Wistar大鼠心臟自發(fā)性病變的病理學(xué)觀察

徐艷峰，馬春梅，黃 瀾，朱 華，劉 穎，鄧 巍，秦 川

（中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究所，衛(wèi)生部人類疾病比較醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國家中醫(yī)藥管理局人類疾病動(dòng)物模型三級(jí)實(shí)驗(yàn)室 北京 100021）

W istar大鼠是長期致癌性實(shí)驗(yàn)、藥物安全性評(píng)價(jià)及科研工作中常用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，了解其重要臟器的自發(fā)病變情況，才能正確評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的病理學(xué)改變，從而得出正確的結(jié)論。心臟是藥物毒性作用的主要靶器官之一。本研究旨了解 Wistar大鼠心臟隨年齡變化的特點(diǎn)，為長期致癌性實(shí)驗(yàn)、毒性病理學(xué)及老年病學(xué)研究等科研工作提供重要的背景資料。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

160只清潔級(jí)Wistar大鼠，雌雄各半，購自軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院動(dòng)物中心，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物合格證號(hào) SCXK-（軍）2007-004。自由進(jìn)食進(jìn)水，房間溫度 20℃ ～26℃，濕度40％ ～70％，明暗周期12 h。

1.2 指標(biāo)測定

分別在9月齡、12月齡、18月齡、24月齡時(shí)處死40只大鼠，HE與Masson三色染色法，觀察心臟病理改變。

2 結(jié)果

2.1 大鼠心臟病變情況

9月齡Wistar大鼠心臟未見明顯病理改變；12月齡 W istar大鼠心臟病變的發(fā)病率為 2.5％（1/ 40），為輕度病變，表現(xiàn)為小灶性心肌細(xì)胞變性壞死伴少量以單核細(xì)胞為主的炎細(xì)胞浸潤；18月齡大鼠心臟病變的發(fā)病率為57.5％（23/40），表現(xiàn)為輕至中度心肌病，其中雌性發(fā)病率35％（7/20），雄性發(fā)病率例80％（16/20），且雄性病變程度較雌性嚴(yán)重。病變主要位于左心室，以心臟瓣膜環(huán)下方、乳頭肌及左心室壁內(nèi)側(cè)最為常見。主要表現(xiàn)為心肌纖維變性壞死和纖維化，可伴有少量以巨噬細(xì)胞為主的炎細(xì)胞浸潤，部分病例病灶內(nèi)可見吞噬含鐵血黃素的巨噬細(xì)胞。病變常為多灶性，或病變與正常心肌相間，呈不規(guī)則網(wǎng)格狀；24月齡大鼠均出現(xiàn)不同程度的心肌病，雄性病變較雌性嚴(yán)重。病變好發(fā)部位與18月齡時(shí)相同，但范圍擴(kuò)大，纖維化更為明顯。24月齡大鼠可見1例（1/40）心內(nèi)膜下纖維組織增生，表現(xiàn)為心內(nèi)膜下纖維母細(xì)胞樣梭形細(xì)胞增生，細(xì)胞核長卵圓形，胞漿淡染，局部呈柵欄狀排列，增生的細(xì)胞長入心內(nèi)膜下方的心肌組織內(nèi)。

2.2 Masson染色結(jié)果顯示各年齡 Wistar大鼠心臟內(nèi)膠原纖維沉積情況

2.2.1 心臟間質(zhì)內(nèi)膠原纖維沉積情況：9月齡大鼠心臟內(nèi)動(dòng)脈周圍有少量膠原纖維（圖1A），12月齡大鼠心臟內(nèi)動(dòng)脈周圍膠原纖維比9月齡時(shí)增多，并向周圍心肌組織間延伸（圖1B）；18月齡及24月齡大鼠心臟內(nèi)動(dòng)脈周圍膠原纖維明顯增多，動(dòng)脈外膜增厚，纖維組織沿心肌間質(zhì)延伸，并在相鄰血管間形成連接（圖1C，D）。

2.2.2 心臟瓣膜環(huán)根部纖維組織增生情況：9月齡大鼠心瓣膜纖維環(huán)下方有纖細(xì)的膠原纖維分布，呈網(wǎng)格狀環(huán)繞心肌細(xì)胞（圖1E）；12月齡大鼠心瓣膜纖維環(huán)下方膠原纖維稍增多（圖1F）；18月齡及24月齡大鼠心臟瓣膜環(huán)下膠原纖維明顯增多，沿心肌間質(zhì)向心室壁延伸，心肌細(xì)胞變性壞死，被纖維組織代替，可伴有少量炎細(xì)胞浸潤（圖1G，H）（圖1見文后插2）。

3 討論

大鼠是最常應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物之一。了解大鼠各臟器自發(fā)性疾病的特點(diǎn)，是正確解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提。大鼠自發(fā)性心肌病在早期的文獻(xiàn)中即有報(bào)道，但其確切的發(fā)病率及隨年齡而演化的規(guī)律卻沒有詳細(xì)的資料。

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物可自發(fā)心臟炎性病變，尤其是年齡大者。發(fā)病的原因不明確，可能與感染或飲食等因素有關(guān)。有報(bào)道稱，在大多數(shù)品種的大鼠，可偶爾見到小的壞死灶，局灶性炎癥和纖維化，隨年齡增長而增加［1，2］。除小的膿腫灶常由感染（如泰澤菌?。┮鹜?，這些病灶可能與心臟血管功能障礙引起的灶性缺血有關(guān)，支持這種假設(shè)的事實(shí)是這些病變主要位于心內(nèi)膜下和乳頭肌，是最易于缺血的區(qū)域。

關(guān)于老年性心臟改變的研究有很多報(bào)道。在老齡人類及非人靈長類動(dòng)物，常發(fā)現(xiàn)大的彈性血管擴(kuò)張、硬化、內(nèi)膜增厚［3］。心臟的老齡性改變包括左心室心肌肥大、心肌細(xì)胞數(shù)量減少、細(xì)胞外基質(zhì)增加、纖維化，這些病變的發(fā)生可能與動(dòng)脈系統(tǒng)的老化有關(guān)［4，5］。本實(shí)驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)老齡大鼠血管內(nèi)膜明顯增厚，而動(dòng)脈外膜膠原纖維隨年齡增長逐漸增多，提示大鼠心臟病變與動(dòng)脈彈性下降有關(guān)。大鼠動(dòng)脈系統(tǒng)的老齡性改變可能與人類不同。

嚙齒類動(dòng)物進(jìn)行性心肌病也稱為心肌病或變質(zhì)性心肌病，用“嚙齒類”的描述是為了與人類特有的心肌病區(qū)分。嚙齒類動(dòng)物心肌病在老齡大鼠發(fā)病率高，雌性大鼠的病變范圍小于同齡的雄性大鼠。有報(bào)道稱在雄性大鼠，早在3～4月齡即可出現(xiàn)嚙齒類動(dòng)物心肌病的形態(tài)學(xué)特征。本研究對(duì)不同年齡的大鼠心臟的病理學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)，W istar大鼠在12月齡前，只偶爾發(fā)生輕度的心臟病變，表現(xiàn)為小灶性心肌細(xì)胞變性壞死及炎癥反應(yīng)。至18月齡時(shí)，約57.5％的大鼠出現(xiàn)自發(fā)性心肌病，至24月齡時(shí)，所有動(dòng)物均發(fā)生程度不等的心臟病變，發(fā)病部位主要位于左心室，以心臟瓣膜環(huán)下方、乳頭肌及左心室壁內(nèi)側(cè)最為常見，病變表現(xiàn)為心肌纖維變性壞死和纖維化，可伴有少量以巨噬細(xì)胞為主的炎細(xì)胞浸潤，病變常為多灶性，或病變與正常心肌相間。雄性發(fā)病比雌性早，發(fā)病率高，且病變嚴(yán)重。隨年齡增長，血管周圍及瓣膜環(huán)下膠原纖維逐漸增加，此種改變加重了心肌缺血，改變其代謝狀態(tài)，在大鼠老年性心肌病的發(fā)生中起到重要的作用。

本實(shí)驗(yàn)在24月齡大鼠見到1例心內(nèi)膜下纖維組織增生。據(jù)報(bào)道，心內(nèi)膜下纖維組織增生可見于老齡大鼠［6］，多位于左心室內(nèi)膜下，表現(xiàn)為灶性纖維母細(xì)胞樣細(xì)胞增生，可長入心肌之間，細(xì)胞間無明顯的膠原沉積，無或極少見核分裂?？勺园l(fā)也可由致癌藥物誘發(fā)。此種改變可能是對(duì)感染或免疫等損傷因子的反應(yīng)。大鼠也可發(fā)生間葉組織腫瘤，此時(shí)增生的梭形細(xì)胞浸潤性生長，呈多結(jié)節(jié)狀，核分裂活躍，可與心內(nèi)膜下纖維組織增生鑒別。

在大鼠，應(yīng)用心血管藥物也可引起心肌壞死和纖維化，尤其是擴(kuò)血管抗高血壓藥，病變也最常發(fā)生于心內(nèi)膜下和乳頭肌。組織學(xué)上，這些藥物誘發(fā)的病變與老齡大鼠的自發(fā)性病變相似，分布范圍也相同。因此在長期的毒性研究，對(duì)心臟病變的解釋可能會(huì)很困難。如果某種藥物在高劑量引起心臟病變，當(dāng)有自發(fā)病變干擾時(shí)，很難判斷安全劑量。長期毒性研究中纖維化的發(fā)生可能是由于早期應(yīng)用藥物而引起的心肌損傷，也可能是因?yàn)殚L期用藥引起的循環(huán)改變而使自發(fā)病變加重。因此，解釋大鼠心臟病變時(shí)，應(yīng)詳細(xì)了解大鼠的背景資料，尤其是與對(duì)照組大鼠的相應(yīng)組織進(jìn)行比較，慎重分析。在長期致癌性研究和老年病研究時(shí)，也要考慮老年大鼠心臟自發(fā)性病變的特點(diǎn)，才能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行正確的評(píng)價(jià)。

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