基于中西醫(yī)臨床病癥特點(diǎn)的乳腺癌動(dòng)物模型分析

王 雪張媛鑫田 碩彭孟凡武香香苗明三

(河南中醫(yī)藥大學(xué),鄭州 450046)

乳腺癌是我國(guó)女性最高發(fā)的惡性腫瘤之一[1],也是全球女性最常見且死亡率最高的癌癥之一,其發(fā)病率每年以3%～4%的速度上升,最新研究發(fā)現(xiàn),全球每76 s就有一位乳腺癌確診患者,這極大威脅了女性的生命健康和生活品質(zhì)[2]。St.Gallen共識(shí)專家組以循證醫(yī)學(xué)為依據(jù),根據(jù)治療基礎(chǔ)將乳腺癌分型分為luminal A型、luminal B型、Erb-B2過(guò)表達(dá)型、基底樣型4類[3],目前臨床治療多采用手術(shù)切除、放射線治療、靶向治療、內(nèi)分泌、免疫及中醫(yī)藥調(diào)理等綜合治療模式[4],其中,中醫(yī)藥治療已成為我國(guó)乳腺癌治療方式的重要組成部分。中醫(yī)將乳腺癌歸于“乳巖”范疇,其主要病因多由正虛邪盛、情志失調(diào)、經(jīng)絡(luò)受阻等因素引起[5],治療以扶正祛邪,調(diào)暢情志為主。

動(dòng)物模型(animal model of human diseases)是具有人類疾病模擬性表現(xiàn)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)對(duì)象和材料,是現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)研究中極為重要的一種實(shí)驗(yàn)方法和手段[6],能方便,高效地認(rèn)識(shí)人類疾病的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律和研究防治措施[7]。現(xiàn)存的多數(shù)動(dòng)物模型雖在一定程度反應(yīng)了疾病的癥狀,但有些疾病模型的建立忽略了中醫(yī)“證候”、“病癥統(tǒng)一”等因素,存在模型動(dòng)物宏觀癥狀與人類臨床相差較大的缺陷,不利于相關(guān)疾病的研究。本文總結(jié)現(xiàn)有的乳腺癌動(dòng)物模型,將其與中西醫(yī)臨床病證特點(diǎn)的吻合情況進(jìn)行分析,闡述模型存在的優(yōu)缺點(diǎn),提出中醫(yī)模型完善方向,以期為乳腺癌的中醫(yī)藥治療提供理論依據(jù)。

1 乳腺癌的病因病機(jī)

1.1 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)病因病機(jī)

臨床中乳腺癌的高危因素有:家族成員中有乳腺癌患病史;生產(chǎn)年齡過(guò)大;初潮年齡過(guò)早(＜12歲)或絕經(jīng)年齡較晚(＞50歲);肥胖患者;過(guò)量服用雌激素以及內(nèi)分泌失調(diào)等[8-9]。乳腺癌家族史:乳腺癌的發(fā)生率與親屬中癌癥患者數(shù)量成正比[10];初潮早、絕經(jīng)晚方面:初潮年齡＜12歲,乳腺癌的確診率較高[11];絕經(jīng)時(shí)間異常與人體內(nèi)的胰島素樣生長(zhǎng)因子有關(guān),生長(zhǎng)因子表達(dá)越高,患乳腺癌的概率更大[12];環(huán)境方面:苯并芘物質(zhì)有強(qiáng)致癌性,主要存在于煤煙、香煙、汽車尾氣、烹飪油煙等環(huán)境中,大量吸收后對(duì)機(jī)體產(chǎn)生不可逆的傷害[13];內(nèi)分泌失調(diào):人體內(nèi)分泌紊亂,雌二醇、催乳素等激素的升高,將會(huì)導(dǎo)致乳腺癌的發(fā)病率升高[6]。

1.2 中醫(yī)學(xué)病因病機(jī)

在傳統(tǒng)祖國(guó)醫(yī)學(xué)記載中,乳腺癌歸屬于“乳巖”范疇?！夺t(yī)學(xué)正傳》云:“乳巖多生于憂郁積忿婦女”,乳房在經(jīng)絡(luò)循行中涉及到肝、胃、膽經(jīng),長(zhǎng)期情志不暢,引起肝氣郁結(jié),氣血運(yùn)行紊亂,經(jīng)絡(luò)受阻,日久郁而化火,痰結(jié)血瘀,凝結(jié)于乳而致癌。《格致余論》中云:“憂怒抑郁,朝夕積累,脾氣消阻,肝氣積滯,遂成隱核”,情志失調(diào)可引起臟腑失和,經(jīng)絡(luò)受阻,氣滯血瘀等癥狀[14],中醫(yī)認(rèn)為情志失調(diào)是導(dǎo)致乳巖發(fā)生的最重要因素?！夺t(yī)學(xué)匯編·乳巖附論》云:“正氣虛則為巖”,乳腺癌的發(fā)病以氣血虧虛為本,痰毒血瘀為標(biāo)[15],正氣虧虛可看作是乳腺癌的內(nèi)因。

2 乳腺癌診斷標(biāo)準(zhǔn)及特點(diǎn)

2.1 西醫(yī)乳腺癌診斷標(biāo)準(zhǔn)及特點(diǎn)

西醫(yī)一般根據(jù)臨床表現(xiàn)、病理影像學(xué)、細(xì)胞等相關(guān)檢查進(jìn)行判定,其中病理學(xué)和超聲檢查是診斷乳腺癌最重要的指標(biāo),依據(jù)乳腺癌診療規(guī)范(2018年版)以及中國(guó)抗癌協(xié)會(huì)乳腺癌診治指南與規(guī)范(2019年版)[16]總結(jié)出西醫(yī)乳腺癌診斷標(biāo)準(zhǔn),見表1。

表1 西醫(yī)診斷標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Diagnostic criteria of

2.2 中醫(yī)診斷標(biāo)準(zhǔn)及特點(diǎn)

中醫(yī)藥作為傳統(tǒng)祖國(guó)醫(yī)學(xué)的特色療法,治療效果顯著,但單純中醫(yī)不能確診乳腺癌,需結(jié)合西醫(yī)檢查方可診斷。根據(jù)《中醫(yī)外科常見病診療指南·乳癖》[17],可將乳腺癌中醫(yī)證型主要分為:肝郁氣滯型,痰瘀互結(jié)型,沖任失調(diào)型。見表2。

表2 中醫(yī)辨證Table 2 TCM syndrome differentiation

續(xù)表

3 模型動(dòng)物的選擇

乳腺癌模型可選動(dòng)物有小鼠、大鼠、轉(zhuǎn)基因鼠、免疫缺陷鼠、樹鼩、犬、豬、兔和斑馬魚等。其中,大、小鼠因繁殖能力強(qiáng)、飼養(yǎng)條件低、實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單等,應(yīng)用最為廣泛。轉(zhuǎn)基因鼠,轉(zhuǎn)基因鼠可明確基因功能,鑒別潛在的癌癥基因和腫瘤標(biāo)志物,利于發(fā)病機(jī)制的研究[18],但成本較高,技術(shù)要求高。免疫缺陷鼠因能體現(xiàn)人類腫瘤微環(huán)境特征,常用于移植性乳腺癌動(dòng)物模型的構(gòu)建。樹鼩也可作為乳腺癌的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型,但存在問(wèn)題問(wèn)題較多,比如其誘導(dǎo)出的腫瘤分型多為乳頭狀癌,并非人類常見的浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌[19-20];犬的基因組序列與人類具有高度相似性,在組織病理學(xué)、分子靶點(diǎn)、腫瘤遺傳學(xué)特點(diǎn)以及給藥后反應(yīng)等方面與人類自發(fā)性乳腺腫瘤共同特征相似,但自發(fā)乳腺癌模型的犬類誘發(fā)較困難,大多是與犬相關(guān)的人源腫瘤異種移植模型[21-22]。實(shí)驗(yàn)豬需要5個(gè)或更多致癌突變才能發(fā)生變化,現(xiàn)有的BRCA1缺陷乳腺癌的豬模型可用于實(shí)驗(yàn)研究,但BRCA1單倍基因缺失的小豬存活天數(shù)卻不到18 d,這很大程度限制了豬模型在乳腺癌方面的深入研究[23]。相比豬,兔的乳腺癌模型造模周期短,腫瘤誘導(dǎo)成功率也較高,常應(yīng)用于轉(zhuǎn)移后的癌癥模型,男性乳腺癌(MBC)較罕見,但其死亡率高于女性[24],兔的腋淋巴結(jié)和肺的區(qū)域性淋巴組織轉(zhuǎn)移和男性較類似,可用于構(gòu)建兔MBC模型,但是,誘導(dǎo)的兔模型多為鱗癌而非臨床乳腺癌的腺癌類型[25]。斑馬魚與哺乳動(dòng)物在生理和遺傳方面有高度的相似性,可作為異種移植腫瘤模型,其透明的胚胎便于觀察腫瘤的發(fā)生、侵襲以及轉(zhuǎn)移等[26],但是斑馬魚確存在無(wú)乳腺組織等缺點(diǎn),其適用范圍存在一定的局限性[27]。通過(guò)查詢文獻(xiàn),發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有乳腺癌動(dòng)物模型有自發(fā)性乳腺癌小鼠模型、誘發(fā)性動(dòng)物模型(多為化學(xué)制劑誘導(dǎo)乳腺癌動(dòng)物模型)、移植動(dòng)物模型(異種移植建立乳腺癌動(dòng)物模型)、基因工程模型(主要包括轉(zhuǎn)基因,基因編輯,基因敲除),品種以大鼠、小鼠、轉(zhuǎn)基因鼠、免疫缺陷鼠為主,總結(jié)造模方法,分析模型特征,進(jìn)行臨床吻合度的評(píng)價(jià),具體見表3。

表3 現(xiàn)有動(dòng)物模型分析Table 3 Analysis of existing animal models

4 討論

乳腺癌模型主要有自發(fā)性、誘發(fā)性、移植性和基因工程(轉(zhuǎn)基因、基因編輯)4大類。自發(fā)性乳腺癌模型減少了造模時(shí)人為因素對(duì)動(dòng)物的影響,更接近于自然乳腺癌的發(fā)病特點(diǎn),臨床吻合度高,最適合研究乳腺癌的病因、發(fā)生發(fā)展以及預(yù)防性用藥;但其人工培育時(shí)間長(zhǎng),實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng),實(shí)驗(yàn)成本較高?；瘜W(xué)制劑誘導(dǎo)乳腺癌動(dòng)物模型病因比較明確,誘導(dǎo)方法也多樣化,與人類發(fā)生的乳腺癌有較多相似之處,適合研究臨床上長(zhǎng)期從事化工、長(zhǎng)期接觸電離輻射等職業(yè)乳腺癌患者的類型,是目前乳腺癌模型制備最常用的方法。移植動(dòng)物模型移植癌細(xì)胞成功率高,應(yīng)用廣泛;但移植腫瘤缺少腫瘤形成的微環(huán)境和內(nèi)環(huán)境,對(duì)乳腺癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程的研究有一定限制性。基因工程有轉(zhuǎn)基因和基因編輯兩大類,轉(zhuǎn)基因動(dòng)物是指以實(shí)驗(yàn)方法導(dǎo)入外源基因,在染色體組內(nèi)穩(wěn)定整合并能遺傳給后代的一類動(dòng)物,轉(zhuǎn)基因模型的組織有較高特異性,是比較理想的動(dòng)物模型;但其實(shí)驗(yàn)操作復(fù)雜、不易被影像學(xué)檢測(cè)、成功率低、費(fèi)用昂貴,臨床應(yīng)用并不廣泛,并且轉(zhuǎn)基因小鼠因外源基因注射后整合基因組的情況不是很明確,逐漸地被基因編輯鼠所替代;基因組編輯技術(shù)是一種通過(guò)同源重組手段定向改造(插入或敲除)基因組的技術(shù),是進(jìn)行基因組改造和探索基因功能的關(guān)鍵手段,近幾年出現(xiàn)了多種新型基因組編輯工具,如鋅指核酸酶、類轉(zhuǎn)錄激活因子效應(yīng)物核酸酶以及CRISPR/Cas9技術(shù),其中,CRISPR/Cas9技術(shù)由于構(gòu)建簡(jiǎn)單、成本低、效率高等特點(diǎn),自發(fā)明以來(lái)迅速被研究人員廣泛應(yīng)用于各類科學(xué)研究中,成為了當(dāng)今生命科學(xué)研究的熱門技術(shù)。Moses等[35]和Wang等[36]學(xué)者發(fā)現(xiàn),利用CRISPR/Cas9技術(shù)可以有效激活TNBC SUM159細(xì)胞中PTEN這一與乳腺癌發(fā)生相關(guān)的基因,達(dá)到抑制腫瘤的目的,此技術(shù)還可通過(guò)干預(yù)HER2基因,抑制絲裂原活化蛋白激酶/胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶信號(hào)通路,影響乳腺癌細(xì)胞的增殖。基因工程動(dòng)物模型是在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)上開發(fā)的模型,可定向研究某基因在乳腺癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的作用,但其忽視了后天情志因素對(duì)乳腺癌致病的影響,與臨床乳腺癌患者的實(shí)際情況不符,研究發(fā)現(xiàn),腫瘤細(xì)胞可被外部環(huán)境和心理應(yīng)激反應(yīng)等因素影響,改變和維持利于自身生存和發(fā)展的條件,促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和發(fā)展。因此,后期研究可考慮在基因編輯的基礎(chǔ)上增加中醫(yī)病因刺激,利用現(xiàn)代科技手段,從多角度出發(fā),制備出與臨床吻合度高的動(dòng)物模型。中醫(yī)證型分為肝郁氣滯型、痰瘀互結(jié)型、沖任失調(diào)型3個(gè)證型,通過(guò)現(xiàn)有動(dòng)物模型與臨床吻合度進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)自發(fā)型乳腺癌模型適用于肝郁氣滯、沖任失調(diào)型;誘發(fā)性動(dòng)物模型適用于肝郁氣滯型、痰瘀互結(jié)型、沖任失調(diào)型;移植性動(dòng)物模型適用于肝郁氣滯型、痰瘀互結(jié)型;轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型適用于肝郁氣滯型、痰瘀互結(jié)型、沖任失調(diào)型;基因編輯動(dòng)物模型適用于肝郁氣滯型、痰瘀互結(jié)型、沖任失調(diào)型。目前,成功的動(dòng)物模型多以腫瘤成瘤率為主要標(biāo)準(zhǔn),缺少行為學(xué)的指標(biāo),如對(duì)模型動(dòng)物的痛閾值、活動(dòng)狀態(tài)等方面未作詳細(xì)描述,與臨床上乳腺癌患者的中、西醫(yī)診斷標(biāo)準(zhǔn)存在一定差異。

乳腺癌死亡的主要原因是癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移,但轉(zhuǎn)移的潛在機(jī)制在目前來(lái)說(shuō)仍是未知的,國(guó)內(nèi)最常用的乳腺癌轉(zhuǎn)移動(dòng)物模型是通過(guò)皮下移植瘤構(gòu)建的,由于其操作簡(jiǎn)便、周期短,常被用于藥物藥效篩選的研究中,但其忽視了腫瘤發(fā)生的微環(huán)境,在乳腺癌的疾病發(fā)展過(guò)程研究中受到一定限制。因此,建立腫瘤模型必須要考慮癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移因素[37]。制備小鼠乳腺移植瘤模型,可通過(guò)皮下注射、尾靜脈注射、乳墊以及心內(nèi)注射4種方法,最終發(fā)現(xiàn)乳墊注射制備的乳腺癌模型與臨床病理較類似,比較適合藥理學(xué)評(píng)價(jià)和疾病機(jī)制的研究[38]。目前男性乳腺癌(MBC)是一種罕見的惡性腫瘤,其死亡率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于女性[39]。最近幾年,男性乳腺癌的發(fā)病率呈現(xiàn)出升高的趨勢(shì)[40],而在動(dòng)物造模時(shí)多用雌性小鼠,雌雄有別,雄性的生理特點(diǎn)與患乳腺癌有哪些內(nèi)在聯(lián)系?值得我們進(jìn)一步深入探討。

兩千多年前,《黃帝內(nèi)經(jīng)》中提出“上醫(yī)治未病,中醫(yī)治欲病,下醫(yī)治已病”,預(yù)防遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于治療,近年來(lái)醫(yī)院相繼成立治未病中心,相應(yīng)的也要多加開展預(yù)防乳腺癌發(fā)生的動(dòng)物模型研究?！夺t(yī)學(xué)正傳》云:“乳巖多生于憂郁積忿婦女”,乳房在經(jīng)絡(luò)循行中涉及到肝、胃、膽經(jīng),長(zhǎng)期情志不暢,引起肝氣郁結(jié),氣血運(yùn)行紊亂,經(jīng)絡(luò)受阻,日久郁而化火,痰結(jié)血瘀,凝結(jié)于乳而致癌?，F(xiàn)階段,乳腺癌動(dòng)物模型復(fù)制較少納入中醫(yī)因素,已有的造模方法以西醫(yī)為主,缺少中醫(yī)七情內(nèi)傷等致病因素,而在祖國(guó)醫(yī)學(xué)中情志因素是導(dǎo)致乳腺癌發(fā)生發(fā)展十分關(guān)鍵的因素,所以,可以在西醫(yī)造模成功的前提下對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物施以恐嚇?lè)?、夾尾法、噪聲、四肢捆綁、強(qiáng)迫游泳以及冰水刺激等情志方面刺激,模擬臨床上中醫(yī)致病因素,提高“病”與“癥”的結(jié)合。如羅暢等[41]在化學(xué)致癌物的基礎(chǔ)上用激怒應(yīng)激法使大鼠形成氣郁狀態(tài),大鼠乳腺癌的潛伏期縮短;鄧衛(wèi)芳等[42]通過(guò)對(duì)大鼠禁食禁水、快速旋轉(zhuǎn)振蕩、熱應(yīng)激以及徹夜光照等應(yīng)激建立乳腺癌癌前病變“毒瘀互結(jié)”病證結(jié)合模型;張曉龍[43]提出建立肝氣郁結(jié)模型時(shí),應(yīng)遵從中醫(yī)的致病原理,對(duì)動(dòng)物“投其所惡”,從而使動(dòng)物呈現(xiàn)出肝郁氣結(jié)狀態(tài)。乳腺癌動(dòng)物模型制備方法多,且各具優(yōu)缺點(diǎn),改進(jìn)現(xiàn)有模型或建立新的模型,增加中醫(yī)“證”的因素,并將其作為未來(lái)模型構(gòu)建的主要考慮因素,可使得乳腺癌研究更加貼合臨床實(shí)際。