高血壓與頸性高血壓動(dòng)物模型研究進(jìn)展

謝思維 黃哲女 劉 芳 顧逸文

高血壓是全世界公認(rèn)的導(dǎo)致心腦血管疾病及過(guò)早死亡的主要原因。據(jù)估計(jì)，2010 年全球大約有31.1%的成年人（約有13.9 億人）患有高血壓[1]，2017年我國(guó)大約有2.5 億人患有高血壓[2]。即使臨床上采用各種降血壓藥物進(jìn)行干預(yù)及治療，但是高血壓的患病率仍然居高不下，尤其在一些低收入及中收入水平國(guó)家。頸椎病是由于頸部神經(jīng)根、椎動(dòng)脈、交感神經(jīng)及脊髓等一種或者多種出現(xiàn)病變的臨床常見(jiàn)綜合征，全球發(fā)病率高且逐年向年輕化發(fā)展[3]。其發(fā)生的原因主要包括先天發(fā)育畸形、頸椎退行性病變、慢性頸椎勞損、外傷等，從而引起關(guān)節(jié)紊亂、炎癥反應(yīng)、骨質(zhì)增生等變化[4]。頸性高血壓屬于繼發(fā)性高血壓類(lèi)型，大多發(fā)生于中青年人。它是由頸椎疾病所引起的，通過(guò)對(duì)椎動(dòng)脈或頸部交感神經(jīng)節(jié)等產(chǎn)生直接或間接性刺激，導(dǎo)致血壓上升。單純使用降壓藥物治療效果不佳甚至起不到降壓效果，需經(jīng)過(guò)頸椎的相關(guān)治療才能得到有效緩解[5]。為探究疾病發(fā)生的原因、機(jī)制、治療及轉(zhuǎn)歸，研究者們需要建立與人類(lèi)疾病特點(diǎn)貼合度高的動(dòng)物模型。本文就高血壓及頸性高血壓各種動(dòng)物模型研究進(jìn)展綜述如下。

1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇

在高血壓領(lǐng)域，常見(jiàn)的動(dòng)物模型類(lèi)別有鼠、兔、羊、犬及與人類(lèi)相似的非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物。使用最廣泛的模型物種是嚙齒動(dòng)物，即鼠類(lèi)[6]，小鼠和大鼠模型不僅提供了一個(gè)低成本的選擇，其生命周期短，易于處理，并且提供了充足的通道，允許基因改造。在頸性高血壓領(lǐng)域，嚙齒類(lèi)及兔科動(dòng)物居多。兔的血管結(jié)構(gòu)、脂質(zhì)代謝和局部解剖與人類(lèi)較相似[7]，同時(shí)具有飼養(yǎng)方便、體型適中、成本較低、方便進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)檢查及手術(shù)操作、便于體征觀察等優(yōu)點(diǎn)。其他動(dòng)物類(lèi)型來(lái)源較少，體型偏大，飼養(yǎng)較困難，故研究較少。

2 高血壓造模方法

2.1 自發(fā)性高血壓動(dòng)物模型 國(guó)際上廣泛使用的原發(fā)性高血壓的動(dòng)物模型是自發(fā)性高血壓大鼠（spontaneous hypertension rat，SHR）模型以及卒中易感型自發(fā)性高血壓大鼠（spontaneous hypertension rat，stroke prone，SHRsp）模型。SHR 與人類(lèi)遺傳因素、臨床生理病理、并發(fā)癥及血壓升高過(guò)程相似度較高[8]，在探究高血壓發(fā)病機(jī)制及防治過(guò)程中起到重要的作用，是國(guó)際公認(rèn)的研究高血壓的動(dòng)物模型首選。但其培育時(shí)間較長(zhǎng)，價(jià)格也稍高。SHRsp 是由卒中死亡的SHR 子代通過(guò)近親繁殖而成的。其卒中病理與人類(lèi)相似，但高鹽易加劇腦卒中風(fēng)險(xiǎn)[9]，生存率偏低，壽命較短。

2.2 誘發(fā)型高血壓動(dòng)物模型

2.2.1 藥物誘發(fā) 醋酸去氧皮質(zhì)酮（deoxycorticosterone acetate，DOCA）模型大鼠，是在皮下注射DOCA 的基礎(chǔ)上用鹽灌胃誘導(dǎo)的。由DOCA 鹽誘導(dǎo)的模型大鼠在中心動(dòng)脈及外周動(dòng)脈血壓升高上基本同步，并且伴有動(dòng)脈硬化及血管壁膠原沉積[10]。此模型對(duì)于研究血管與高血壓聯(lián)系方面具有借鑒意義。

亞硝基左旋精氨酸甲酯（nitro L arginine methyl ester，L-NAME）大鼠模型是國(guó)際上公認(rèn)的給予LNAME 溶液灌胃誘導(dǎo)的高血壓動(dòng)物模型。研究發(fā)現(xiàn)，血管內(nèi)皮功能異常是高血壓的誘發(fā)因素之一，而一氧化氮（nitric oxide，NO）是促進(jìn)內(nèi)皮功能的一種活性物質(zhì)，NO 升高時(shí)血壓下降，NO 合成酶抑制劑LNAME 通過(guò)抑制NO 的生成達(dá)到升高血壓的作用[11]。此動(dòng)物模型能使血壓穩(wěn)定升高，但也可能導(dǎo)致動(dòng)物因體質(zhì)量下降而死亡。

血管緊張素Ⅱ模型大鼠是在皮下埋置血管緊張素Ⅱ泵[12]，通過(guò)激活腎素-血管緊張素系統(tǒng)來(lái)升高血壓。血壓升高與血管緊張素升高有密切關(guān)系，通過(guò)此模型可深入研究腎素-血管緊張素系統(tǒng)對(duì)高血壓發(fā)病機(jī)制、靶器官（心臟、腎臟等）的防治作用。

辣椒辣素（capsaisin，CAP）大鼠模型，是通過(guò)損傷大鼠的感覺(jué)神經(jīng)誘導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)中較常用的鹽敏感性高血壓動(dòng)物模型，計(jì)算大鼠的耐受劑量后進(jìn)行皮下注射CAP，在操作時(shí)要注意防治感染、控制劑量和復(fù)溫，以防大鼠死亡導(dǎo)致造模失敗[13]。

2.2.2 手術(shù)誘發(fā) 腎性高血壓模型大鼠有一腎一夾法、兩腎一夾法和雙腎雙夾法[14]，腎切除法，腹主動(dòng)脈不完全夾閉法。通過(guò)對(duì)單腎或雙腎動(dòng)脈、腹主動(dòng)脈進(jìn)行不完全性?shī)A閉導(dǎo)致血流減少50%～70%，或通過(guò)部分切除腎組織（85%左右）后高鈉喂食大鼠，導(dǎo)致其血壓升高。相對(duì)于兩腎一夾法[15]模型大鼠而言，其他腎性高血壓模型并發(fā)癥較為嚴(yán)重且死亡率較高。

非腎性高血壓動(dòng)物模型有刺激延髓左側(cè)腹外側(cè)Ⅸ、Ⅹ對(duì)腦神經(jīng)。有學(xué)者提出，延髓左側(cè)腹外側(cè)的神經(jīng)或血管壓迫能刺激中樞升高血壓[8]。此動(dòng)物模型對(duì)神經(jīng)源性高血壓的診治有較大意義，但造模范圍較為局限。

2.2.3 其他刺激誘發(fā) 其他誘發(fā)性高血壓動(dòng)物模型包括通過(guò)冷刺激、足底電刺激、噪聲、慢性間歇性低氧環(huán)境、高鹽高脂飲食、情緒激惹等一種或聯(lián)合刺激對(duì)大鼠進(jìn)行誘導(dǎo)造模[16-18]。以上方法為高血壓發(fā)生機(jī)制探究提供可行的手段，但造模大鼠的血壓升高不穩(wěn)定，需進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的刺激，并且一旦刺激源移除后血壓會(huì)有不同程度的下降。

2.3 基因工程造模 通過(guò)基因工程造成的高血壓病動(dòng)物模型可分為兩種，即轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型以及基因敲除動(dòng)物模型。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型是將相關(guān)高血壓基因整合原來(lái)的基因組，經(jīng)過(guò)表達(dá)后造成高血壓病模型，基因敲除動(dòng)物模型是將相關(guān)高血壓基因進(jìn)行定向敲除后造成高血壓病模型[19-20]。目前基因手段發(fā)展日趨完善，但對(duì)于模擬人類(lèi)高血壓發(fā)病仍存在缺陷。

3 頸性高血壓造模方法

3.1 頸椎間盤(pán)退變頸性高血壓動(dòng)物模型 頸椎解剖發(fā)生變化導(dǎo)致血壓升高，而血壓的升高又促進(jìn)了頸椎結(jié)構(gòu)位置的異常。頸椎間盤(pán)退變動(dòng)物模型是通過(guò)機(jī)械負(fù)荷、損傷頸部結(jié)構(gòu)、自發(fā)性退變、化學(xué)誘導(dǎo)、尼古丁吸入甚至基因改造等途徑造成椎間盤(pán)喪失機(jī)械的性能，同時(shí)并發(fā)炎癥，從而導(dǎo)致頸椎快速退變[21]。研究者通過(guò)針刺纖維環(huán)改變實(shí)驗(yàn)組大鼠頸椎發(fā)現(xiàn)，血壓穩(wěn)定升高的同時(shí)，實(shí)驗(yàn)組大鼠的腎上腺素、去甲腎上腺素、血管緊張素Ⅱ、炎性因子白細(xì)胞介素-6、醛固酮與對(duì)照組相比均有顯著性差異[22]。此模型簡(jiǎn)單易操作，并對(duì)探究交感神經(jīng)興奮與頸性高血壓病的關(guān)系有積極意義。

3.2 頸上交感神經(jīng)節(jié)牽拉頸性高血壓動(dòng)物模型 賀俊民[23]通過(guò)電刺激及物理刺激分別對(duì)實(shí)驗(yàn)兔的頸前神經(jīng)節(jié)、頸后神經(jīng)節(jié)及椎動(dòng)脈進(jìn)行刺激。電刺激頸前和頸后神經(jīng)節(jié)時(shí)，家兔的血壓均有不同程度的升高，且頸前較頸后交感神經(jīng)節(jié)有顯著升高，刺激椎動(dòng)脈則表現(xiàn)出血壓略有下降；用物理刺激（小的橡皮條進(jìn)行牽拉或外層套有橡皮的動(dòng)脈血管夾進(jìn)行壓迫）時(shí)，頸前交感神經(jīng)節(jié)血壓有升高，而頸后交感神經(jīng)節(jié)及椎動(dòng)脈均有所下降。在這個(gè)基礎(chǔ)上有學(xué)者提出了頸上交感神經(jīng)節(jié)牽拉動(dòng)物模型[24]。

頸上交感神經(jīng)節(jié)牽拉動(dòng)物模型是通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)兔一側(cè)頸上交感神經(jīng)用20 g 重物向腹側(cè)上方進(jìn)行牽拉。牽拉初期，能引起血壓一過(guò)性下降，收縮壓較舒張壓下降更明顯，但與牽拉前無(wú)顯著性差異；在持續(xù)牽拉一側(cè)交感神經(jīng)節(jié)20 s 后，血壓較牽拉前出現(xiàn)顯著升高，且收縮壓較舒張壓升高更加明顯[25]。結(jié)束牽拉后，血壓可逐漸恢復(fù)正常水平。由于牽拉實(shí)驗(yàn)兔的作用力方向、重物質(zhì)量、牽拉時(shí)間等對(duì)于血壓變化存在不同，仍需要進(jìn)一步研究各個(gè)參數(shù)與血壓變化的關(guān)系，建立一個(gè)能最佳反映血壓變化的模型。

3.3 經(jīng)顱及經(jīng)頸動(dòng)脈頸性高血壓動(dòng)物模型 由于延髓左側(cè)腹外側(cè)Ⅸ、Ⅹ對(duì)腦神經(jīng)受壓迫可導(dǎo)致血壓升高，因此可制備經(jīng)顱及經(jīng)頸動(dòng)脈高血壓動(dòng)物模型[26]。兩種造模方式均采用壓迫的方式干擾壓力傳感器，使其沖動(dòng)傳入減少，迷走神經(jīng)抑制，從而導(dǎo)致交感神經(jīng)興奮，血壓升高。

經(jīng)顱高血壓動(dòng)物模型造模過(guò)程為：將實(shí)驗(yàn)犬麻醉后，用磨刀磨去枕骨及乳突處骨面。通過(guò)分離小腦的前下動(dòng)脈或是小腦背外側(cè)段至小腦后下動(dòng)脈髓外側(cè)的游離近段，與延髓左側(cè)的迷走及舌咽神經(jīng)出腦干段進(jìn)行直接的壓迫。經(jīng)顱手術(shù)可高度還原神經(jīng)性高血壓形成且與原發(fā)性高血壓發(fā)生的機(jī)制基本一致，對(duì)臨床治療有借鑒及指導(dǎo)意義。但實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的頭部血管較多易損傷，若操作不當(dāng)容易導(dǎo)致并發(fā)癥的發(fā)生。此造模方式要求操作者精細(xì)度更高，器械要求更完備。考慮到實(shí)際操作難度系數(shù)較大，所以一般不用來(lái)大量造模。經(jīng)頸動(dòng)脈高血壓動(dòng)物模型造模過(guò)程為：將實(shí)驗(yàn)犬麻醉后，通過(guò)分離頸部迷走神經(jīng)與頸部肌肉固定，從而對(duì)頸總動(dòng)脈進(jìn)行直接壓迫[27]。經(jīng)頸動(dòng)脈手術(shù)操作時(shí)僅需打開(kāi)頸部動(dòng)脈鞘，頸部肌肉組織及血管走向較為明顯，易于操作，造模后動(dòng)物存活率較高，適合進(jìn)行大規(guī)模造模。

3.4 寰樞椎紊亂頸性高血壓動(dòng)物模型 李輝[28]通過(guò)手術(shù)、藥物及手法對(duì)大鼠進(jìn)行寰樞關(guān)節(jié)紊亂的大鼠造模。手術(shù)組操作方法為：經(jīng)麻醉后暴露大鼠的寰樞關(guān)節(jié)，操作者將特制的塑料固定物置入大鼠左側(cè)的關(guān)節(jié)間隙；藥物組用0.1 mL 的弗氏完全佐劑注射于大鼠寰樞關(guān)節(jié)附近的軟組織；手法組將麻醉后的大鼠頭部左轉(zhuǎn)至90°，感受到一定阻力后再向左旋轉(zhuǎn)約5°后維持5 min，連續(xù)進(jìn)行3 d，每天進(jìn)行此手法一次。術(shù)后3 d 的手法組存活率為100%，高于手術(shù)組93.33%及藥物組86.67%，寰樞關(guān)節(jié)紊亂造模成功率手術(shù)組71.74%，高于藥物組61.54%及手法組22.67%。造模后發(fā)現(xiàn)三組血壓均有不同程度的升高，且以手術(shù)組最為明顯。通過(guò)測(cè)量去甲腎上腺素、乙酰膽堿、血壓、心率等，推測(cè)其血壓升高可能與頸前神經(jīng)節(jié)刺激后進(jìn)行放電后興奮有關(guān)。

4 小 結(jié)

綜上所述，目前高血壓制備模型較為完備，但是頸性高血壓發(fā)病機(jī)制理論較為單一。高血壓動(dòng)物模型主要通過(guò)自發(fā)性、誘導(dǎo)性及基因工程方式進(jìn)行制備；頸性高血壓通過(guò)局部神經(jīng)的牽拉或壓迫及頸部組織結(jié)構(gòu)的改變進(jìn)行動(dòng)物模型的制備。操作者們大多通過(guò)激發(fā)神經(jīng)節(jié)的刺激使交感神經(jīng)興奮導(dǎo)致動(dòng)物血壓升高，而對(duì)于其他血壓控制系統(tǒng)研究減少，因此，動(dòng)物模型制備的方法也較為局限。可以考慮利用多種因素及方法模擬臨床相關(guān)病因，建立更貼合人類(lèi)生理病理的動(dòng)物模型。其次，造模過(guò)程中選擇恰當(dāng)?shù)牟僮鲄?shù)以及規(guī)范術(shù)式對(duì)降低動(dòng)物死亡率及提高造模成功率有積極意義。