臨界性高血壓中醫(yī)病證結(jié)合動物模型研究進展

安慧妍,張 聰 綜述 蔣天裕 審校

臨界性高血壓是指120～139/80～89 mmHg范圍內(nèi)的血壓[1],與正常血壓比較,臨界性高血壓能使心血管疾病發(fā)生率增高[2]。一項納入451 755名成年人的調(diào)查顯示,收縮壓達到130 mmHg或舒張壓達到80 mmHg的人群達到41.3%[3],因此有必要對臨界性高血壓進行有效干預(yù),改善血壓水平,防止或延緩臨床高血壓等心血管疾病發(fā)生。

中醫(yī)藥干預(yù)臨界性高血壓取得了一定效果,建立理想的臨界性高血壓中醫(yī)病證結(jié)合動物模型可對其生理病理機制與中醫(yī)藥干預(yù)手段的研究提供技術(shù)支撐。臨界性高血壓中醫(yī)病證結(jié)合動物模型是指血壓處于正常高值同時表現(xiàn)出相應(yīng)中醫(yī)證型的動物模型。臨界性高血壓在病程、并發(fā)癥等方面不同于高血壓病,用于臨界性高血壓的干預(yù)方式不能作為降壓藥物的替代療法,因此用于臨界性高血壓的動物模型也應(yīng)當與高血壓模型相區(qū)別。目前臨界性高血壓病證結(jié)合模型研究非常有限,亟需建立具有良好預(yù)測效度的臨界性高血壓中醫(yī)病證結(jié)合動物模型,更好模擬臨界性高血壓患者的生理病理狀態(tài)及對各種治療手段的反應(yīng)。本文就臨界性高血壓中醫(yī)病證結(jié)合動物模型主要類型、目前存在的問題、構(gòu)建原則、動物選擇、血壓值界定等方面進行綜述,以期為臨界性高血壓中醫(yī)藥實驗研究提供一些思路。

1 主要類型

臨床上,臨界性高血壓的中醫(yī)證型多樣,田穎等[4]調(diào)查得到的常見證型有肝陽上亢、肝火上炎、痰濁壅盛、陰虛陽亢,劉振岳[5]通過德爾菲法得到的臨界性高血壓常見證型還包括陰陽兩虛、瘀血阻滯、肝腎不足等。在以上證型中,現(xiàn)有報道成功復(fù)制的中醫(yī)病證結(jié)合動物模型只有痰濕雍盛臨界性高血壓大鼠模型。賈薔等[6]采用雄性Wistar大鼠,予高脂飼料+一氧化氮合酶競爭性抑制劑構(gòu)建臨界性高血壓痰濕壅盛證大鼠模型,模型組大鼠血壓在160/88 mmHg左右。郭曉慶等[7]采用4周齡雄性Wistar京都種(wistar-Kyoto, WKY)大鼠,以高脂飼料+8%鹽水方式建立痰濁壅盛型臨界性高血壓大鼠模型,大鼠出現(xiàn)少動、肥胖、納食減少等表現(xiàn),血壓在138/88 mmHg左右。葉建橋等[8]選用雄性WKY大鼠,給予高脂高鹽飲食制備痰濕壅盛型臨界性高血壓大鼠,大鼠出現(xiàn)納差、少動、便溏、體重增加、白胖舌、血脂升高等痰濕證表現(xiàn),干預(yù)期間,正常血壓大鼠血壓在120 mmHg/80 mmHg以下,高鹽高脂飲食干預(yù)的大鼠在10～20周的血壓為120～140 mmHg/80～90 mmHg。

高血壓動物模型中對于中醫(yī)證候模型的構(gòu)建方式可以作為研究臨界性高血壓中醫(yī)病證結(jié)合模型的參考。如高血壓肝陽上亢型采用自發(fā)性或腎性高血壓模型大鼠,按照生藥2 g/(kg·d)劑量灌服附子湯,連續(xù)4周。得到的大鼠除血壓升高外,還具有飲水量增加、眩暈、易激惹的特點[9,10]。為了克服中藥湯劑灌胃可能存在不同批次中藥材品質(zhì)、有效成分含量差別的問題,周夢等[11]將附子湯灌胃改為腹腔注射參附注射液,使造模藥物有效成分劑量更好得以控制;氣虛痰濁型高血壓模型采用8周齡自發(fā)性高血壓大鼠(spontaneous hypertension rat, SHR),隔日予高脂飼料,每周6次力竭游泳,模型大鼠出現(xiàn)活動減少、皮膚松弛、大便不成形的特征,同時出現(xiàn)肥胖,血糖、血脂升高等指標的改變[12];肝熱痰瘀型高血壓模型選用雄性SD大鼠,方式為皮下注射環(huán)孢菌素A加附子、高脂乳劑,大鼠血壓升高,并出現(xiàn)毛色黃、易激惹、納少、唇舌質(zhì)暗等表現(xiàn)[13]。

此外,另有一些無中醫(yī)證候特征的臨界性高血壓模型,其建立方式有:(1)雜交。1988年Lawler等[14]采用雌性SHR與雄性WKY大鼠雜交,得到子一代臨界性高血壓大鼠。子一代大鼠較SHR血壓上升幅度與上限降低。但隨著飲食中氯化鈉攝入量的增加,這種交界性高血壓大鼠會發(fā)展為高血壓[15],因此這種模型也被用于環(huán)境因素所致高血壓、應(yīng)激性高血壓的研究[16]。有研究中采用雌性SHR和雄性Wistar大鼠雜交得到臨界性高血壓模型,給予正常飲食,12周時其收縮壓與舒張壓與對照組Wistar大鼠相比均有統(tǒng)計學(xué)差異,在此后的實驗期間差異穩(wěn)定存在,收縮壓均值在120～130 mmHg,舒張壓在80～90 mmHg,與人的臨界性高血壓血壓值相近[17]。另外,也有少量研究用雌性Wistar與雄性SHR雜交得到臨界性高血壓大鼠[18]。雜交方式造模在國外研究中應(yīng)用較多[19,20]。(2)飲食干預(yù)。王云彩等[21]對Dahl鹽敏感(salt sensitive, SS)高血壓大鼠以8%高鹽飼料干預(yù),血壓達到臨界高值時停用高鹽飼料,魏肖禹等[22]、楊鶴丹等[23]的研究中采用相同的造模方式,但不同研究中高鹽飼料的干預(yù)時間不同。采用Dahl/SS大鼠構(gòu)建臨界性高血壓模型的優(yōu)勢是能夠通過改變飼料控制大鼠血壓的進一步上升,避免研究過程中臨界性高血壓模型演變?yōu)楦哐獕耗Ｐ汀?3)刺激應(yīng)激。賈文睿[24]用電擊及噪聲刺激大鼠,造模第3天起,大鼠收縮壓上升至120 mmHg以上,在11 d的實驗期間內(nèi),收縮壓保持在120～140 mmHg,該方法造模所需時間短,但目前該種造模方式應(yīng)用相對較少。(4)SHR模型。小周齡的SHR模型穩(wěn)定的高血壓還未完全形成,有研究用小周齡的SHR模型作為臨界性高血壓模型[25]。

2 目前存在的問題

2.1 與高血壓模型區(qū)分不明確 目前更多研究集中于高血壓模型,對于臨界性高血壓這種病前狀態(tài)的關(guān)注較少,有一些研究中引入高血壓模型作為臨界性高血壓模型[25]。高血壓病與臨界性高血壓不僅是病程與血壓值的區(qū)別,高血壓還會產(chǎn)生靶器官損害,如腎性高血壓模型能夠模擬高血壓腎損害,就不適宜引入用作臨界性高血壓模型;臨床上不同血壓水平適合不同干預(yù)措施,高血壓病與臨界性高血壓的干預(yù)手段不能互相外推,因此引入高血壓病證結(jié)合模型進行臨界性高血壓的研究具有諸多限制,需要嚴格把控條件,不能盲目直接應(yīng)用。

2.2 血壓值界定不統(tǒng)一 臨界性高血壓動物模型血壓值的界定,對于造模是否成功、干預(yù)方案是否有效的判定至關(guān)重要,科學(xué)的血壓值界定是保證臨界性高血壓機制與干預(yù)研究預(yù)測效度的前提。不同研究中對臨界性高血壓模型的血壓值界定不統(tǒng)一,例如,Dahl/SS大鼠作為臨界性高血壓模型時,研究中報道的血壓值有130～139/85～89 mmHg[21]、130～139/80～89 mmHg[22],SHR與正常血壓大鼠雜交的臨界性高血壓大鼠的收縮壓值有120～130 mmHg[17]、140～155 mmHg[26]、145～160 mmHg[27],不同研究中血壓值差異較大。

部分研究將臨界性高血壓作為研究主題,但沒有明確界定血壓值,如Ajda等[25]直接將7～10周齡SHR用作臨界性高血壓研究。周巍等[28]認為SHR在4周后血壓逐漸升高,12周形成穩(wěn)定的高血壓,所以可將4～12周的SHR作為臨界性高血壓大鼠,但4周時SHR收縮壓均值為149.9 mmHg,12周時收縮壓達到了184.3 mmHg,此時血壓值是否仍屬于臨界性高血壓范圍缺乏科學(xué)的判定方法。

2.3 對中醫(yī)證型模型的研究不足 臨界性高血壓的常見中醫(yī)證型多樣,而目前只建立了痰濕壅盛證的臨界性高血壓模型,沒有相應(yīng)的病證結(jié)合模型限制了臨界性高血壓的中醫(yī)藥研究。此外,辨證用藥是中醫(yī)治療有效性的關(guān)鍵,部分中藥干預(yù)臨界性高血壓的研究只辨病、不辨證,未進行中醫(yī)證候要素的構(gòu)建[29,30]。且目前研究中存在對模型辨證不清的問題,以高血壓與臨界性高血壓的常見證型陰虛陽亢證與肝陽上亢證為例,構(gòu)建陰虛陽亢證高血壓大鼠模型采用的方法有灌服附子湯法[31,32]、夾尾刺激法等[33],而灌服附子湯法也是肝陽上亢證的常用造模方法[9],一虛一實的不同中醫(yī)證型采用了相同的造模方法,這體現(xiàn)在模型的辨證上沒有將陰虛陽亢與肝陽上亢模型進行準確區(qū)分。

3 構(gòu)建原則

不同中醫(yī)證型的同種疾病,其中醫(yī)治療可能截然不同,構(gòu)建具有中醫(yī)證候特征的臨界性高血壓模型對于臨界性高血壓的中醫(yī)藥實驗具有重要的意義。臨界性高血壓病證結(jié)合模型,要在血壓處于正常高值的基礎(chǔ)上,能表現(xiàn)出相應(yīng)證型的證候特征,最好有客觀的生化指標能夠佐證該證型。表現(xiàn)出的中醫(yī)證候應(yīng)當成功率高,易重復(fù),在研究期間能夠保持穩(wěn)定。同時,模型在病理機制上應(yīng)與人類臨界性高血壓相似,同時具備臨界性高血壓較高血壓病程短、靶器官損害少、心腦血管事件發(fā)生少的特點,在臨界性高血壓的干預(yù)實驗中應(yīng)具有較好的預(yù)測效度,能夠較好模擬各中醫(yī)證型的臨界性高血壓患者對干預(yù)手段的反應(yīng)。

在中醫(yī)證候要素的建立上,造模方式應(yīng)損傷小,盡量避免手術(shù)等較大創(chuàng)傷,以免對實驗結(jié)果產(chǎn)生干擾;中醫(yī)證候的建立方式應(yīng)盡量避免對研究的關(guān)鍵指標,如血壓、心率等產(chǎn)生影響;形成的證候應(yīng)較為穩(wěn)定,可重復(fù)性強;建立的證候模型能夠較明顯地表現(xiàn)出區(qū)別于其他證型的證候特征。例如,在臨界性高血壓的常見證型中,肝陽上亢與陰虛陽亢二證最易混淆,二證都存在肝陽亢的病理因素,肝陽上亢證以陽亢為主,陰虛陽亢證以陰虛為證候的主要方面,具有本虛標實證的特征,兩種證型一實一虛,其動物模型在造模方式與證候表現(xiàn)上應(yīng)進行區(qū)別。另外,證候模型的復(fù)制時應(yīng)考慮所選用動物品系,現(xiàn)有單純中醫(yī)證候要素模型的構(gòu)建方式能夠作為參考,但不能將中醫(yī)證候要素模型構(gòu)建方式與臨界性高血壓動物模型簡單疊加,例如,高脂飼料喂養(yǎng)能復(fù)制痰濕壅盛模型,但有研究報道采用該方法復(fù)制SHR痰濕壅盛型臨界性高血壓大鼠不能成功[6]。

臨界性高血壓大鼠模型可從以下幾方面進行評價:(1)血壓升高符合臨界性高血壓標準,血壓高于正常大鼠,低于高血壓病模型大鼠。評價內(nèi)容包括造模成功率(處于臨界性高血壓范圍的大鼠占該批大鼠的比率)和模型穩(wěn)定性(在一段時間內(nèi)模型組血壓穩(wěn)定處于臨界性高血壓范圍內(nèi))。(2)在發(fā)病與病理機制上與人類臨界性高血壓相類,能夠用于臨界性高血壓機制的研究。(3)模型預(yù)測效度較好,能夠體現(xiàn)各證型臨界性高血壓的特征,模擬對應(yīng)中醫(yī)證型的臨界性高血壓患者對治療手段的反應(yīng)。

4 動物選擇

絕大多數(shù)臨界性高血壓研究選用大鼠模型作為模型動物,少量研究選用小鼠[34]?？蛇x擇的動物有Dahl/SS大鼠、SHR、雜交大鼠模型等。

4.1 Dahl/SS大鼠模型 Dahl/SS大鼠由Dahl L K在1962年研制,給予高鹽與三碘甲狀腺原氨酸后,選出血壓最高、最低的雌鼠與雄鼠,分別近親繁殖后得到Dahl/SS大鼠與鹽抵抗(salt resistant, SR)大鼠,SS大鼠若無特殊干預(yù),其血壓與SR大鼠無差異,給予高鹽后,出現(xiàn)高血壓特征[35]。給予高鹽飼料后第5天,其收縮壓就明顯高于普通飼料大鼠[36]。但目前也有研究報道,低鹽飲食情況下,Dahl/SS大鼠血壓依然高于SR大鼠[37]。以Dahl/SS大鼠構(gòu)建臨界性高血壓中醫(yī)病證結(jié)合模型的優(yōu)勢在于血壓達到預(yù)定值后,可以停止高鹽飲食,使血壓保持在臨界性高血壓的范圍。僅通過改變飼料就可以控制模型動物血壓,與常用的中醫(yī)證候要素構(gòu)建方式不存在沖突。Dahl/SS大鼠屬于遺傳性高血壓大鼠模型,能夠用于臨界性高血壓的分子遺傳學(xué)研究,結(jié)合中醫(yī)證候,進而指導(dǎo)高血壓的精準防治;給予Dahl/SS大鼠不同濃度梯度的高鹽飼料還能夠用于臨界性高血壓飲食干預(yù)研究。利用Dahl/SS大鼠制備臨界性高血壓中醫(yī)病證結(jié)合模型時,應(yīng)每日監(jiān)測血壓,根據(jù)血壓情況決定是否繼續(xù)給予高鹽飼料,同時可進行中醫(yī)證候要素構(gòu)建。其對照組可選擇Dahl/SR大鼠,給予相同飼料。

4.2 SHR模型 有研究認為,自發(fā)性疾病模型通過遺傳獲得易感性,不需要致病因素誘導(dǎo),相對于誘發(fā)疾病模型更適合于中醫(yī)病證結(jié)合模型的研究[38]。SHR因其自發(fā)發(fā)病的特點與人類臨界性高血壓發(fā)病方式相似,更符合本病“原發(fā)性”的特點。SHR來源于WKY大鼠,使用SHR作為實驗組時,對照組應(yīng)選擇WKY大鼠,不能隨意選用正常血壓大鼠。一些研究中將穩(wěn)定高血壓尚未完全形成的小周齡SHR用作臨界性高血壓模型,有研究報道,4周時易卒中型SHR收縮壓為120 mmHg左右,高于WKY大鼠,研究者認為此時臨界性高血壓已形成,此后血壓繼續(xù)上升,20周后血壓不再明顯升高,穩(wěn)定的高血壓已形成,此時收縮壓在240 mmHg左右[39]。SHR的優(yōu)勢在于大鼠血壓自發(fā)升高,方便同時進行各種中醫(yī)證候要素的構(gòu)建,缺點在于SHR大鼠血壓上升較快,難以控制。7周齡的SHR大鼠收縮壓平均值已達到150 mmHg[40],在用于臨界性高血壓研究時,血壓隨研究時間升高,會超過臨界性高血壓上限,成為高血壓病模型。此外,出生不久的SHR,血壓就隨月齡增加而升高,左心室重量高于正常大鼠[41],心肌纖維在14周時能發(fā)生顯著改變[42],SHR會出現(xiàn)與臨界性高血壓特征不符的靶器官損害。因此選用SHR作為臨界性高血壓模型時,應(yīng)從血壓范圍與靶器官損害出現(xiàn)時間方面對研究時間進行限制,尤其是當中醫(yī)證候要素建立需要較長時間時,不宜選擇SHR。并且溫度、飲食等因素都會對SHR的血壓產(chǎn)生影響,中醫(yī)證候要素建立時如果涉及上述因素,應(yīng)注意其對血壓的影響,在研究中也應(yīng)注意控制實驗條件[43]。

4.3 雜交大鼠模型 采用SHR與正常血壓大鼠雜交得到的子一代大鼠是可能的構(gòu)建中醫(yī)病證結(jié)合模型的潛力動物之一。SHR與WKY雜交大鼠的血壓水平較SHR血壓上升幅度小,血壓上限更低,更符合臨界性高血壓要求[14],SHR來源于WKY大鼠,該種方式建立的臨界性高血壓模型對照組可選用WKY大鼠。也有研究中以SHR與Wistar大鼠雜交,對照組選用Wistar大鼠[17]。該雜交模型的血壓也無需干預(yù)即可自發(fā)升高,可方便中醫(yī)證候要素的建立。但需要注意的是,在環(huán)境刺激、壓力刺激、飲食影響下,該模型會演變?yōu)橛谰眯愿哐獕?在研究過程中注意避免這些因素的影響,尤其要關(guān)注氯化鈉的攝入量[15, 44],中醫(yī)證候建立時若涉及到上述因素,有影響該模型血壓、導(dǎo)致造模不成功的可能。

4.4 其他動物模型 應(yīng)激性臨界性高血壓大鼠模型對于臨界性高血壓中醫(yī)藥實驗也可能是一種有潛力的動物模型,這種模型造模損傷小,排除了注射、手術(shù)等有創(chuàng)操作本身可能造成的對血壓的干擾,應(yīng)激性血壓升高的特點與當前人群亞健康致病狀態(tài)貼合,臨界性高血壓的常見證型如肝陽上亢、肝火上炎、陰虛陽亢證的形成也與應(yīng)激和情緒有一定關(guān)系[24]。但該模型目前研究較少,有待于進一步實驗驗證與優(yōu)化,再進行與中醫(yī)證候模型的結(jié)合。腎性高血壓模型需要經(jīng)過手術(shù),存在腎缺血的病理基礎(chǔ),其中單腎單夾模型死亡率高,雙腎雙夾模型易產(chǎn)生心腦血管損害,不適宜用作臨界性高血壓中醫(yī)病證結(jié)合模型的研究[45]。

此外,考慮到中醫(yī)證候模型的建立,選擇動物與誘導(dǎo)血壓升高時應(yīng)規(guī)避可能造成中醫(yī)氣血陰陽失衡的方式,以免干擾中醫(yī)證候的制備,例如,高鹽高脂飲食是一種制備高血壓模型的方式,但這種方法同時會使大鼠具備痰濕證特征,會干擾其他中醫(yī)證候的制備與研究。

綜上,制備臨界性高血壓中醫(yī)病證結(jié)合模型時,可優(yōu)先選擇Dahl/SS大鼠,其次為SHR與Wistar或WKY大鼠的雜交大鼠,必要時也可選擇SHR。

5 血壓值界定

在大鼠血壓正常高值的界定上,不同研究間有一定差異,例如,采用Dahl/SS大鼠的研究以130～139/80～89 mmHg[22]、130～139/85～89 mmHg[21]作為正常高值血壓標準[27,28],采用雄性高鹽高脂飲食WKY大鼠的研究報道的血壓在120～140/80～90 mmHg范圍[8]。更多研究未提及血壓界定值。不同品系動物基礎(chǔ)血壓值不同,對應(yīng)的臨界性高血壓界值存在差異,對于一種新的臨界性高血壓模型動物,不能簡單以人的臨界性高血壓界值界定,具體體現(xiàn)在:(1)隨周齡變化,大鼠正常血壓也發(fā)生較大變化,如雄性SD大鼠5周齡時收縮壓均值為108 mmHg,19周齡時收縮壓為139 mmHg[40],血壓明顯升高;(2)不同品系大鼠,血壓值不同,如同為19周齡雄性大鼠,Wistar-Imamichi大鼠收縮壓均值為129 mmHg,SD大鼠收縮壓均值為139 mmHg[40],此時SD大鼠已達到人類臨界性高血壓的診斷標準,但不能認為SD大鼠在生長過程中自然形成了臨界性高血壓。

相較于固定的臨界性高血壓界值,模型動物模擬出各中醫(yī)證型的臨界性高血壓病理特征更為重要,因此針對不同的造模方式、不同動物品系的臨界性高血壓中醫(yī)病證結(jié)合模型,其界值有所差異。若選用Dahl/SS大鼠,可參考現(xiàn)有研究將血壓臨界值訂為130～139/80～89 mmHg[22];若選用SHR與正常血壓大鼠雜交的子一代自發(fā)臨界性高血壓大鼠,可將血壓值界定為130～150/80～90 mmHg[17, 26, 27];選用WKY大鼠高鹽高脂誘導(dǎo)痰濕壅盛型臨界性高血壓大鼠模型,血壓值可界定為120～140/80～90 mmHg[7,8],選用Wistar大鼠時,血壓界值應(yīng)更高[6]。

6 結(jié) 語

全球高血壓流行趨勢綜合分析報告顯示,1990-2019年30～79歲患高血壓病的人數(shù)成倍增長[46],因此在高血壓前期更應(yīng)及時干預(yù),避免高血壓病的形成。合理的動物臨界性高血壓血壓值界定與適當?shù)闹嗅t(yī)病證結(jié)合動物模型構(gòu)建,對于開展本病的機制研究與中醫(yī)藥干預(yù)方案研究起著至關(guān)重要的作用。目前臨界性高血壓中醫(yī)病證結(jié)合模型只有痰濕壅盛型被成功構(gòu)建,另有雜交、飲食誘導(dǎo)、SHR模型等臨界性高血壓模型構(gòu)建方法,高血壓模型中的中醫(yī)證候要素構(gòu)建方式可以作為構(gòu)建臨界性高血壓中醫(yī)證候模型的參考。臨界性高血壓的中醫(yī)病證結(jié)合模型存在未與高血壓模型明確區(qū)分、血壓值界定不統(tǒng)一、中醫(yī)病證結(jié)合模型類型不完整的問題,尤其是多個常見中醫(yī)證型的臨界性高血壓模型尚未被建立。理想的臨界性高血壓中醫(yī)病證模型應(yīng)當表現(xiàn)出穩(wěn)定的臨界性高血壓范圍與相應(yīng)的中醫(yī)證候特征,模擬各中醫(yī)證型臨界性高血壓人群的病理特征與對各種干預(yù)的反應(yīng)。構(gòu)建中醫(yī)病證結(jié)合臨界性高血壓大鼠模型時,可以優(yōu)先選擇Dahl/SS大鼠,其次是SHR與Wistar或WKY大鼠的雜交大鼠,必要時可選擇SHR;在血壓值的界定上,針對不同造模方式、不同品系動物,應(yīng)制訂不同的界值標準。在未來的研究中,應(yīng)當針對不同造模方式制訂模型構(gòu)建與血壓值界定的標準,根據(jù)人群中臨界性高血壓常見證候分布研發(fā)更多中醫(yī)病證結(jié)合臨界性高血壓模型。