非侵入式與侵入式方法檢測肺纖維化大鼠的肺功能

李 梅 趙 斌 楊 塽 岑小波

（成都華西海圻醫(yī)藥科技有限公司，四川成都 610000）

圖1

全身體積描記法（Whole Body Plethysmograph，WBP），是一種目前被廣泛應(yīng)用于非臨床研究中的非侵入性技術(shù)，可檢測包括小鼠、大鼠和豚鼠等的呼吸功能。除了核心組試驗的檢測指標(biāo)，如潮氣量、呼吸頻率和每分通氣量外，還可以檢測吸氣和呼氣時間，吸氣和呼吸時的峰流量，呼吸暫停時間（Apneic Time）、呼吸暫停計數(shù)和氣道縮窄指數(shù)（Enhanced Pause，Penh）等，但這些參數(shù)并不是直接檢測呼吸氣流的變化，而是通過體積描記腔內(nèi)動物呼吸時引起腔體內(nèi)的壓力改變而演算得到的，并不是呼吸力學(xué)的直接反應(yīng)，所以其可靠性備受質(zhì)疑。強(qiáng)迫振蕩技術(shù)（Forced Oscillation Technique，F(xiàn)OT），主要檢測影響肺換氣功能的氣道阻力和肺順應(yīng)性等呼吸力學(xué)相關(guān)指標(biāo)，比如：阻力（R），順應(yīng)性（C）和彈性（E）、呼吸系統(tǒng)輸入阻抗（Z）、氣道阻力（Rn），組織衰減（G）和組織彈性（H）、壓力-容量環(huán)（PV-Loops），靜態(tài)順應(yīng)性（Cst）和遲滯性，由于是對呼吸力學(xué)變化的直接反應(yīng)，其檢測精準(zhǔn)，但該方法為侵入性，動物需要麻醉做氣管切開插管，測試結(jié)束動物被安樂死。本研究通過WBP和FOT檢測肺纖維化大鼠的肺功能，探索兩種方法的關(guān)聯(lián)，比較兩種方法的優(yōu)缺點，為非臨床呼吸系統(tǒng)功能的安全性評價提供方法參考。

1 方法

設(shè)計用博來霉素誘導(dǎo)肺纖維化的大鼠（12只）和對照組大鼠（12只）。將動物置于WBP腔中測量肺通氣參數(shù)。然后麻醉、氣管切口插管，并連接FOT系統(tǒng)獲取機(jī)械參數(shù)，并計算每組每個參數(shù)的測量平均值（圖1）。

2 結(jié)果

WBP：在肺纖維化大鼠組中觀察到呼吸模式的顯著變化。與對照組相比，潮氣量（TV）、吸氣時間（IT）、呼氣時間（ET）減少，呼吸頻率（RR）、呼氣峰流量（PEF）、氣道縮窄指數(shù)（Penh）、呼氣中期流量（EF50）和呼吸暫停計數(shù)（ApCt）增加。

FOT：肺纖維化大鼠的氣道阻力輕度升高，但肺順應(yīng)性和組織彈性有顯著變化。吸氣容積（IC）和整個呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性（Crs）下降，呼吸系統(tǒng)彈性（Ers）、組織衰減（G）和組織彈性（H）增加。壓力-容積（PV）曲線相關(guān)的A值和K值降低，靜態(tài)順應(yīng)性（Cst）也顯著降低（圖2）。

圖2

3 結(jié)論

通過WBP檢測得到的PEF、Penh 和 EF50增加，與FOT檢測結(jié)果中 Ers，G 和H 的增長是一致的，由此可見，WBP可提示氣道阻力或者肺順應(yīng)性的改變，但它受多種因素影響，存在一定的不可靠性。WBP檢測結(jié)果中ApCt升高，還提示肺纖維化引起了呼吸不穩(wěn)定性，但這在FOT檢測中沒法得到。

綜上所述，WBP是一種無創(chuàng)且操作便捷的方法，在特定條件下可以間接反映呼吸力學(xué)變化；FOT是一種有創(chuàng)且操作復(fù)雜，可以直接反映呼吸吸力學(xué)變化；兩種方法的檢測結(jié)果在一定程度上存在關(guān)聯(lián)性。因此，在非臨床研究中評價呼吸系統(tǒng)功能時，使用WBP可快速篩選化合物的呼吸毒性，若發(fā)現(xiàn)可能存在的呼吸力學(xué)改變，可進(jìn)一步通過FOT檢測進(jìn)行確認(rèn)。