或全身一定的損害，出現某些類似人類疾病時的功能、代謝或形態(tài)結構方面的病變，即為人工誘發(fā)出特定的疾病動物模型。

(2)化學因素誘發(fā)動物模型

常見的化學因素如化學藥致癌、化學毒物中毒、強酸強堿燒傷、某種有機成分的增加或減少導致營養(yǎng)性疾病等。應用化學物質復制動物模型，如應用羥基乙胺復制大鼠急性十二指腸潰瘍動物模型、應用D-氨基半乳糖復制大鼠肝硬化動物模型、以乙基亞硝基脲復制大鼠神經系統腫瘤動物模型、以缺碘飼料復制大鼠缺碘性甲狀腺腫動物模型和應用膽固醇、膽鹽、甲基巰氧嘧啶及動物脂肪油復制雞、兔、大鼠的動脈粥樣硬化癥動物模型。不同品種、品系的動物對化學藥物耐受量不同，在應用時應引起注意。有些化學藥物代謝易造成許多組織、器官損傷，有可能影響實驗觀察，應在預實驗中摸索好穩(wěn)定的實驗條件。

(3)生物因素誘發(fā)動物模型

常見的生物因素如細菌、病毒、寄生蟲、生物毒素等。在人類疾病中，由生物因素導致發(fā)生的人畜共患病(傳染性或非傳染性)占很大的比例。傳染病、寄生蟲病、微生物學和免疫學等研究經常使用生物因素復制動物模型。如以柯薩奇B族病毒復制小鼠、大鼠、豬等心肌炎動物模型；以福氏Ⅳ型痢疾桿菌或志賀桿菌復制猴的細菌性痢疾動物模型；以錐蟲病原體感染小鼠，復制錐蟲病小鼠動物模型；以鉤端螺旋體感染豚鼠，復制由鉤端螺旋體引起的肺出血動物模型。

(4)復合因素誘發(fā)動物模型以上3種誘發(fā)動物模型的因素都是單一的，有些疾病模型應用單一因素誘發(fā)難以達到實驗的要求，必須使用多種復合因素誘導才能復制成功，這些動物模型的復制往往需要時間較長，方法比較繁瑣，但其與人類疾病比較相似。如復制大鼠或豚鼠慢性支氣管炎動物模型可使用細菌加寒冷方法或香煙加寒冷，也可使用細菌加二氧化硫等方法來復制；以四氯化碳(40％棉籽油溶液)、膽固醇、乙醇等因素復制大鼠肝硬化動物模型；以二甲基偶氮苯胺和60Co射線方法復制大鼠肝癌動物模型。

其問題是許多這類動物模型來源比較困難，種類有限。動物自發(fā)性腫瘤模型因實驗動物品種、品系不同，其腫瘤所發(fā)生的類型和發(fā)病機制也有差異。由于誘發(fā)性動物模型和自發(fā)性動物模型有一定差異，加之有些人類疾病至今尚不能用人工的方法在動物身上誘發(fā)出來，因此近十幾年來醫(yī)學界對自發(fā)性動物模型的應用和開發(fā)十分重視。許多學者通過對不同種動物的疾病進行大量普查，以發(fā)現自發(fā)性疾病的動物，然后通過遺傳育種將自發(fā)性疾病保持下去，并培育成具有該病表現癥狀和特定遺傳性狀的基因突變動物，供實驗研究應用。

3．抗疾病型動物模型(negativeanimalmodel)

是指特定的疾病不會在某種動物身上發(fā)生，從而可以用來探討為何這種動物對該疾病有天然的抵抗力。如哺乳動物均易感染血吸蟲病，而居于洞庭湖流域的東方田鼠卻不能復制血吸蟲病，因此將之用于血吸蟲病的發(fā)病機制和抗病機制的研究。

4.生物醫(yī)學動物模型(biomedicalanimalmodel)

指利用健康動物生物學特征來提供人類疾病相似表現的疾病模型。如沙鼠缺乏完整的基底動脈環(huán)，左右大腦供血相對獨立，是研究中風的理想動物模型；鹿的正常紅細胞是鐮刀形的，多年來被供作鐮刀形紅細胞貧血研究；兔胸腔的特殊結構用于胸外手術研究比較方便；但這類動物模型與人類疾病存在著一定的差異，研究人員應加以分析比較。

2．各系統疾病動物模型(animalmodelofdifferentsystemdisease)

指與人類各系統疾病相應的人類疾病動物模型。各系統疾病模型分為消化系統疾病動物模型，呼吸、心血管、泌尿、神經、血液與造血、內分泌、骨骼等系統的動物模型，還包括按科分類，如傳染病、婦科病、兒科病、皮膚科病、五官科病、外科病、寄生蟲病、地方病、維生素缺乏病、物理損傷疾病和職業(yè)病等動物模型。

(三)按模型種類分類疾病模型的種類包括整體動物、離體模型（器官和組織、細胞株和數學、物理模型）。整體動物模型是常用的疾病模型，也是研究人類疾病常用的手段。

2．動物因素對動物模型復制的影響復制動物模型的動物種類繁多，如實驗動物、家養(yǎng)動物和野生動物。野生動物屬自然生態(tài)類型，其微生物感染復雜，遺傳背景不清楚，來源困難，很難飼養(yǎng)，因此不便使用；家養(yǎng)動物飼養(yǎng)方便，來源容易，但微生物控制不嚴，遺傳背景不清楚也不提倡使用；應盡可能使用標準化實驗動物。此外，動物種類、品系、年齡和體重、性別、生理狀態(tài)和健康因素等均對動物模型質量有不同程度的影響。

3．實驗技術因素對動物模型復制的影響

(1)實驗季節(jié)動物體對外界的反應情況，同樣受春、夏、秋、冬不同季節(jié)的影響，不同實驗季節(jié)，動物的機體反應性在某些方面有一定的改變，這種影響在進行跨季節(jié)的動物模型實驗時應引起重視。

(2)晝夜不同時間的影響實驗動物的體溫、血糖、基礎代謝率、內分泌激素的分泌等隨著晝夜的不同發(fā)生節(jié)律性的變化。在復制動物模型進行實驗研究時，應注意實驗中某種處理的時間順序對結果的影響。

(3)麻醉深度的影響在復制動物模型時往往需要將動物麻醉后才能進行各種手術，實施某些致模因素。不同麻醉藥物和不同麻醉劑量有不同的藥理作用和不良反應，如麻醉過深動物處于深度抑制狀態(tài)，甚至瀕死狀態(tài)，動物各種反應受到抑制，結果的可靠性受影響；麻醉過淺，在動物身上進行手術或實施某些致模因素，將造成動物強烈的疼痛刺激，引起動物全身特別是呼吸、循環(huán)、消化等功能發(fā)生改變，同樣會影響造模的準確性。

(4)手術技巧的影響在實驗手術造模時，首先要選擇好最佳的手術路線，以免過大、過繁的手術給機體帶來影響。手術技術熟練與否也是影響因素，技術熟練可以減少對動物的刺激、創(chuàng)傷和出血，將提高造模的成功率。

(5)實驗給藥的影響在造模過程中給藥是常規(guī)工作，但對造模也是影響因素，如給藥的途徑、劑量、熟練程度等影響。

(6)對照組對造模的影響在復制動物模型時常常因忽視或錯誤應用對照的問題，而造成動物模型的失敗或誤導錯誤結論，應根據不同要求設置好對照組。

4．環(huán)境因素和營養(yǎng)因素對復制動物模型的影響營養(yǎng)因素對復制動物模型，特別是長期實驗，影響顯著，應予以重視。如采用國家標準飼料則問題就會解決。造模過程中應注意給水量充分和給予符合衛(wèi)生標準的飲水。環(huán)境因素是影響造模及其實驗結果的重要因素，居住條件、飼料、營養(yǎng)、光照、噪聲、氨濃度、溫度、濕度、氣流速度等任何一項都不容忽視。第二節(jié)免疫缺陷動物

一、概述

免疫缺陷動物是指由于先天性遺傳突變或用人工方法造成一種或多種免疫系統組成成分缺陷的動物。1962年，蘇格蘭醫(yī)師Issacson等首先發(fā)現無胸腺裸小鼠。1969年，丹麥學者Rygaard首次成功地將人類惡性腫瘤移植于裸小鼠體內，在裸小鼠體內腫瘤存活并生長，開創(chuàng)了免疫缺陷動物研究和應用的新局面。從此，免疫缺陷動物逐漸廣泛應用于醫(yī)學生物學研究，成為腫瘤學、免疫學、細胞生物學和遺傳學研究等的重要模型動物，受到越來越密切的關注。

二、免疫缺陷動物的分類目前，世界各國相繼培育出一系列免疫缺陷動物，從嚙齒類擴展到馬和牛等大型哺乳類動物，從單一的T淋巴細胞免疫缺陷到幾種免疫細胞聯合缺陷，如T和NK細胞，T和B細胞以及T、B和NK細胞聯合免疫缺陷動物；從自發(fā)突變的先天性免疫缺陷到后天獲得性免疫缺陷。

三、常用免疫缺陷動物的生物學特征

(一)裸小鼠指先天性無胸腺、無毛的裸體小鼠，常簡稱裸小鼠。導致這種異常狀態(tài)的裸基因(nu)是一個隱性突變基因，位于11號染色體上。目前裸基因已經回交到不同的小鼠品系中，即將其導人不同的遺傳背景。帶有裸基因的小鼠品系包括NIH-nu、BALB/c-nu、C3H-nu和C57BL/6-nu等。各個品系裸小鼠因其遺傳背景不同，所表現的細胞免疫反應和實驗檢查指標也不盡相同。

帶有純合裸基因的小鼠具有兩個主要的缺陷特征：①毛發(fā)生長發(fā)育異常；表現為全身形似無毛。呈裸體外表；②無胸腺，僅有胸腺殘跡或僅有異常的胸腺上皮，這種上皮不能使T細胞正常分化，缺乏成熟T細胞的輔助、抑制及殺傷功能，因而細胞免疫力低下，不能執(zhí)行正常T細胞功能。此外，B細胞功能基本正常，成年裸小鼠（6～8周齡）較普通鼠有較高水平的NK細胞活性，但幼鼠（3～4周齡）的NK細胞活性低下。裸小鼠粒細胞數比普通小鼠低。裸小鼠問世五十多年來，已廣泛應用于腫瘤學、微生物學、免疫學、寄生蟲學、毒理學等基礎醫(yī)學和臨床醫(yī)學的研究中。

(二)裸大鼠裸大鼠(nuderat)在1953年由英國Rowett首先發(fā)現，基因符號為rnu，純合子裸大鼠(rnu／rnu)具有與裸小鼠基本相似的特征，無胸腺，缺乏功能性T淋巴細胞，B細胞功能基本正常，NK細胞活力增強，抵抗力差，易患呼吸道疾病，繁殖方法與裸小鼠相同，但軀干部仍有稀少被毛而并非像裸小鼠那樣完全無毛，頭部及四肢更多。裸大鼠同樣能接受人類正常組織和腫瘤的異種移植，但因其體型大，用一只裸大鼠可為常規(guī)血液學和血清生物化學分析實驗提供足夠的血樣，也可為各種研究提供足夠的瘤組織，同時裸大鼠易于進行外科手術，為各種部位腫瘤移植和腫瘤供血研究提供了方便。B淋巴細胞缺陷動物模型

該模型代表動物為XID小鼠，特點是B淋巴細胞功能減退，為X-鏈隱性突變系，基因符號為“Xid”。純合型雌鼠（Xid/Xid）和雜合型雄鼠（Xid/Y）對Ⅱ型抗原（非胸腺依賴性抗原）如葡聚糖、肺炎球菌脂多糖以及雙鏈DNA等沒有反應。NK細胞缺陷動物模型Beige（bg）小鼠為NK細胞活性缺陷的突變系小鼠，bg是隱性突變基因，位于13號染色體上。其內源性NK細胞功能缺乏，是由于細胞溶解作用的識別過程受損傷所致。（1）SCID小鼠：SCID小鼠的所有T和B淋巴細胞功能測試均為陰性，對外源性抗原無細胞免疫及抗體反應，體內缺乏攜帶前B細胞、B細胞和T細胞表面標志的細胞。但是，其非淋巴性造血細胞分化不受突變基因的影響，巨噬細胞、粒細胞、巨核細胞、紅細胞等呈正常狀態(tài)。自然殺傷（NK）細胞及淋巴因子激活（LAK）細胞也呈正常狀態(tài)。值得注意的是少數SCID小鼠可出現極小程度的免疫功能恢復，此即為SCID小鼠的滲漏現象。嚴重聯合免疫缺陷小鼠（2）Motheaten小鼠：Motheaten小鼠突變基因（me）位于第6對染色體上，出生后2h內即可出現皮膚膿腫，有嚴重聯合免疫缺陷，表現為對胸腺依賴和不依賴抗原均無反應。對T、B細胞分裂素的增殖反應嚴重受損，細胞毒和NK細胞活性減低。

將分布于3種小鼠的3個隱性突變基因即NK細胞缺陷的beige基因、T細胞缺陷的nu基因以及B細胞缺陷的xid基因經過雜交、篩選并導入，育成了T、B、NK細胞三聯免疫缺陷的beige-nude-xid小鼠（BNX小鼠）。T、B、NK細胞功能三聯免疫缺陷小鼠(dominanthemimeliamice)其基因符號為Dh，是顯性突變基因，位于1號染色體上，現有品系為B6C6-Dh。純合子（Dh/+）缺乏脾臟，其泌尿系統、生殖系統、消化道和骨骼有一定程度的畸形?；伟l(fā)生于早期胚胎的臟壁中胚層。由于缺脾，在一定程度上損傷了體液免疫反應。這種小鼠無需特殊飼養(yǎng)條件。如果將nu基因和Dh基因結合在一起，即可培育出無胸腺和無脾臟的La-sat小鼠。顯性半肢畸形小鼠第三節(jié)腫瘤動物模型

腫瘤動物模型(animalmodelsoftumor)在腫瘤病因學、發(fā)病機制及防治等方面的研究上具有重要意義。本節(jié)介紹誘發(fā)性動物腫瘤模型和動物自發(fā)性腫瘤及可移植瘤株。

一、誘發(fā)性腫瘤動物模型

(animalmodelofinducedtumor)指使用致癌因素(carcinogens)在實驗條件下誘發(fā)動物發(fā)生腫瘤的動物模型，它是進行實驗腫瘤學研究的常用方法。常用于驗證可疑致癌因素的作用，也越來越多地應用于腫瘤發(fā)生機理的研究及防治效果的觀察上，在腫瘤病因學、遺傳學、生物學等方面的研究中有重要地位。由于誘發(fā)因素和條件可人為控制，誘發(fā)率遠高于自然發(fā)病率，故在腫瘤實驗研究中優(yōu)于自發(fā)瘤。用于誘發(fā)實驗性腫瘤的動物種類很多，它們因種族不同而對相同致癌因素有不同的反應性。常用的動物以哺乳動物為主，其中嚙齒類動物的使用最多，應用最廣，包括各種大鼠、小鼠、豚鼠等。

誘發(fā)性腫瘤模型的原理是利用外源性致癌因素引起細胞遺傳特性異常而呈現出異常生長和高增殖活性，形成腫瘤。致癌因素主要有化學性、物理性及生物性致癌物，而化學性致癌物(chemicalcarcinogens)最常見，已確知的多達一千余種，用于誘發(fā)實驗性腫瘤的種類亦很多，如苯并芘、甲基膽蒽、聯苯胺、亞硝胺類、黃曲霉毒素類。各種致癌物的致癌強度、致癌譜等特性相差較大，同一種致癌物經不同途徑給藥所致腫瘤部位或類型可有很大差異。有些化學性致癌物具有明顯的親器官或組織特性。因此，實驗工作中應根據需要選用適當致癌物和致癌途徑，并確定其他影響因素或實驗條件。

(一)誘發(fā)方法誘發(fā)性動物腫瘤的誘發(fā)方式包括原位誘發(fā)和異位誘發(fā)。原位誘發(fā)是指將致癌物直接與動物靶組織或靶器官接觸而誘發(fā)該組織或器官發(fā)生腫瘤，接觸方法可通過涂抹、灌注、喂養(yǎng)或埋置等；異位誘發(fā)是將與致癌物接觸后的動物組織或器官埋置于該動物或另一正常動物皮下而產生的該組織或器官的腫瘤。異位誘發(fā)腫瘤具有易于觀察和取材的優(yōu)點。

放射性物質致瘤方法主要是用放射線照射或局部注射同位素。

能誘發(fā)動物腫瘤的病毒亦很多，例如用小鼠白血病病毒(murineleukovirus，MLV)、雞白血病病毒(fowlleukosisvirus，FLV)和貓白血病病毒(felineleukosisvirus，FeLV)分別誘發(fā)小鼠、雞和貓白血??；Rous雞肉瘤病毒可誘發(fā)田鼠、雞、鴨、鵪鶉、猴和蛇等動物發(fā)生肉瘤；貓肉瘤病毒(felinesarcomavirus，FSV)可使大鼠、貓、犬和猴發(fā)生肉瘤；人腺病毒能誘發(fā)小鼠、田鼠發(fā)生肉瘤和淋巴瘤。

在進行誘發(fā)動物腫瘤的實驗中，應盡量簡便可行，有較好的重復性，并利于與人腫瘤比較研究；選擇對所用致癌物敏感的方法和種系動物。致癌物的劑量應能保證動物存活率較高、誘發(fā)期較短而又可誘發(fā)較高頻率的腫瘤。常用的給藥基本方法和途徑有口服、注入、埋藏和涂抹等方式。

1．涂抹法將致癌物涂抹于動物背側及耳部皮膚，主要用于誘發(fā)皮膚腫瘤(如乳頭狀瘤、鱗癌等)。常用的致癌物有煤焦油、3，4-苯并芘及20-甲基膽蒽等。

2．經口給藥法本法是將化學致癌物溶于飲水或以某種方式混合于動物食物中自然喂養(yǎng)或灌喂動物而使之發(fā)生腫瘤。食管癌、胃癌、大腸癌等腫瘤常用此方法。

3．注射法注射法是將化學致癌物制成溶液或懸浮物，經皮下、肌肉、靜脈或體腔等途徑注入體內而誘發(fā)腫瘤。本法亦常用，其中皮下和靜脈注射又最常用。

4．氣管灌注法常用于誘發(fā)肺癌。將顆粒性致癌物制成懸浮液直接注入或用導液管注入動物氣管內。多使用金倉鼠和大鼠為實驗動物。

5．穿線法適用于將多環(huán)芳烴類致癌物直接置于某特定部位或器官，如宮頸、食管和腺胃等。方法是將一定量的致癌物放置于無菌試管內，加熱使致癌物升華，吸附于預制的線結上；將含有致癌物的線結穿人靶器官或靶組織而誘發(fā)腫瘤。

6．埋藏法將致癌物包埋于皮下或其他組織內，或將經致癌物作用過的器官、組織移植于同種或同種系動物皮下進行腫瘤的誘發(fā)實驗。

(二)常見腫瘤的動物模型

1．肺癌(carcinomaofthelung)

誘發(fā)模型較多，方法也很成熟。常用方法有：

(1)二乙基亞硝胺(DEN)誘發(fā)小鼠肺癌模型：采用小白鼠每周皮下注射l%DEN水溶液一次(劑量為56mg/kg體重，總劑量為868mg)。觀察時間100天左右。此模型誘發(fā)率約40％。若將DEN總劑量增到1176mg時，半年誘發(fā)率可達90％以上。

(2)烏拉坦誘發(fā)肺多發(fā)性腫瘤模型采用A系小鼠(1～1.5月齡)，每次每只腹腔注射10％烏拉坦生理鹽水液0.1～0.3ml，間隔3～5天，共注射2～3個月，每只動物用量共約100mg。觀察3個月，誘發(fā)率可達100％。

(3)氣管內灌注致癌物誘發(fā)肺癌模型向氣管內注入苯并芘、硫酸銨氣溶膠或甲基膽蒽等物質。常用的有：①猴氣管內灌注3,4-苯并芘與氧化鐵的混合液，每周1次，共10次，可誘發(fā)肺鱗狀細胞癌。②大鼠吸入硫酸銨氣溶劑可誘發(fā)肺腺癌。

2．鼻咽癌(nasopharyngeal

carcinoma)

(1)二甲基膽蒽(DMC)誘發(fā)大鼠鼻咽癌模型將結晶DMC置于錐形塑料管中(可用直徑2～3mm硬質塑料管在酒精燈上拉制)，使塑料管尖端進入并長期留置鼻咽腔。MC循小孔緩慢溢出，至半年以上，取材。誘發(fā)率可達60％以上。

(2)二乙基亞硝胺(DEN)滴鼻法誘發(fā)大鼠鼻咽癌用磨平針尖的8號針頭從前鼻插入大白鼠(體重120g左右)鼻咽腔，經注射器灌注1％吐溫80新配的33.3％DEN混懸液0.02m1，每周1次，共15～20次。

3．食管癌(carcinomaoftheesophagus)

(1)甲基芐基亞硝胺(MBNA)誘發(fā)大鼠食管癌模型將MBNA溶于飲水中，并摻人飼料，喂養(yǎng)Wistar大鼠(體重100g以上)，使之每日攝入量達0.75～1.5mg/kg體重，經3個月左右可誘發(fā)食管癌。亦可用0.2％或0.005％MBNA水溶液給大鼠經口灌喂，每天1次(1mg/kg體重)，經11個月可使誘發(fā)率達53％。

(2)二烴黃樟素(Dihydrosaforle)誘發(fā)大鼠食管癌模型將二烴黃樟素加入大鼠飼料(濃度2500～10000mg/kg)喂養(yǎng)大鼠，誘發(fā)率達20％～75％。

4．胃癌(carcinomaofthestomach)

(1)甲基膽蒽(MC)誘發(fā)小鼠胃癌模型用細線打結后，使MC加溫液化并滲人線結中；小鼠(體重20g左右)腺胃粘膜面穿掛含MC的線結。埋線后4～8個周可成功地誘發(fā)胃癌。MC的濃度為0.5～0.1g20-甲基膽蒽浸入10～20根線。

(2)不對稱亞硝胺誘發(fā)小鼠胃癌模型用0.25mg/kg體重的不對稱亞硝胺，經7～8個月可誘發(fā)昆明種小鼠前胃癌。

(3)甲基亞硝基醋酸尿素誘發(fā)大鼠胃癌模型在SD大鼠飲水中按2mg/kg體重加入甲基亞硝基醋酸尿素，每周5次飲用，經520天可使100％大鼠發(fā)生腺胃癌。

(4)金黃倉鼠胃癌模型雄性金黃倉鼠口服甲基硝基亞硝基胍(MNNG)（83ug/m1）4個月，約1年后30％～40％的倉鼠發(fā)生胃腺癌并出現局部轉移。亦可用濃度為91ug/ml的乙基硝基亞硝基胍(ENNG)口服喂養(yǎng)雄性金黃倉鼠12個月，可誘發(fā)胃腺癌和十二指腸腺癌。此外，用MNNG（125ug/ml水溶液）經口給藥，亦可使A/Jms、RP/Jms等系小鼠誘發(fā)胃癌。

(5)甲基芐基亞硝胺(MBNA)誘發(fā)小鼠前胃癌模型選用A系、昆明種或615系小鼠，以每天0.25或1mg/kg體重的劑量用40.07％MBNA水溶液灌胃，每天1次。第7～8個月可誘發(fā)出85％～100％的前胃鱗狀細胞癌。

(6)肌氨酸乙酯和亞硝酸鈉誘發(fā)雞胃癌模型采用6月齡林縣家雞，喂以肌氨酸乙酯及亞硝酸鈉，誘發(fā)家雞腺胃腺癌。

5.大腸癌(carcinomaofthelargeintestine)

(1)二甲基芐肼（DMH）誘發(fā)大腸癌模型將DMH先配成濃度為100ml中含400mg的溶液，加入EDTA27mg，用0.1mol/LNaOH將pH值調整至6.5。用上述DMH經皮下注射給4周齡雄性Wistar大鼠，每次劑量21mg/kg體重，每周1次，連續(xù)21周；最后一次給藥后l～4周處死動物。

(2)甲基硝基亞硝基胍(MNNG)誘發(fā)大鼠大腸癌模型用MNNG在Wistar大鼠采用直腸灌人法誘發(fā)大腸癌。

6．肝癌(carcinomaoftheliver)(1)二乙基亞硝胺(DEN)誘發(fā)大白鼠肝癌模型

0.25％DEN水溶液灌胃(按10mg/kg體重)，每周剩余6d用0.025％DEN水溶液讓其自由飲用。共約4個月即可誘發(fā)出肝癌，5～6個月誘癌率達80％以上。亦可用0.005％DEN的飲水喂養(yǎng)8個月誘發(fā)。

(2)4-二甲基氨基偶氮苯(DAB)誘發(fā)大鼠肝癌模型使用含有0.06％DAB的飼料喂養(yǎng)大鼠，同時控制飼料中維生素B2含量(不超過1.5～2mg/kg體重)。經4～6個月可誘發(fā)成功。

(3)2-乙酰氨基芴(2AAF)誘發(fā)動物肝癌給成年大鼠含0.03％2AAF標準飼料，每日每只2～3mg2AAF，經3～4個月即可誘發(fā)成功。此方法也可用于誘發(fā)小鼠、狗、貓、雞、兔等動物肝癌。

(4)亞胺基偶氮甲苯(OAAT)誘發(fā)小鼠肝癌用1％OAAT苯溶液涂于動物兩肩胛間皮膚上，隔日1次，每次2～3滴，一般涂100次。7個月以上誘發(fā)肝腫瘤率55％。亦可用2.5mgOAAT溶于葵花籽油中，皮下注射C3H小鼠，每10天一次。

(5)黃曲霉素誘發(fā)大鼠肝癌在大鼠飼料中加入黃曲霉素，含0.011～0.015mg/kg，喂養(yǎng)6個月，誘發(fā)率達80％。

(6)二甲氨誘發(fā)肝癌模型將二甲氨用食用菜油配制成3％的溶液，按98g精白碎米加2ml3%二甲氨溶液的比例配制飼料(相當于每克碎米含0.06mg二甲氨)，喂養(yǎng)雄性大白鼠(體重150～200g)4～6周，停藥1周(以精白碎米代替)，后改用基礎飼料加0.12％二甲氨繼續(xù)喂養(yǎng)12～13周，即可誘發(fā)出肝癌。

(7)黃曲霉素B2誘發(fā)麻鴨肝癌模型采用半月齡雛鴨，自由食取肝癌高發(fā)區(qū)啟東霉玉米配合飼料(內含黃曲霉素B1)，同時飲高發(fā)區(qū)淺井水，直至動物自然死亡，可見麻鴨發(fā)生肝細胞癌。

7．腦腫瘤(braintumor)(1)乙基亞硝基脲(ENU)誘發(fā)大鼠膠質瘤用0.5％～1％ENU按60mg/kg體重給藥于Wistar大鼠。給藥途徑有兩種，即經孕鼠胎盤給藥致其子代鼠成瘤和經新生幼鼠皮下給藥致瘤。前者是選用正常妊娠的健康Wistar大鼠(體重340g左右)，在妊娠晚期(距預產期前7天)經尾靜脈一次性緩慢注射1％ENU溶液；后者是選用3日齡健康Wistar大鼠(體重約4g)，于肩胛部或腰骶部一次性皮下注射0.5％ENU溶液。觀察12個月，誘發(fā)出腦、脊髓膠質瘤。用此方法誘發(fā)的膠質瘤在組織學上以混合性少突星形細胞瘤為主，偶伴發(fā)腎纖維肉瘤和肺癌。

(2)甲基膽蒽(MC)誘發(fā)腦腫瘤藏旭等用20％MC的膽固醇小塊埋入A系、C3HA系或昆明種小鼠大腦頂部皮層內，誘發(fā)出大腦膠質瘤和纖維肉瘤。

8.宮頸癌(cervicalcarcinoma)

用穿線法將附有0.1mgMC的棉紗線結穿入雌性小白鼠的宮頸部，并固定縫線。觀察半年左右處死動物，取宮頸組織。

二、動物自發(fā)性腫瘤及移植瘤株人類腫瘤在實驗動物中幾乎都能找到相似的腫瘤性疾病。利用高發(fā)病率品系動物研究自發(fā)性腫瘤性疾病，更能接近人群發(fā)病情況，對研究人體腫瘤的防治有重要意義。

動物自發(fā)性腫瘤(spontaneoustumorsinanimals)是指實驗動物未經任何有意識的人工處置，在自然情況下所發(fā)生的腫瘤。動物自發(fā)瘤發(fā)生于近交系動物，隨實驗動物種屬、品系的不同，腫瘤發(fā)生類型和發(fā)病率有很大差異。其中，小鼠的各種自發(fā)性腫瘤在腫瘤發(fā)生、發(fā)展的研究中具有重要意義。自發(fā)性腫瘤模型與誘發(fā)性腫瘤模型具有一定差異(如對藥物的敏感性是不同的)，但大部分自發(fā)性腫瘤動物模型是通過人為定向培養(yǎng)而成的，畢竟不同于人類自然發(fā)病情況，因此自發(fā)瘤模型和誘發(fā)瘤模型之間優(yōu)缺點是相對的。目前研究自發(fā)瘤的動物主要為哺乳類和鳥類。

(一)動物移植瘤瘤株腫瘤移植實驗在腫瘤研究中具有重要作用。動物自發(fā)瘤可移植性腫瘤就是將動物自發(fā)性腫瘤移植到同系、同種或異種動物體內生長并經傳代后組織學類型穩(wěn)定，生長特性(包括接種成活率、生長速度、自動消退率、宿主壽命與宿主反應等)已趨穩(wěn)定；其侵襲和轉移的生物學特性，以及對化療藥物的敏感程度均已確定；能在同種或異種動物體內繼續(xù)傳代，形成可移植性腫瘤即瘤株。

移植瘤株的穩(wěn)定性至關重要。為了達到可靠的穩(wěn)定性，通常需連續(xù)傳代15～20代。但即使已建立的瘤株再傳代后，其生物學特性亦可發(fā)生一定程度的改變，如形態(tài)學上的改變、惡性程度以及轉移特性的變化等。移植瘤的建立方法一般是選擇自發(fā)瘤或誘發(fā)瘤組織塊，無菌條件下放人組織培養(yǎng)皿內，按1︰（3～5）的比例加入滅菌生理鹽水，制成瘤細胞懸液。取濃度約為106～107/ml的細胞懸液0.2ml接種于同系雌性小鼠皮下。如此傳代，使其移植成功率、生物學特性等趨于穩(wěn)定。亦可采用組織塊接種法。腹水瘤的移植方法為直接將抽取的含瘤細胞的腹水(0.1～0.2ml）接種于動物腹腔。

(二)常用動物自發(fā)瘤移植瘤株

1．小鼠可移植性乳腺癌黃華漳等于1973年采用TA2系小鼠自發(fā)乳腺癌，接種同系雌性小鼠皮下，建立移植瘤成功。孫文義等亦建立了TA2系小鼠自發(fā)B型乳腺癌瘤株MA-737，該移植瘤具有肺轉移和侵襲腹腔特性。此后又相繼在615系小鼠自發(fā)B型乳腺癌建立瘤株(如鄭升等建立的Ca615，張鴻翔等建立的MC-615，劉金友等建立的Ca759和Ca763，劉世葉等建立的Ma782/5S，張眾等建立的B0和B9。中國醫(yī)學科學院建立的MAC887和MAC-891，還建立了為數不多的小鼠自發(fā)型乳腺癌可移植性瘤株(如錢振超等建立的Ca761及中國醫(yī)學科學院建立的MAC-8712等)。

魏泓等于1989年用BALB/c雌性小鼠自發(fā)乳腺梭形細胞癌，建立了可移植性乳腺梭形細胞癌株SCC-891，生物學特性穩(wěn)定，不出現腫瘤自然消退現象；對抗癌藥的敏感性廣泛。這一特殊類型的乳腺腫瘤瘤株的建立為實驗腫瘤藥及抗癌藥篩選提供了有用的研究工具，同時由于使用了應用最廣泛的近交系BALB/c小鼠而方便了該瘤株的研究和使用。除上述品系的小鼠外，沈德鈞等于1990年用12月齡NIH雌性種小鼠自發(fā)B型乳腺癌在同系小鼠皮下移植，傳代建立了ZMB-902瘤株。

2．小鼠可移植性肺腺癌吳德全等于1976年用18月齡雄性615系小鼠自發(fā)肺乳頭狀腺癌組織采取埋塊法在同系成年小鼠皮下移植及傳代，建立P615瘤株。該瘤株可在CFWX615系小鼠皮下移植，成功率達100％，腹腔內移植成功率達100％。錢振超等于1978年也建立了615近交系小鼠肺腺癌瘤株HP615，馬克韶等采用615系雄性小鼠與昆明種雌性小鼠培養(yǎng)出的T739近交系小鼠自發(fā)乳頭型肺腺癌建立移植瘤株LA-795，具有高侵襲性轉移率。

3．小鼠可移植性肝癌小鼠肝癌瘤株的建立可通過動物自發(fā)瘤或化學誘發(fā)瘤。錢振超等用10月齡第5l代經產雌615系小鼠自發(fā)性肝細胞癌，在同系小鼠建立了H615瘤株；強家模等用二乙基亞硝胺(DENA)喂Wistar大鼠誘發(fā)肝細胞癌，移植到經免疫抑制Wistar幼大鼠腹腔內并傳代。亦可皮下或肝內移植，建株各代宿主血清甲胎蛋白(a-fetoprotein，AFP)均陽性。

4．小鼠可移植性宮頸癌小鼠宮頸癌瘤株多用誘發(fā)瘤移植建立。楊滋等于1958年采用含20-甲基膽蒽的線結穿入KM幼鼠宮頸誘發(fā)出鱗狀細胞癌后，接種KM雌小鼠皮下移植及傳代，建立小鼠宮頸未分化癌瘤株U14，移植成功率達96.7％。薛克勛等于1986年用U14瘤株復蘇后移植于615雌小鼠皮下并傳代，仍保持原生物學特性，移植率達100％。

5．小鼠可移植性食管癌國內建立的小鼠可移植性食管癌瘤株較少，主要是丁瑞等建立的SGA-73食管鱗癌瘤株。該瘤株是由甲基膽蒽異位誘發(fā)津白1系小鼠食管鱗癌在同系小鼠皮下移植，傳代而建立，已傳40代以上。

6．小鼠可移植性胃腫瘤

20世紀70年代國內先后建立了幾個胃腫瘤瘤株。林柄水等用甲基亞硝基脲灌胃法誘發(fā)津白1系小鼠前胃鱗狀細胞癌，在同系小鼠皮下移植、傳代，建立GS-741瘤株。李寶貴等利用甲基芐基亞硝胺灌喂615系小鼠胃鱗癌，同系小鼠皮下移植后傳代，建立FC瘤株。之后，林炳水等又用甲基膽蒽原位掛線法在津白2系小鼠誘發(fā)胃纖維肉瘤并建株S-784。該瘤株傳百多代，生物學特性穩(wěn)定。FC瘤株還具有侵襲肌組織能力和很高的肺轉移率（86％～90％)。

7．小鼠可移植性腦膠質母細胞瘤早在1957年，中央衛(wèi)生研究院(現中國醫(yī)學科學院)病理室就采用20-甲基膽蒽溶于膽固醇中，埋置于KM小鼠大腦皮層誘法的未分化神經膠質瘤(即膠質母細胞瘤)在同系小鼠皮下移植及傳代建立B22瘤株。移植成功率達100％，已傳數百代，平均生存時間為2～4周。陳炳恒等于1964年用上述相似方法也建立KM小鼠可移植性膠質母細胞瘤株G422，可在同系小鼠皮下、肌肉、腦內移植(成功率均為100％)，已傳350余代，無自發(fā)消退。尚未見采用動物自發(fā)腦瘤建株的報道。

8.動物可移植性肉瘤劉家勇等于1978年TA1系小鼠自發(fā)性纖維肉瘤同系雄小鼠皮下移植并傳代，建立小鼠可移植性纖維肉瘤瘤株，移植成功率100％，已傳86代。李殿俊等用3，4-苯并芘誘發(fā)的WKA大鼠皮下纖維肉瘤移植于經免疫抑制的同系大鼠皮下，建立WBT-2大鼠可移植性纖維肉瘤瘤株，移植成功率達100％（包括肌肉、腹腔移植），無自然消退現象。以此瘤株經WKA大鼠靜脈接種，多次連續(xù)移植，又建立了可移植性肺轉移肉瘤瘤株WBT-2M，其肺轉移率可達100％。此后于1981年國內又建立615系小鼠纖維肉瘤瘤株FSC。它是由甲基膽蒽碘油皮下注射誘發(fā)的纖維肉瘤經移植傳代而建立的。

滑膜肉瘤是動物的一種少見腫瘤，錢振超等利用615系小鼠自發(fā)性滑膜肉瘤在同系小鼠皮下移植和傳代，建立ZM755瘤株，并已傳200多代。除大鼠和小鼠外的其他動物可移植性肉瘤報道很少。章魁華等于1982年應用二甲基苯并蒽丙酮液在敘利亞金黃地鼠采取涂抹頰囊粘膜的方法誘發(fā)頰肉瘤（組織起源不明），并在同種封閉群小鼠頰粘膜下、皮下或腹腔內移植或傳代，成功率均為100％。移植后具有侵襲周圍組織能力和肺及淋巴結轉移性(轉移率分別為9％和12％)。

9．小鼠可移植性淋巴造血系腫瘤國內已建立的動物淋巴造血系腫瘤(主要包括惡性淋巴瘤和白血病)可移植瘤株幾乎均建立于小鼠，其中惡性淋巴瘤瘤株有楊簡等建立的L1及其腹水瘤、錢振超等建立的L797及其腹水瘤、孫慧等建立的L-TA2等，白血病瘤株有陳妙蘭等建立的LⅢ、李敏民建立的L615等。值得一提的是，由于人的惡性淋巴瘤的分類方法進展較快，動物淋巴瘤的一些名稱顯得陳舊、混亂，亟待統一。第四節(jié)系統疾病動物模型

一、消化系統疾病動物模型

(一)肝、膽、胰腺疾病動物模型1．肝纖維化動物模型(animalmodelofliverfibrosis)

任何可引起肝損傷的因素長期、反復作用于肝臟，均可產生肝細胞變性、壞死，繼而肝細胞再生和纖維組織增生，導致肝纖維化，嚴重時發(fā)展為肝硬化、肝癌等?；诖嗽斫⒘嗽S多肝纖維化模型、化學性損傷模型、免疫性模型、生物學模型、乙醇性模型和營養(yǎng)性模型。

(1)免疫性肝纖維化模型免疫性肝纖維化的產生機制是由Ⅲ型變態(tài)反應引起的，白蛋白和血清的大分子物質，作為異種抗原進入大鼠體內后，刺激其產生相應的抗體，當抗原再次進入機體后抗原抗體結合，形成抗原-抗體免疫復合物(IC)，IC可激活(或結合)補體，由于抗原的反復、長期刺激，過量的免疫復合物來不及被清除，沉積于肝臟的血管壁內外，引起血管炎和血管周圍炎，造成肝損傷，形成廣泛的進行性慢性炎癥病變。如此反復導致肝細胞變性、壞死，肝細胞再生，纖維增生等變化，最后發(fā)展為肝纖維化、肝硬化。

動物選用雄性Wistar大鼠，體重130g左右。取豬血清0.5ml，腹腔內注射。每周2次，共8次(豬血清的制備：取新鮮豬血，離心制血清，濾過除菌，分裝放低溫冰箱備用)。大鼠于第3周出現較多的肝細胞變性、壞死，第4周增生的膠原纖維形成纖維束，呈侵襲性生長，從中央靜脈到門管區(qū)之間相互伸延，發(fā)生肝纖維化。該模型的特點：①肝纖維化出現得早，出現率高達86.7％；②對動物整體損傷輕微，動物毛發(fā)光澤、生長、發(fā)育情況與正常無區(qū)別；③肝纖維化組織中大量膠原增生，故Ⅲ、Ⅳ型前膠原的mRNA增多。

臨床上，慢性活動性肝炎患者循環(huán)免疫復合物多為陽性，故豬血清模型可用于慢性肝炎所致肝纖維化的研究，對于研究免疫復合物的形成、沉積和清除及對于防治免疫損傷性肝纖維化有效藥物的篩選，具有理論和實際意義。

(2)化學損傷性肝纖維化動物模型雄性Wistar大鼠，體重130g左右，用硫代乙酰胺腹腔內注射，第一次20mg/100g體重，從第二次起12mg/100g體重，每周注射2次，共8周。硫代乙酰胺腹腔內注射第3周，在肝小葉間中間帶出現大片的肝細胞變性壞死和炎細胞浸潤，變性、壞死的細胞數和嚴重程度明顯超過豬血清模型，炎細胞浸潤也超過豬血模型。6周后出現增生的纖維束，纖維增生明顯晚于和少于豬血清肝纖維化模型。化學損傷性肝纖維化模型中肝細胞變性壞死，比免疫性肝纖維化模型嚴重且炎癥細胞浸潤明顯，在其大鼠肝纖維組織中有I型膠原的mRNA增多，轉化生長因子β1排明顯增多。

(3)四氯化碳肝硬化動物模型

Wistar或SD大鼠，體重180～200g，皮下注射40％～50％四氯化碳油溶液(0.3ml/100g體重)，每周2次，第2周始，隔日以20％～30％乙醇1ml灌胃(或作為唯一飲料)，飼以單純玉米面(混以0.5％膽固醇)，共10周。實驗中大鼠成活率60％～80％。四氯化碳所致高膽固醇飲食大鼠肝硬化是目前國內外常采用的動物模型，該模型可靠且復制時間短，肝纖維化進展穩(wěn)定，適合于肝硬化發(fā)生發(fā)展過程的動態(tài)研究。

2．膽石癥動物模型(animalmodelofcholelithiasis)

我國人群中膽結石疾病，特別是原發(fā)性膽管結石發(fā)病率高，手術后復發(fā)又非常普遍，最后常因反復感染發(fā)生膽汁性肝硬化而死亡。因此是醫(yī)學領域中極為重要的課題之一。近年來對膽結石病的研究和診斷水平有了很大的提高和發(fā)展，但臨床上開展膽石癥的治療研究仍然存在著一定的局限性，因此臨床研究不易獲取符合研究需要的，系統性和可比性的病理標本。而膽結石動物模型的建立為臨床研究膽石癥開辟了一條新的研究途徑。自從1952年Dam及Christensen以倉鼠成功地復制成膽固醇結石的實驗動物模型以來，各國學者廣泛地開展了這方面的研究。

動物可用敘利亞倉鼠、健康成年家兔、大鼠、家犬或猴等，具體方法有：

(1)食餌法：①選用敘利亞倉鼠，50～60g左右，基本食餌的特點為高糖，不含不飽和脂肪酸。食餌配制方法：蔗糖74％，酪蛋白2l％，食鹽4.4％，膽堿0.1％，濃縮魚肝油0.5％。按每只倉鼠每日5～9g，分兩次喂養(yǎng)，同時每周喂青菜、麥芽1～2次，以補充維生素等，維持動物生命。14～21d倉鼠膽囊內形成明顯結石，22d后成石率高達100％。②選用雌性豚鼠，體重250～300g。成石飼料的配制：在基礎食物中加入酪蛋白1％，蔗糖1.5％，豬油1％，纖維素1％，膽酸0.02％，膽固醇0.05％。2個月后在90％的豚鼠膽囊中可產生以膽色素為主的結石，其成分和結構與人類的膽色素結石相似。③選用成年家犬，成石飼料成分：50％蔗糖、10％酪蛋白、20％玉米淀粉、5％動物油、1％膽固醇，輔以礦物質和維生素，特點為高蛋白、高碳水化合物，其中膽固醇為關鍵成分。12周后結石成石率達100％，結石為膽色素結石。本模型適用于飲食與結石生成關系及代謝和防治研究，以及膽石生成過程中膽色素、膽汁酸和糖蛋白三者間的相互關系的研究。

(2)感染成石法健康成年家兔，大鼠或家犬，采用無菌條件下剖腹術，顯露十二指腸，從十二指腸乳頭逆行插入一塑料管進入膽囊，從中注入蛔蟲卵或大腸桿菌懸液?；紫x卵懸液濃度為每毫升含3萬～15萬個蛔蟲卵。7個月后膽囊呈慢性炎癥，囊內結石形成。此模型除用于防治研究外，還可進行有關膽系感染的功能代謝變化的分析與觀察研究。

(3)狹窄成石法可選用健康成年家兔、家犬或猴，家兔誘發(fā)率高。

①膽囊結扎法：健康成年家兔，無菌條件下剖腹手術，分清膽管與肝管，用銀夾適當地夾住膽囊頸部以產生部分梗阻。6個月后膽囊中有明顯結石形成。

②膽總管結扎法：家兔剖腹后顯露膽總管，在十二指腸上緣處預先經雙鯨蠟基-26烷磷酸鈉(dicetylsodiumphosphate)浸漬外敷纖維素粘膠(cellophane)的細帶松松結扎一道。4個月后出現膽總管狹窄或完全梗阻，70％～80％出現膽囊結石，這種結石質軟，色深，有的屬于純膽色素結石，但大多為含膽色素與膽固醇的混合結石，此實驗模型可用于進行膽色素混合結石的發(fā)病學與防治研究。

(4)切除迷走神經干成石法健康成年家兔或狗，性別不拘。①采用無菌手術探明家兔膽道及膽囊正常，然后顯露胃、賁門及食管，將食管懸吊，顯露兩側迷走神經干，從食管下端切除兩側迷走神經干各1.5～2.0cm。手術結束后，在腹腔內注入50％葡萄糖20ml，術后繼續(xù)禁食16～20h。術后家兔膽汁成分明顯改變，4～5周有膽固醇結石形成。②將狗麻醉后行無菌剖腹術。在隔下右側腎上腺上方找出右側內臟大神經，用止血鉗小心分離，直達交感神經節(jié)，在神經干的局部撒無菌的浮石粉(pumicepowder，一種對神經組織有刺激作用的物質)，將放藥粉的局部與腹腔內臟分隔，再沿胃的賁門上至食管，切斷兩側的迷走神經干，隨后縫合腹膜，術后2個月剖腹檢查，可見多數動物呈現慢性或亞急性膽囊炎的變化，組織學檢查顯示膽囊粘膜下水腫，有淋巴細胞和漿細胞浸潤和不同程度的結締組織增生，約有半數個體的膽囊內可找到大小不一、單個或多個膽色素結石。此模型可用于探討中西藥物治療措施，或對膽石形成和膽道功能的影響及其機制的研究。3.膽管囊腫動物模型(animalmodelofbileductcyst)

膽管囊腫的基本發(fā)病環(huán)節(jié)有：①病變處部分或全部管壁薄弱，可能因胚胎發(fā)育的異?；蚋腥?，外傷或胰管系結構異常所致胰液逆流而引起，或者是新生期病變部發(fā)育不全；②在存在或不存在病變部位遠側膽道梗阻情況下，肝膽汁分泌與膽囊膽汁排泄所致膽道內壓的增高。膽道梗阻亦可因不同的先天性或獲得性病因而引起。采用綿羊或山羊(出生后14d內)，雌雄不拘，具體方法為：(1)膽總管遠端結扎術戊巴比妥鈉(1.5～4mg/kg體重)腹腔內注射麻醉，顯露肝門部，在膽總管與近側小腸段匯接點的上方(一般距幽門約4～5cm)，用1號絲線將膽總管全周縫扎，造成膽總管完全梗阻，關腹。

(2)膽總管置管膽囊結扎術麻醉、手術顯露方法同前。用1號絲線近肝總管處全周縫扎膽囊管，再將膽總管前壁縱行切開，在膽總管內置人一硅膠管，內徑0.1cm，長約3.0cm，在硅膠管兩端約0.5cm處，分別用1號絲線全周縫扎肝總管和膽總管，使置入之硅膠管固定在膽管內，造成膽總管不全性梗阻。

①對初生體弱動物，需要輸液，可在關腹前腹腔內置人熱生理鹽水；②術后麻醉清醒前注意保溫，防止肺部感染；③注意勿進食過早，以免導致擴張，視動物狀況，可以喂水、糖或奶粉，2～3d后再輔以青飼料。術后膽道造影或直接觀察見膽管節(jié)段性擴張，寬度達鄰近膽管3倍或3倍以上，或直接見膽囊憩室，即為復制成功。

注意事項

該模型可應用于①為膽管囊腫病發(fā)病學研究從實驗上提供依據；②研究遠側膽道梗阻后梗阻性黃疽的近期發(fā)展與后果，以及分析其死亡原因；③不全梗阻可使動物在較長時期內成活，這種較長期存活的膽汁淤滯的膽道擴張模型，可以于探索膽石成因之間的關系及結石生成的規(guī)律，也可對擴張膽道上皮增殖和誘發(fā)腫瘤的可能性進行觀察。

4.急性胰腺炎動物模型(animalmodelofacutepancreatitis)

理想的急性胰腺炎(acutepancreatltls，AP)動物模型是研究AP發(fā)病機制和藥物防治的前提。目前制備AP模型的方法很多，現有的一些模型中，有食物(CDED)誘導法、十二指腸閉袢法、總膽管結扎法或靜脈滴注大劑量鈴蟾肽法等，由于不能控制胰腺的病變程度，均不適合于評價藥物的最大治療效應。下面介紹兩種穩(wěn)定、可靠，能反映胰腺病變依次加重的急性胰腺炎系列模型。

(1)牛膽酸鈉誘導大鼠急性胰腺炎系列模型

Wistar大鼠，重180～260g；NaTc(Sigma公司產)實驗前用生理鹽水配制成1.0％，2.0％，3.5％備用。實驗前禁食12h，允許飲水，3％戊巴比妥鈉(40mg/kg體重)腹腔注射麻醉。剖腹后經十二指腸用4號頭皮針頭插入胰管開口，向內逆行注入NaTc溶液(0.1ml/100g體重)。1.0％和2.0％NaTc誘導AP后12h，血清淀粉酶依次升高，組織水腫和炎癥細胞滲出逐漸加重，病理學上屬輕度和重度水腫型急性胰腺炎。3.5％NaTc誘導AP后，除血淀粉酶水平持續(xù)升高外，胰腺組織水腫，炎癥細胞浸潤進一步加重，并出現典型胰腺細胞壞死和出血，病理學上已屬壞死型胰腺炎；電鏡顯示細胞的超微結構也證實上述形態(tài)改變。隨著NaTc誘導濃度的提高，胰腺損傷依次加重。本模型適合評價藥物對水腫型和(或)壞死型胰腺炎的最大防治效應，故具有一定的實用價值。

(2)犬急性壞死型胰腺炎模型成年雜種狗，10～15kg，雌雄不拘。實驗前禁食12h，不禁水，麻醉后經上腹正中切口人腹，尋及十二指腸，于胰管開口附近切開十二指腸壁，置一細塑料管于主胰管內，然后向內注入胰蛋白酶和狗自身膽汁混合液2～3ml(0.3ml/kg體重，配方為1ml膽汁+4ml胰酶溶液，內含4mg胰蛋白酶)，滯留5min后拔去塑料管，荷包縫合十二指腸壁，關腹。本實驗采用胰管內加壓注射自身膽汁和胰蛋白酶混合物，術后1h即見血清淀粉酶明顯升高，持續(xù)24h，6h達峰值；胰腺大體和鏡下病理改變呈典型的壞死、出血及炎癥細胞浸潤，表明此方法可成功誘發(fā)犬急性壞死性胰腺炎模型。

5．慢性胰腺炎動物模型(animalmodelofchronicpancreatitis)

是由于連續(xù)炎癥造成胰腺功能不可逆性損害。盡管對該病的研究已經取得很大進展，但是它的發(fā)病機制及與其相關的診斷和治療仍有許多問題有待解決。許多學者在努力尋求適當的動物模型。成年雜種貓，在隔夜禁食后，全麻(30mg/kg體重異戊巴比妥鈉腹腔內注射)下施行剖腹手術，將尼龍導管插入主胰管，縫合固定后，燒灼閉合導管外露端，造成主胰管完全梗阻或先將一根尼龍導管插入主胰管內，緩慢注入94％乙醇1.5ml，然后截下1cm長的導管留置在主胰管內，最后用26號細針頭均勻點狀注射94%乙醇1.5ml于胰腺實質內。6周后胰腺小葉變成圓形，被向心性纖維包繞，小葉實質內及其周圍組織均有炎性細胞浸潤，葉間胰管明顯擴張，管腔內偶見多形核粒細胞。11周后胰腺結構發(fā)生嚴重紊亂。26周后，胰腺小葉數目減少，間質纖維組織明顯增生，單核細胞浸潤。6周后出現典型的慢性胰腺炎，26周后慢性胰腺炎的發(fā)生率為100％。

(二)胃腸疾病動物模型

1．動物胃粘膜腸上皮化生模型(animalmodelofintestinalmetaplasia)(1)烷基硝基亞硝基胍類誘發(fā)胃粘膜腸化生模型隨著烷基碳原子數的增加，致癌性依次減弱，但誘發(fā)腸化生的能力依次增強。其中丙基硝基亞硝基弧(PNNG)是目前誘發(fā)動物胃粘膜腸化生較為理想的藥物。實驗動物一般選用4～6周齡，體重100～200g的雄性大鼠，飲水中加藥，飲水瓶涂成黑色或以錫箔紙包裹，以免致癌物遇光分解。藥物先用去離子水或蒸餾水配制成濃度為1g/L的儲存液，4℃保存，每天用前再稀釋成所需濃度的溶液，讓動物自由飲用。所用劑量為50～83ug/ml，投藥時間16～20周。(2)X線胃局部照射誘發(fā)胃粘膜腸化生模型選用5～8周齡的Wistar或JCL/SD大鼠。大鼠麻醉后置于X線光束下，動物體用0.6cm厚的鉛皮加以保護，鉛皮中央正對胃區(qū)處留有直徑為1.8cm的小孔，經此孔進行X線照射。照射劑量每次5Gy，每日1次，共6次。

(3)X線照射和N-甲基-N-硝基亞硝基胍(MNNG)聯合誘發(fā)鼠胃粘膜腸化生模型

5周齡SD雄性大鼠，先用X線照射，每次0.5Gy，每日1次，共6次，8周后投給50ug/ml的MNNG溶液自由飲用4個月，觀察至第15個月時，其腸化生發(fā)生率可達100％。(4)PNNG誘發(fā)犬胃粘膜腸化生模型選用3周歲，體重11kg左右的Beagle犬自由飲用150ug/mlPNNG溶液40周，后改為自來水。第128周左右可出現典型的腸化生，無論胃鏡或顯微鏡下觀察，均與人類胃粘膜腸化生相類似。

(5)帶蒂胃壁瓣腸移植大鼠胃粘膜腸化生模型選用體重180～200gWistar大鼠，常規(guī)麻醉后打開腹腔，于大鼠腺胃前壁正中部取一大小約1.5cm×1cm梭形胃壁瓣，保留胃小彎側血管2～4條，0/7號線縫合胃壁。分別在十二指腸中部、空腸末端及中結腸縱形切開腸管，切口長約1.5cm，0.05％洗必泰紗條清潔傷口，將梭形胃壁瓣粘膜面向著腸腔進行側側吻合，0/7號線連續(xù)縫合，腹膜腔內放入0.9％NaCl溶液5ml，常規(guī)關閉腹腔。術后第3個月時，移植至空腸和結腸的胃壁瓣粘膜即顯示有腸化生，術后6個月后，移植到腸道各段的胃壁瓣粘膜均可見廣泛的腸化生。

實驗動物的腸化生模型可用于①研究胃粘膜腸化生發(fā)生的原因及組織來源；②探討胃粘膜腸化生與胃癌發(fā)生的關系；③胃粘膜腸化生逆轉治療藥物的篩選和療效觀察。2．幽門螺桿菌感染動物模型(animalmodelofhelicobaeterpyloriinfection)(1)Hp感染悉生小獵狗模型給予106～109cfu的Hp菌液經口感染悉生獵狗，組織學檢查胃粘膜可見局灶性或彌漫性淋巴細胞浸潤和淋巴濾泡形成，并伴有輕至中度中性粒細胞和嗜酸性粒細胞的浸潤，與人的胃炎相似，中性粒細胞是持續(xù)存在的，而在悉生小豬則是短暫存在。人和豬的Hp感染通常局限在胃內，而在小狗除胃以外，在胃腸道其他部位如咽部、食管、十二指腸、空腸、結腸也檢出Hp。(2)Hp感染家豬模型實驗豬在實驗前經檢查無Hp存在。經西咪替丁抑酸處理后給予Hp口服感染，每天3次，每次3ml(1.5×108cfu/m1)共4d，可在胃竇和胃體檢測到Hp，并產生與人類組織學相同的慢性活動性胃炎。

(3)Hp感染小鼠模型

109cfu的Hp菌液經口感染無特異病原CD1小鼠、BALB/c小鼠和普通級CD1小鼠，1周后及其后的4～8周內，小鼠體內可查到程度不同的感染，其胃粘膜的病理變化與人感染Hp的變化相似，主要表現為胃腺體消失，上皮細胞脫落，潰瘍形成及粘膜固有層炎性細胞浸潤。此模型可用于觀察Hp感染的病理過程及細菌疫苗應用的研究。

3．消化性潰瘍動物模型(animalmodelofpeptlculcer)(1)應激性大鼠潰瘍模型大鼠禁食24h，將動物固定于特制木板上，垂直浸入(23±0.5)℃水浴中，水深平劍突，24h后取出，脫頸處死，打開腹腔，結扎胃賁門和幽門，胃內注入1％甲醛溶液8ml，將胃取出浸入甲醛溶液中，30min后沿胃大彎剖開，測量每個潰瘍長徑，計算全胃潰瘍長徑之和為潰瘍指數。此模型方法簡便，成功率高，可用于應激性潰瘍發(fā)生機制和粘膜保護藥物的研究。

(2)組胺性大鼠潰瘍模型大鼠禁食24h，腹部皮下注射磷酸組胺50mg/kg，1h后再重復注射一次，2h后處死動物，按前述方法固定胃和記錄潰瘍指數。此方法可同時誘發(fā)食管、胃、十二指腸等發(fā)生潰瘍?？捎糜跐儼l(fā)生機制及治療藥物的研究。

(3)水楊酸性大鼠胃潰瘍模型大鼠禁食24h，灌胃給水楊酸100mg/kg體重，4h后脫頸處死，按前述方法固定胃，在普通放大鏡下計數腺胃出現的潰瘍點數目，以出血點個數作為觀察指標。

(4)利血平性小鼠潰瘍模型小鼠腹部皮下注射利血平5mg/kg體重，繼續(xù)禁食18h，脫頸處死，解剖取胃，固定標本，用解剖顯微鏡計數胃潰瘍個數。

4.潰瘍性結腸炎動物模型(animalmodelofulcerativecolitis)(1)大鼠乙酸潰瘍性結腸炎模型乙酸屬有機酸，與腸粘膜接觸可直接導致炎癥損傷。選用雄性SD大鼠，體重300～350g，試驗前禁食16h，戊巴比妥鈉腹腔麻醉。用導管經肛門插入結腸內8cm，注入8％乙酸2ml，20s后立即注入5ml生理鹽水沖洗。其病理特點為結腸粘膜彌漫性充血水腫，炎性細胞浸潤，出現糜爛，嚴重者可見潰瘍形成。但早期僅見單純急性炎癥，病變進展及愈合均迅速。與人類潰瘍性結腸炎病變進展與愈合交替的特點不同，該模型炎性介質代謝與人類潰瘍性結腸炎相似。其優(yōu)點為制模簡便、重復性好、經濟實用，但不能反映人類潰瘍性結腸炎免疫學變化。

(2)聚糖硫酸鈉誘發(fā)小鼠急慢性潰瘍性結腸炎選無特定病原菌CBA/J(H-2k)或BALB/c(H-2d)雄性小鼠，8～9周齡。飲水中給予5％～10％葡聚糖硫酸鈉(DSS)飲用8～9d，即可看到結腸粘膜炎細胞浸潤、多發(fā)性糜爛、隱窩膿腫等急性炎癥表現。慢性潰瘍性結腸炎模型可先給予5％DDS飲用7d，再飲用自來水10d，如此3～5個循環(huán)，結腸粘膜不僅有糜爛、炎細胞浸潤，且有淋巴濾泡形成及粘膜再生改變，部分粘膜出現異型增生，此模型病理改變類似于人類潰瘍性結腸炎模型，不僅可用于發(fā)病機制、治療藥物研究，而且適用于與結腸癌相關的研究。

(3)免疫學方法誘發(fā)大鼠潰瘍性結腸炎模型選用Wistar大鼠，體重120～130g。取一只健康大鼠的結腸內容物，劃線于伊紅-美藍平板，37℃培養(yǎng)24h，取典型菌落擴增并做數值鑒定，確定為大腸桿菌后，冰箱保存?zhèn)溆?。免疫前取菌種擴增，用福爾馬林殺死細菌，生理鹽水洗兩次并調濃度為1.2×108/ml。免疫動物分別于第1，10，17，24d共接受4次免疫。第1次于后足跖處注射細菌懸液0.2m1；第2、3次分別于腹部和背部皮下多點注射0.4ml和0.6ml；第4次腹腔內注射1.2ml。結腸病理改變可見粘膜水腫、炎細胞浸潤及血管炎改變。粘膜內可見多處隱窩膿腫及潰瘍形成，同時可看到細胞免疫功能下降和免疫復合物增加。

二、呼吸系統疾病動物模型

(一)慢性支氣管炎動物模型(animalmodelofchronicbronchitis)

常用簡便方法是給動物吸入二氧化硫或煙霧。

1．二氧化硫吸入刺激法分別選小鼠吸入二氧化硫2％，每天10s，60d，第14～18d出現支氣管病變，27d后出現重型氣管炎病變；吸入二氧化硫1％，每天20s，25d，第20d出現慢性支氣管炎病變；大鼠吸入二氧化硫23ml/10L空氣，每日30min，第56d出現慢性支氣管炎病變；吸入二氧化硫3ml/L空氣，每日5min，每周6次，