腸易激綜合征動物模型的研制現(xiàn)狀和進展*

曾　威，奚慶華，吳至久男（川北醫(yī)學院，四川南充637000）

·綜述·

腸易激綜合征動物模型的研制現(xiàn)狀和進展*

曾威，奚慶華，吳至久男△（川北醫(yī)學院，四川南充637000）

腸易激綜合征；疾病模型，動物；大鼠；小鼠；兔；綜述

腸易激綜合征（irritable bowel syndrome，IBS）是功能性胃腸病的一部分［1-2］，以持續(xù)或間歇性發(fā)作腹痛或腹部不適為主要癥狀，排便后可改善，常伴排便習慣改變［3-5］，病因和發(fā)病機制尚未闡明，缺乏可解釋癥狀的形態(tài)學和生化學異常。IBS是一種不危及生命，卻能嚴重影響患者生活和工作、降低生活質(zhì)量的疾病。目前，IBS的診斷主要依靠癥狀，國際公認的IBS癥候群已在共識會議中形成，提出了最新的羅馬Ⅲ診斷標準。我國以此診斷標準為基礎，結合我國IBS患者的實際情況提出了長沙共識。雖然針對IBS的診斷有達成一致的診斷標準，但現(xiàn)階段臨床治療IBS多以對癥治療為主，尚無有效治愈方法。IBS可能與腸道動力、內(nèi)臟感覺過敏和腸道感染等因素有關。現(xiàn)有的IBS動物模型根據(jù)其病理學機制主要分為二大類：（1）以中樞為靶點的刺激（社會、心理因素）制成的IBS動物模型；（2）以外周為靶點的刺激（腸道炎癥、感染）制成的IBS動物模型。近年來，隨著研究的深入，多因素影響制備的IBS動物模型由于更加能接近模擬人類IBS的癥狀及可能發(fā)病因素，相關研究越來越多。同時，不同中醫(yī)證型的IBS動物模型除在原有基礎上進行改良外，不同的造模方法也被提出。

動物實驗作為科研先導，相比臨床而言，具有諸多優(yōu)點，但目前尚沒有公認的IBS動物模型。研制出客觀性、公認性和重復性較好的IBS動物模型不僅對現(xiàn)有IBS相關實驗研究具有積極的推動作用，也將對臨床研究具有指導作用?，F(xiàn)將IBS動物模型研究現(xiàn)狀和進展綜述如下。

1　便秘型IBS動物模型

主要為冰水灌胃模型。彭麗華等［6］模擬人類IBS危險因素——冰水飲用，每只大鼠給予冰水（0～4℃生理鹽水）2 mL每天1次灌胃，連續(xù)14 d。該法制成的動物模型具有腸道敏感性降低、回盲部及結腸肥大細胞增多、5-羥色胺陽性內(nèi)分泌細胞增多，較好地模擬了人類便秘型IBS的特征。冰水灌胃IBS動物模型作為目前較少的便秘型IBS動物模型，操作簡便，在腸道動力障礙類研究等方面應用廣泛。臨床上便秘型IBS患者相對而言較少，研究熱點相對集中在腹瀉型IBS動物模型。雖然現(xiàn)有的便秘型IBS動物模型較少，但研發(fā)更加貼近人類的便秘型IBS動物模型，仍然具有很大的研究空間。

2　腹瀉型IBS動物模型

2.1以中樞為靶點的刺激制成的IBS動物模型精神、心理因素是IBS重要影響因素，在IBS動物模型的研制方面，模擬人類IBS精神、心理因素制成的動物模型是相對較早出現(xiàn)也是較為普遍應用的。常見的以中樞為靶點的刺激有束縛——制動、慢性不可預見性刺激、母嬰分離等，這些模型根據(jù)不同需要及實驗條件應用均較多。

2.1.1束縛——制動刺激制成的IBS動物模型該模型最早由WilliamsCL于1988年提出。束縛前禁食24h，不禁飲，麻醉后用紙帶束縛大鼠前肩、前肢和胸部，麻醉蘇醒后提供飼料及水，防止大鼠搔抓頭、胸、腹部，不限制其他活動，持續(xù)24 h，可抑制大鼠小腸轉運、促進結腸運動，卻不產(chǎn)生潰瘍。由于操作較為簡便，這種IBS造模方法在近年來的研究中仍然可見到，但這種造模方法模擬影響IBS的因素較為單一，可結合其他因素合并制備影響因素更加趨于完善的IBS動物模型。因此，后期以此為基礎研制了很多類似的束縛——制動刺激制成的IBS動物模型，并在此基礎上進行了探索性研究。

2.1.2慢性不可預見性刺激制成的IBS動物模型采用普通環(huán)境、普通飼料，慢性應激21 d隨機禁食、禁飲24 h；用止血鉗夾距尾尖1 cm處，力度使大鼠發(fā)出哀叫聲即可，持續(xù)1min；45℃環(huán)境5min；4℃冰水游泳3min；晝夜顛倒；水平震蕩45 min，頻率150次/分，幅度10 cm；噪聲刺激：150 dB鬧鈴刺激10 min。每天僅給予大鼠1種處理，順序隨機，但任何連續(xù)2 d的處理均不相同，讓大鼠不能預料刺激的發(fā)生，共持續(xù)3周。慢性不可預見性刺激模型采用了多種慢性不可預見性刺激法包括禁食、禁飲、冰水游泳、晝夜顛倒、冷熱刺激、致痛、制動等。這種造模方法采用隨機的慢性刺激，模擬IBS患者復雜的心理、精神狀態(tài)，建立的動物模型更加多方面地貼近IBS患者的癥狀和身心狀態(tài)。作為一種本身就是多因素影響制備成的IBS動物模型，單獨出現(xiàn)在實驗研究里也有很多［7］；且有研究顯示，慢性不可預見刺激制成的IBS動物模型在目前國內(nèi)實驗研究中應用頻率較高。

2.1.3母嬰分離刺激制成的IBS動物模型利用早期生活刺激，在動物發(fā)育階段制成動物神經(jīng)系統(tǒng)永久性改變。一般通過嚙齒類動物（大鼠或小鼠）斷奶前（出生后1～21 d）將仔鼠和母鼠長時間地（1～24 h）分開進行造模。林澤斯等［8］研究顯示，母嬰分離刺激已通過大量的動物實驗研究證實，在實驗動物成年后能模擬IBS胃腸道癥狀及精神癥狀。有研究表明，實驗動物早期生活環(huán)境對成年后應激反應具有深刻影響［9-10］；早期發(fā)育階段的負性生活事件會增加疾病的易感性［11-12］，其中就包括了IBS［13］。利用母嬰分離刺激制成的IBS動物模型，因其同時模擬了IBS中樞精神癥狀及外周胃腸道癥狀，成為當前研究IBS生物學機制的一種常用動物模型。

2.2以外周為靶點的刺激制成的IBS動物模型以外周為靶點制備的IBS動物模型目前以機械刺激誘導、化學刺激誘導、寄生蟲感染誘導為主，食物誘導和腸道菌群調(diào)控誘導也有報道。

2.2.1化學刺激誘導制成的IBS動物模型Feng等［14］用三硝基苯磺酸（2，4，6-trinitrobenzenesulfonic acid sol，TNBS）誘導小鼠IBS模型。麻醉小鼠后將潤滑的聚乙烯球囊（長1.5 cm，直徑0.9 cm）從肛門插入0.5～1.0 cm并固定于鼠尾。將小鼠在麻醉蘇醒前放置在一個避光塑料筒內(nèi)，限制其活動。結直腸擴張（colo-rectal distention，CRD）由恒壓氣球充氣膨脹［15、30、45、60mmHg（1mmHg= 0.133 kPa），持續(xù)時間10 s］，每個壓力測試3次，每次間隔4 min。在進行 CRD當天將小鼠麻醉后向直腸內(nèi)注射TNBS（0.2 mL，50%乙醇10 mg/mL），在第2、7、14、28 d進行CRD重復操作。

2.2.2乙酸灌腸刺激誘導制成的IBS動物模型La等［15］將大鼠禁食一夜后采用乙醚吸入麻醉，經(jīng)肛門插入連接注射器的導管（距肛門8 cm），結腸內(nèi)灌入40 mg/L乙酸1 mL；緩慢拔出導管用手壓迫肛門并將大鼠尾抬高30 s，然后用0.01 mol/L磷酸鹽緩沖液（phosphate buffer solution，PBS）1 mL沖洗結腸。這種造模方法是利用大鼠結腸炎模型在乙酸灌腸后誘導結腸炎7 d后，造模大鼠髓過氧物酶活性和組織學特征恢復正常，內(nèi)臟感覺過敏和大鼠排便模式改變但沒有檢測到病理改變，這些特征符合IBS動物模型特征。同樣利用乙酸造模的方法將用石蠟油潤滑的導管沿大鼠肛門插入2 cm，注射0.5%乙酸0.2mL，每天注射1次，直至第21天，構建大鼠IBS模型。

2.2.3正丁酸鈉誘導制成的大鼠IBS模型Bourdu等［16］通過正丁酸鈉誘導大鼠IBS模型，給予正丁酸鈉溶液灌腸（8～1 000 mmol/L）每天2次，持續(xù)3 d。該模型建立成功后通過對結腸黏膜的組織學分析，提出降鈣素相關基因肽可作為治療IBS的新靶點，為IBS動物模型的研制提供了新的研究方向和突破點。

2.2.4病原體感染后IBS（post-infectious irritable bowel syndrome，PI-IBS）動物模型目前，已有的PI-IBS動物模型包括細菌感染和寄生蟲感染。細菌感染，如空腸彎曲桿菌等。寄生蟲感染，如旋毛蟲、巴西鉤蟲、小隱孢子蟲等。目前，最常見的是旋毛蟲感染制備的IBS動物模型，能模擬人類PI-IBS內(nèi)臟高敏感性、平滑肌高收縮性、免疫紊亂等臨床特征?？漳c彎曲桿菌、巴西鉤蟲和小隱孢子蟲感染制備的IBS動物模型，雖然會出現(xiàn)大便性狀改變或其他病理變化，但沒有腸道高敏性、動力異?；蚍置诟淖?，故仍需要探索研究。

2.3多因素聯(lián)合刺激制備的IBS動物模型以多因素聯(lián)合刺激制備的IBS動物模型相對中樞或外周單方面因素制備的IBS動物模型更能多方面模擬人類IBS的臨床表現(xiàn)。多因素結合方式有以中樞-中樞因素、外周-外周因素、中樞-外周因素、中樞-其他因素、外周-其他因素等多種結合方式制備IBS動物模型。據(jù)統(tǒng)計慢性束縛刺激聯(lián)合夾尾刺激、番瀉葉煎劑灌胃結合束縛刺激、慢性結腸刺激結合夾尾刺激、CRD聯(lián)合旋毛線蟲一過性腸道感染，冷-束縛刺激等造模方法在目前國內(nèi)實驗研究中應用頻率相對較高。

2.3.1慢性不可預見性刺激與其他因素聯(lián)合模型近年來，將慢性不可預見性刺激與其他因素相結合模型的研究越來越多。徐秋穎等［17］在慢性輕度不可預見性應激抑郁模型的基礎上結合脾胃濕熱動物模型制成的大鼠復合模型與人類脾胃濕熱泄瀉型IBS的發(fā)病狀態(tài)和發(fā)病機制相似，并具有較好的可重復性。同時，這種聯(lián)合模型也使脾胃濕熱大鼠動物模型在原基礎上更加穩(wěn)定，表現(xiàn)出IBS部分特征。呂紅等［18］采用慢、急性聯(lián)合應激模型研究IBS，即在慢性不可預知性應激模型基礎上給予急性束縛刺激。該模型可從腸道動力、感覺和心理行為等多方面模擬IBS表現(xiàn)，其結腸上皮細胞的分泌、結直腸球囊擴張引起的腹壁肌肉收縮均顯著增高，可模擬多因素作用下的IBS表現(xiàn)。

2.3.2母嬰分離、多因素聯(lián)合模型在母嬰分離模型基礎上增加外周胃腸道感染等刺激因素能更加貼近模擬IBS患者的精神狀態(tài)及胃腸道癥狀。閆雪等［19］將SD大鼠應用母嬰分離、腸道化學刺激、束縛刺激3種因素進行造模，進行一般狀況及大鼠體質(zhì)量測試、排大便情況評估、直腸敏感性測試、腸道推進測試等，并進行常規(guī)蘇木精-伊紅染色及5-羥色胺檢查。結果顯示，綜合因素造模成功，綜合因素組大鼠更加貼近臨床IBS多病因、發(fā)病機制復雜的情況，大大優(yōu)于單因素制成的動物模型。

3　中醫(yī)證型的IBS動物模型

中醫(yī)古籍中對IBS無專門論述，但根據(jù)疾病表現(xiàn)當屬于“泄瀉”、“便秘”、“腹脹”、“腹痛”等范疇，且多為慢性癥狀。根據(jù)《中醫(yī)消化病診療指南》［20］，分為肝郁脾虛證、脾胃虛弱證、肝郁氣滯證、脾腎陽虛證、脾胃濕熱證、腸燥津傷證等證型。IBS通過中醫(yī)辨證施治，臨床上可達到較為理想的療效。同時，IBS作為中醫(yī)藥優(yōu)勢病種之一，除要對其進行臨床觀察外，也要重視相對應的中醫(yī)證型的IBS動物模型的研發(fā)，對中醫(yī)治療IBS的動物實驗科研具有重要意義，也為推動、改革、完善中醫(yī)治療IBS方案具有重大意義?，F(xiàn)有研制的中醫(yī)證型的IBS動物模型并不完善，已研制的也需更進一步的系統(tǒng)評價。研究方向也大多集中在肝郁脾虛證和脾胃濕熱證等證型，其余證型的IBS動物模型研發(fā)相對進展緩慢。

潘永明等［21］用大耳白黑眼兔建立脾虛型IBS模型，濕熱環(huán)境應激連續(xù)7 d，4 h/d，第7天下午開始給予番瀉葉3 g/kg，灌胃量為10 mL/kg，連續(xù)7 d，飼料減半，但不限飲。譚潔等［22］建立改良的大鼠脾胃濕熱證IBS模型，以高糖高脂飼料喂養(yǎng)；第8天置于造模箱，溫度（32± 2）℃，相對濕度90%～95%；從第15天開始給予北京產(chǎn)二鍋頭10 mL/kg，每天1次，共7 d。房財富等［23］將大鼠每次給藥前禁食12 h，根據(jù)大鼠體質(zhì)量16 mL/kg灌0.36 g/mL番瀉葉煎煮液5.76 g/kg，下午15：00用棉繩束縛四肢限制其活動，每次1 h，每天1次，連續(xù)造模7d。趙迎盼等［24］也建立了一種疾病、證候、癥狀相結合的腹瀉型IBS動物模型。采用新生母子分離、慢性束縛、番瀉葉灌胃法復制大鼠腹瀉型IBS肝郁脾虛型病癥結合模型。除此之外，越來越多的有關多因素結合中醫(yī)證型的IBS動物模型的想法也被提出來。涂星等［20］將母嬰分離、冰水灌胃、限飲3種因素結合制作大鼠便秘型IBS模型，篩選出符合便秘型IBS臨床特征的動物模型建立方法并采用復方中藥逍遙散進行反證，判定模型為肝郁脾虛證的中醫(yī)證候范疇。

4　存在問題

近年來，關于IBS的動物模型研究有了較大進展，但仍存在一些問題：（1）目前，研制的IBS動物模型主要集中在SD大鼠等，其他IBS動物模型研制較少見；（2）現(xiàn)有研制的腹瀉型IBS與便秘型IBS動物模型方法種類差距較大，多以研制腹瀉型IBS動物模型為主；（3）現(xiàn)有的IBS動物模型多以模擬2個可能因素或多種因素聯(lián)合影響制成，其表現(xiàn)癥狀與人類IBS癥狀相似，但模擬的影響因素是否越多越能使制成的動物模型更加貼近標準模型尚有待于進一步論證；（4）IBS動物模型中沒有明顯的生物學標志，缺乏統(tǒng)一的評判標準；（5）多種因素聯(lián)合影響制成的IBS復合模型，雖能更加接近模擬IBS患者的癥狀和部分可能致病因素，但綜合來講，模擬患者生理、心理和行為還是具有一定差距；（6）部分模型制成后的穩(wěn)定性缺乏科學、系統(tǒng)的檢測方法；（7）目前的中醫(yī)證型動物模型較單一，主要集中于脾胃濕熱證和肝郁脾虛證，其他證型的模型研究尚有待于研發(fā)；（8）在單純中醫(yī)證型動物模型基礎上結合中樞、外周為靶點的刺激因素制成的聯(lián)合模型已有報道，具體某一中醫(yī)證型與何種因素相結合制備的IBS動物模型更穩(wěn)定、更加與人類IBS貼近，目前，尚未見文獻報道；（9）IBS病因和發(fā)病機制尚未闡明，目前，普遍認為影響因素很多，通過動物造模后確定造模成功的組織學、生化指標集中于幾種，可以探索從已有較成功的IBS動物模型上發(fā)現(xiàn)新的有意義的組織學和生化指標，尋找IBS動物模型新的造模突破口和研究IBS的新方向。

綜上所述，隨著關于IBS生理、病理等相關研究的深入，各學科之間不斷發(fā)展，IBS動物模型研究也在逐漸推進，近年來也取得了很多新的成果，但IBS動物模型的研究還有很大的進步空間，希望更多、更科學完善的動物模型被研制出來，為IBS的研究提供更加牢靠可信的基礎研究平臺。

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2016-05-27）