一種改良兔心房纖顫模型建立方法的研究

江燕　白雪　趙立志　潘洪　楊思進

摘要：目的 ?尋找一種操作簡便、可重復性高的房顫建模方法，為研究心房纖顫的發(fā)生機制以及治療方案奠定基礎。方法 ?將新西蘭兔30只隨機分為正常對照組、常規(guī)模型組、改良組，每組各10只，正常對照組僅暴露心房和分離肺靜脈，J形雙極起搏電極置于左心房，僅置入電極而不起搏;常規(guī)模型組暴露心房分離肺靜脈后將起搏電極縫在左心房，高頻起搏左心房起搏12 h;改良組暴露心房，分離肺靜脈，然后在肺靜脈主干任意處使用自制雙電極電刺激，進行程序期前刺激12 h，比較三組存活情況、房顫誘發(fā)率、房顫發(fā)作的心室率及房顫持續(xù)時間，測量完畢后分離左心耳進行HE染色，觀察三組左心耳纖維化程度。結果 ?三組死亡率均為10.00%，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）;正常對照組未誘發(fā)出心律失常，常規(guī)模型組房顫有誘發(fā)率為50.00%，改良組誘發(fā)率為80.00%，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）;常規(guī)模型組房顫發(fā)作時平均心室率為（121.00±15.35）次/min，低于改良組的（154.00±18.49）次/min，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）;常規(guī)模型組房顫持續(xù)時間為（425.40±49.51）s，低于改良組的（817.60±39.16）s，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）;改良組每倍鏡下心肌纖維化及細胞空泡程度高于常規(guī)模型組及對照組。結論 ?兔心房纖顫時左心耳的纖維化程度較正常竇性心律時增加，房顫發(fā)生時心耳也出現(xiàn)結構重構，本次改良方法可成功建立心房纖顫模型，且成功率高、方法簡單、重復性好，值得推廣。

關鍵詞：心房纖顫;兔;動物模型;改良

中圖分類號：R541.75 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.18.016

文章編號：1006-1959（2020）18-0051-04

Study on an Improved Method for Establishing Rabbit Atrial Fibrillation Model

JIANG Yan，BAI Xue，ZHAO Li-zhi，PAN Hong，YANG Si-jin

（Department of Cardiology，the Affiliated Hospital of Traditional Chinese Medicine，Southwest Medical University，

Luzhou 646000，Sichuan，China）

Abstract：Objective ?To find a simple and reproducible atrial fibrillation modeling method to lay the foundation for the study of the mechanism of atrial fibrillation and treatment options. Methods ?30 New Zealand rabbits were randomly divided into normal control group， conventional model group， and modified group， each with 10 rabbits. The normal control group only exposed the atrium and separated the pulmonary vein. The J-shaped bipolar pacing electrode was placed in the left atrium and only placed the electrode is inserted without pacing; the conventional model group was exposed to the atrium and the pulmonary vein is separated， the pacing electrode was sewn to the left atrium， and the left atrium was paced with high frequency pacing for 12 h; the modified group was exposed to the atrium， separates the pulmonary vein， and then use it anywhere in the pulmonary vein self-made dual-electrode electrical stimulation， performed pre-procedural stimulation for 12 h， compared the survival， atrial fibrillation induction rate， ventricular rate of atrial fibrillation and the duration of atrial fibrillation in the three groups. After the measurement， the left atrial appendage was separated for HE staining， and the three groups were observed The degree of left atrial appendage fibrosis.Results ?The mortality rate of the three groups was 10.00%，the difference was not statistically significant （P>0.05）; the normal control group did not induce arrhythmia， the induction rate of atrial fibrillation in the conventional model group was 50.00%， and the induction rate of the modified group was 80.00%，the difference was statistically significant （P<0.05）; the average ventricular rate during the onset of atrial fibrillation in the conventional model group was （121.00±15.35） beats/min， which was lower than that of the modified group （154.00±18.49） beats/min，the difference was statistically significant （P<0.05）; The duration of atrial fibrillation in the conventional model group was （425.40±49.51） s， which was lower than （817.60±39.16） s in the modified group，the difference was statistically significant （P<0.05）; The degree of muscle fibrosis and cell vacuolation was higher than that of the conventional model group and the control group.Conclusion ?The degree of fibrosis of the left atrial appendage in rabbits with atrial fibrillation was higher than that of normal sinus rhythm， and the structure of the atrial appendage was also remodeled when atrial fibrillation occurs. This modified method could successfully establish atrial fibrillation model with high success rate and simple method，good repeatability， worthy of promotion.

Key words：Atrial fibrillation;Rabbit;Animal model;Improvement

心房纖顫是臨床上常見的心律失常之一，隨著人口老齡化，房顫的發(fā)生率呈上升趨勢，據(jù)不完全統(tǒng)計，大于80歲人群中，房顫發(fā)生率高達10%，高危心臟病患者人數(shù)可達30%[1]。房顫時心房的有效收縮消失，心排血量降低、血液瘀滯，容易形成附壁血栓，從而導致栓心力衰竭、栓塞等不良事件[2]，使患者生活質(zhì)量降低、死亡率升高，給社會帶來巨大負擔，此一直是心血管領域研究的熱點和難點。很多疾病都可導致心房纖顫的發(fā)生，如心臟瓣膜病、缺血性心肌病、高血壓、甲亢、糖尿病、縮窄性心包炎、慢性肺源性心臟病等[3]，但也有少許患者為單純性孤立性房顫。近年來隨著新型口服抗凝藥物的問世、房顫射頻消融以及左心耳封堵術的推廣[4]，房顫的治療取得了突破性進展，但心房纖顫的發(fā)生機制仍是基礎和臨床工作者共同面臨的重大課題。以上工作的開展均離不開房顫模型的建立，如何建立一個簡便、重復性高、成本低、容易推廣應用的試驗模型顯得尤為重要。本文旨在通過對兔心房纖顫建模方法的改良，探尋一種操作簡便、可重復性高的建模方法，以便后期為研究心房纖顫的發(fā)生機制奠定基礎。

1材料與儀器

1.1實驗動物 ?成年雄性新西蘭大耳白兔30只，由西南醫(yī)科大學實驗動物中心提供，體重2～3 kg，按照隨機數(shù)字表法分為正常對照組10只、常規(guī)模型組10只、改良組10只。

1.2儀器和器械

1.2.1主要儀器 ?RM6240BD多道生理信號采集處理系統(tǒng)（成都儀器廠）、BL-420E生物機能試驗系統(tǒng)（成都泰盟科技有限公司）、心內(nèi)膜電圖引導電極（成都儀器廠）。

1.2.2實驗器械及藥品 ?鑷子、止血鉗、組織剪、眼科剪、大剪刀、動脈夾、注射器、燒杯、量筒、棉簽、紗布等。鹽酸利多卡因注射液（山東華魯制藥有限公司，批號1103034）、戊巴比妥鈉（北京化學試劑公司，德國進口分裝）。

1.3方法 ?用丙戊酸鈉麻醉兔后，將其固定在解剖臺上，止血鉗撐開口腔后植入一口咽通氣管用于安置食道刺激電極。然會將四肢和頸部的兔毛剪掉并清潔相應部位的皮膚，將心電圖機上的紅、黃、黑、綠四個電極線分別接于兔的右前肢、左前肢、右后肢、左后肢，選取最為清晰的Ⅱ?qū)?lián)監(jiān)測心電情況，記錄此時的心電圖為正常竇性心律。

1.3.1正常對照組 ?在麻醉狀態(tài)下，打開胸前皮膚及皮下組織，僅暴露靜脈靜脈、心房和分離肺靜脈，穿刺植入2F電極導線，結扎遠端頸外靜脈，經(jīng)超聲證實，J形雙極起搏電極置于左心房，僅置入電極而不起搏，穩(wěn)定15 min后記錄此時的心電圖。

1.3.2常規(guī)模型組 ?兔麻醉后暴露心房分離右側(cè)頸外靜脈、肺靜脈后，穿刺植入3F電極導線，結扎遠端頸外靜脈，經(jīng)超聲證實，J形雙極起搏電極置于左心房，穩(wěn)定15 min后采取連續(xù)單刺激模式，高頻起搏左心房起搏12 h，起搏頻率為500次/min，脈寬0.5 mv，強度3.5 v。

1.3.3改良組 ?同常規(guī)模型組，麻醉兔后暴露心房，分離右側(cè)頸內(nèi)靜脈、肺靜脈，然后在肺靜脈主干任意處使用自制雙電極電刺激，兩根電極之間的距離為4 mm，穩(wěn)定15 min后進行程序期前刺激12 h，心臟程序期前刺激法（S1S2），分別測量基礎刺激間期（S1S1）分別為200 mS、150 mS。

1.4觀察左心耳心肌纖維化程度 ?試驗結束后，將兔處死，取其左心耳脫水、固定、切片后進行HE染色，觀察左心耳心肌纖維化程度。

1.5指標判定 ?利用容積導體記錄體表Ⅱ?qū)?lián)心電圖（ECG）監(jiān)測心房纖顫誘發(fā)的情況。當Ⅱ?qū)?lián)心電圖記錄到AF發(fā)生時，按下計時器記錄房顫發(fā)作和中止時時間作為房顫的持續(xù)時間。AF誘發(fā)成功的標準必須滿足以下三個條件：①AF發(fā)作時，Ⅱ?qū)?lián)心電圖可見P波消失，代之以大小不等、形態(tài)及時限不規(guī)則的f波，f波頻率為350～600次/min，R-R間期絕對不齊，QRS波群形態(tài)正常。②聽診時可聞及心率絕對不齊，第一心音強弱快慢不等，脈搏短絀。③房顫發(fā)作的持續(xù)時間須超過20 min。

1.6統(tǒng)計學處理 ?用SPSS20.0和Excel2000軟件處理實驗數(shù)據(jù)，計量資料采用（x±s）表示，組間比較行t檢驗;計數(shù)資料采用（%）表示，行？字2檢驗。P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

2結果

2.1三組動物存活及并發(fā)癥情況 ?正常對照組死亡1只，死因為切口血腫，死亡率為10.00%;常規(guī)模型組死亡1例，死亡原因為誘發(fā)室顫后心力衰竭，死亡率為10.00%;改良組死亡1例，該例動物在誘發(fā)快速房顫后心臟驟停死亡，尸檢未發(fā)現(xiàn)明顯異常，考慮快速心室率誘發(fā)心力衰竭，改良組的死亡率也為10.00%，三組死亡率比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。

2.2三組心律失常發(fā)生情況比較 ?正常對照組無心律失常發(fā)生，常規(guī)模型組和改良組可見誘發(fā)心房纖顫，其中常規(guī)模型組還有頻發(fā)室早、室性心動過速、室內(nèi)阻滯發(fā)生，心律失常心電圖見圖1;改良組的心律失常類型少于常規(guī)模型組，主要以心房纖顫為主，其中僅1例頻發(fā)室性早搏，無室速和室顫，心律失常的類型和發(fā)生率見表1。常規(guī)模型組和改良組發(fā)生心房纖顫的平均心室率以及房顫維持的平均時間見表2。

2.3各組兔左心房心肌纖維化程度 ?正常對照組未誘發(fā)出房顫的心肌纖維化程度不明顯，常規(guī)模型組和改良組誘發(fā)出房顫的心肌纖維排列欠整齊，心肌細胞腫脹明顯，部分心肌可見纖維化。改良組每倍鏡下心肌纖維化及細胞空泡下程度明顯高于常規(guī)模型組及對照組，見圖2、圖3。

3討論

隨著人口老齡化的加劇，房顫的發(fā)病率呈上升趨勢，據(jù)不完全統(tǒng)計，中國大陸目前房顫患者人數(shù)超過1000萬，而大于75歲人群中，房顫發(fā)生率高達10%，高危心臟病患者人數(shù)可達30%[5]。房顫發(fā)作時，由于心房無規(guī)律的跳動，使得心房失去了有效收縮，從而導致心排血量減少，嚴重影響心功能造成心力衰竭[6]。同時，由于血液在心房內(nèi)瘀滯以及形成渦流，容易使心房或左心耳形成附壁血栓，栓子脫落可致栓塞事件，使患者生活質(zhì)量降低、致殘率、死亡率升高，給社會帶來巨大負擔，此一直是心血管領域研究的熱點和難點。對心房纖顫的發(fā)生機制和治療的研究，是基礎和臨床工作者共同面臨的重大課題。

近年來，國內(nèi)外眾多學者為房顫研究進行了不懈努力，使得房顫發(fā)生過程中的電生理機制、結構重構、基因?qū)W、內(nèi)分泌機制等方面研究都有了一定程度的研究，房顫三維射頻消融術、左心耳封堵、外科迷宮手術等在臨床上的應用，使得房顫的治療成功率得到大大提高[7]。以上的成就的取得均離不開成功的房顫模型的建立，并在此基礎上進行的大量基礎研究，這些研究對于闡明和探尋房顫發(fā)生發(fā)展機制以及治療方案起到了很多的作用。

目前成功建立的房顫模型中，使用的試驗動物主要為犬、豬、大鼠和兔。如烏頭堿注射入犬右心耳或肺靜脈誘發(fā)心房纖顫[8];乙酰膽堿聯(lián)合聯(lián)合心房Brust刺激誘發(fā)犬心房纖顫模型;盡管近年來許多研究均成功建立了房顫的體內(nèi)、體外試驗模型，但大多存在科研成本高、試驗動物存活率低、重復性低、技術難度高、操作復雜等特點，難以進行推廣及應用。基于上述缺點，創(chuàng)立一種簡便、可靠、重復性高且更好模擬人體房顫的模型顯得尤為必要。

心房纖顫的發(fā)病原因復雜，且臨床上可引起房顫的發(fā)病機制也不單一，目前尚無一種理想的模型能與臨床上眾多心房纖顫病因相對應。但目前已有資料證實兔快速心房起搏引起的電生理改變，與人類房顫發(fā)生時的電生理改變一致，因此利用兔進行房顫的發(fā)病機制研究比較合理。我們設計了改良兔心房纖顫模型，本研究通過微創(chuàng)技術分離右側(cè)頸內(nèi)靜脈、肺靜脈，然后在肺靜脈主干任意處使用自制雙電極電刺激，簡化了手術操作步驟及降低了對試驗動物的創(chuàng)傷，在保證了試驗動物的存活率、降低了科研成本的前提下，更好地模擬了人類房顫發(fā)生的機制。采用單相動作電位記錄技術和心臟程序期前刺激法，分別測量基礎刺激間期分別為200 mS、150 mS時房顫誘發(fā)率、房顫平均持續(xù)時間等電生理指標，本實驗利用電極持續(xù)刺激肺靜脈，代替了將電極插入心房內(nèi)，既保證了有效起搏，又減少了創(chuàng)傷和試驗難度。

綜上所述，心房纖顫時左心耳的纖維化程度較正常竇性心律時增加，房顫發(fā)生時心耳也出現(xiàn)結構重構，本次改良方法可成功建立心房纖顫模型，且成功率高、方法簡單、重復性好，值得推廣。

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收稿日期：2020-06-15;修回日期：2020-06-27

編輯/王朵梅