鐘森杰 李 靜 李 琳 黃淑敏 邱 宏 程 彬 胡志希

（湖南中醫(yī)藥大學(xué)，湖南 長沙 410208）

心衰是多種心血管疾病發(fā)生發(fā)展的共同結(jié)局，并發(fā)癥多，致死率高，患病率逐年上升［1-2］。心衰的病理機(jī)制極其復(fù)雜，目前尚未形成行之有效的理想治療方案，因此成為心血管領(lǐng)域長期以來的研究熱點(diǎn)［3-4］。建立穩(wěn)定而成熟的心衰病證模型，是開展心衰動物實(shí)驗(yàn)研究的關(guān)鍵前提。現(xiàn)階段心衰病證模型的制備方法較多，通過多種手段以模擬人類的病理過程，且誘導(dǎo)原理各異，不同方法所誘導(dǎo)模型的病理特點(diǎn)也各不相同。本文對常用的心衰病證模型制備方法及原理進(jìn)行歸納總結(jié)，探討其存在的優(yōu)勢與局限，以期為心衰動物模型的合理選擇提供借鑒。

1 心衰疾病模型的研究現(xiàn)狀概述

1.1 藥物誘導(dǎo)

1.1.1 阿霉素（ADR）誘導(dǎo) ADR是一種廣譜抗腫瘤化療藥物，具有嚴(yán)重的心臟毒性，可導(dǎo)致劑量依賴性不可逆的心肌損害和心功能衰竭［5-6］。ADR誘導(dǎo)適用于建立充血性心衰、心肌病心衰模型，方法較為簡便易行，且可預(yù)測心衰的形成時間。胡思遠(yuǎn)等［7］通過腹腔注射ADR（每周2次，共7周，累計(jì)總量為21 mg/kg）的方法成功制造心肌病心衰大鼠模型，并發(fā)現(xiàn)該模型的血清NT-proBNP、TNF-α水平顯著升高。朱奔奔等［8］以劑量遞增式腹膜內(nèi)注射ADR（每2天1次，共8次，累計(jì)總量為20 mg/kg）的方式成功建立心衰大鼠模型。

縱觀現(xiàn)階段的相關(guān)文獻(xiàn)報道發(fā)現(xiàn)，ADR的給藥劑量、給藥周期等方面并不統(tǒng)一，導(dǎo)致模型的成功率、死亡率、成模質(zhì)量有所差異。近年來有部分學(xué)者對ADR的不同給藥方案進(jìn)行了探索，如徐建虎等［9］探討6種ADR給藥方案的成模效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與單次給藥劑量無顯著關(guān)系，累計(jì)總劑量為關(guān)鍵因素，當(dāng)累計(jì)劑量低于12 mg/kg時難以導(dǎo)致心衰。另有學(xué)者［10］對比ADR小劑量（每周2次注射，共7周，累積總量為21 mg/kg）與ADR大劑量（每周1次注射，共6周，累積總量為24 mg/kg）干預(yù)的效果異同，結(jié)果發(fā)現(xiàn)長期小劑量給藥的成模效果較好，且死亡率顯著低于大劑量給藥?，F(xiàn)有的研究證據(jù)表明，ADR誘導(dǎo)心衰主要是由于藥物的累積作用而非單次劑量的高低，因此建議采用低劑量、多次給藥的方案。

1.1.2 異丙腎上腺素（ISO）誘導(dǎo) ISO為β受體激動劑，長期使用可誘導(dǎo)心肌細(xì)胞纖維化和壞死，并導(dǎo)致心室重構(gòu)，最終引發(fā)心衰［11］。ISO誘導(dǎo)可模擬交感興奮性增高引起心衰的病理過程，且具有誘導(dǎo)時間較短的優(yōu)勢?，F(xiàn)階段已有大量關(guān)于ISO誘導(dǎo)心衰模型的研究報道，但注射方式、注射劑量、干預(yù)時間等方面仍存在較大差異。如就注射方式而言，既有皮下注射與腹腔注射等常用方式，亦有靜脈點(diǎn)滴［12-14］。康文慧等［15］比較了兩種ISO給藥方案，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ISO 3 mg/（kg·d）腹腔注射5周即可發(fā)展成心衰大鼠模型，而在5 mg/（kg·d）用量下心衰程度更為嚴(yán)重，低劑量的存活率顯著高于高劑量。制備此類模型的具體方案仍有待進(jìn)一步規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化，建議在正式實(shí)驗(yàn)前開展預(yù)試，以確定最佳制備方案。

1.1.3 戊巴比妥鈉誘導(dǎo) 戊巴比妥鈉具有負(fù)性變力作用，可通過嚴(yán)重抑制心肌收縮功能而致心衰，此方法適用于建立急性心衰模型［16］。胡劍江等［17］兩次靜脈注射戊巴比妥鈉以降低大鼠心肌收縮力，繼而以低劑量繼續(xù)維持的方法制備急性心衰模型，并發(fā)現(xiàn)該模型左心室內(nèi)壓、心率等指標(biāo)的變化較為符合急性心功能不全的特點(diǎn)。郭瑤等［18］以右側(cè)股靜脈恒速注射戊巴比妥鈉的方法成功研制了急性心衰大鼠模型。因大劑量注射戊巴比妥鈉會過度抑制動物的呼吸、循環(huán)系統(tǒng)，易導(dǎo)致死亡，故常采用微量靜脈注射的方法。

1.2 特殊飲食誘導(dǎo)

1.2.1 高鹽飲食誘導(dǎo) 此方法適用于模擬高血壓病發(fā)展成慢性心衰的病理過程，但對動物品種有特殊要求，常采用Dahl鹽敏感性大鼠。Dahl鹽敏感性大鼠是一種遺傳性高血壓大鼠，只需在其生長過程中給予高鹽飲食即可發(fā)展成高血壓模型，通過20周以上的持續(xù)飼養(yǎng)逐步演變?yōu)槁孕乃ツＰ停?9］。李欣春等［20］以高鹽飼料（8%氯化鈉）喂養(yǎng)Dahl鹽敏感性大鼠20周的方法成功建立高血壓心衰模型，發(fā)現(xiàn)其左心室射血分?jǐn)?shù)中輕度下降且基本維持在50%以上，提示該模型為射血分?jǐn)?shù)保留的心衰。此種制備方法的優(yōu)點(diǎn)在于無須手術(shù)或藥物干預(yù)，方法簡便且成模率較高，但亦存在造模周期長及動物成本高等問題。

1.2.2 高脂飲食誘導(dǎo) 脂類物質(zhì)的過度攝入易導(dǎo)致體內(nèi)脂質(zhì)堆積，心血管壁狹窄及血流受阻；另一方面，亦可致心肌細(xì)胞中脂肪酸與葡萄糖的代謝紊亂，能量利用效率降低，多方面因素均可誘發(fā)心衰［21］。薛禮美等［22］通過高脂飼料（90%標(biāo)準(zhǔn)飼料混合10%脂肪）喂養(yǎng)新西蘭白兔12周建立了舒張性心衰模型，并發(fā)現(xiàn)該模型與舒張功能相關(guān)的多個指標(biāo)出現(xiàn)改變。此方法造模時間較長，且病理變化程度不易控制，故有研究人員先以高脂飲食喂養(yǎng)制備高血脂模型，隨后再以其他方法聯(lián)合誘導(dǎo)，以制備更為理想的心衰模型［16］。

1.3 手術(shù)誘導(dǎo)

1.3.1 冠狀動脈結(jié)扎 冠狀動脈結(jié)扎的具體方法是以縫合絲線結(jié)扎實(shí)驗(yàn)動物的左冠狀動脈或左前降支，結(jié)扎后4～8周可發(fā)展成心衰模型，其誘導(dǎo)原理是通過減低心排血量進(jìn)而造成心衰［23］。如李文佳等［24］對大鼠左心耳根部下方約2 mm處進(jìn)行結(jié)扎，術(shù)后6周從心體比、血流動力學(xué)、心肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)等指標(biāo)判定已成心衰模型。此方法能較好地模擬心肌梗死后心衰的病理過程，但結(jié)扎后死亡率較高，同時對實(shí)驗(yàn)人員的技術(shù)水平有較高要求，且結(jié)扎部位是影響模型成功與否的關(guān)鍵因素。周政等［25］提出最佳的結(jié)扎位點(diǎn)在左心耳下1～2 mm處，并且需要結(jié)扎速度快，而當(dāng)結(jié)扎位點(diǎn)低于心耳下4 mm或結(jié)扎到血管分支處時，會可能因梗死程度不足而無法導(dǎo)致心功能衰竭。

1.3.2 腹主動脈縮窄 腹主動脈縮窄是將縮窄環(huán)或注射針頭與腹主動脈進(jìn)行捆綁，致使腹主動脈部分狹窄，增加外周循環(huán)阻力，造成壓力超負(fù)荷而誘導(dǎo)心衰?，F(xiàn)有研究證據(jù)表明，注射器針頭型號的選擇與大鼠腹主動脈的縮窄程度密切相關(guān)，如9號針頭可致35%～50%狹窄、8號針頭可使腹主動脈管腔環(huán)形縮窄約50%～60%［23］。目前研究人員常采用在雙側(cè)腎動脈上方0.5 cm處將8號注射器針頭與腹主動脈共同結(jié)扎的方法制備心衰模型，并從血壓、左室收縮壓、左室舒張末期壓、左室等容期壓力變化速率峰值等指標(biāo)變化進(jìn)行評判［26-27］。此方法制備的模型確切，應(yīng)用較為廣泛，但與前文提及的冠狀動脈結(jié)扎相類似，對實(shí)驗(yàn)人員的技術(shù)水平有較高要求。

1.4 其他制備方法

除上述常用方法外，還有肺動脈縮窄、乙醇誘導(dǎo)、轉(zhuǎn)基因誘導(dǎo)等心衰模型的制備方法，但存在較為明顯的局限性，如肺動脈縮窄術(shù)對實(shí)驗(yàn)動物存在較大的損傷，易致嚴(yán)重的肺損傷及大出血，圍手術(shù)期的死亡率較高［28］；轉(zhuǎn)基因誘導(dǎo)則存在研究成本高、所造模型與臨床實(shí)際存在較大差距等局限。因此上述制備方法的應(yīng)用范圍較小，相關(guān)的研究文獻(xiàn)略少，研究方案及技術(shù)手段有待進(jìn)一步的優(yōu)化與完善。

2 心衰證候模型的研究現(xiàn)狀概述

2.1 在心衰疾病模型上施加與“證”相關(guān)的干預(yù)因素

現(xiàn)階段心衰證候模型的建立，多是將能夠?qū)е隆白C”形成的單重或多重因素施加于穩(wěn)定的心衰模型上，以模擬“證”的發(fā)生發(fā)展過程，有明確目標(biāo)地建立某一證候模型。如徐攀等［29］以腹主動脈縮窄術(shù)建立慢性心衰大鼠模型，并聯(lián)合寒冷刺激法（每天-5℃下刺激2 h，連續(xù)刺激3周）模擬中醫(yī)學(xué)的“寒象”，達(dá)到損傷陽氣的目的以制備慢性心衰心陽虛證模型。林家茂等［30］基于西醫(yī)病理因素與中醫(yī)證候因素相疊加的造模思路，運(yùn)用阿霉素聯(lián)合丙基硫氧嘧啶的雙重干預(yù)方法研制慢性心衰心氣虛兼血瘀水腫證大鼠模型。余洪等［31］以阿霉素誘導(dǎo)心衰模型，同時聯(lián)合低溫刺激（每天置于-4～-2℃冰柜2 h，共5周）達(dá)到“寒邪傷陽”，以建立慢性心衰心陽虛證動物模型。

在穩(wěn)定而可靠的疾病模型基礎(chǔ)上，施加與“證”相關(guān)的干預(yù)因素，是病證結(jié)合模型研究的經(jīng)典方法與思路。此方法下所構(gòu)建的動物模型，在具備心衰病理特點(diǎn)的同時亦能反映出中醫(yī)證候特征，更符合中醫(yī)藥現(xiàn)代化研究的要求。但有部分學(xué)者提出，過多的造模因素可能會影響模型的穩(wěn)定性與可靠性，使原有疾病發(fā)生改變，最終導(dǎo)致模型的“病”與“證”表現(xiàn)都難以達(dá)到既定要求［32］。

2.2 在心衰疾病模型上觀察與“證”相關(guān)的表現(xiàn)特點(diǎn)

鑒于上述問題的存在，因此在心衰疾病模型建立的基礎(chǔ)上，不施加額外的干預(yù)因素，觀察或檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷淖C候特點(diǎn)，從而確立心衰模型的證候?qū)傩裕嗍钱?dāng)前許多學(xué)者的主要研究思路。如王振濤等［33］從心率、呼吸、心功能、耐疲勞程度等方面對左冠狀動脈結(jié)扎誘導(dǎo)的心梗后左心衰大鼠進(jìn)行量化觀察，發(fā)現(xiàn)上述指標(biāo)的變化較能體現(xiàn)出心氣虛證的證候特點(diǎn)。王蕭等［34］通過導(dǎo)管術(shù)誘導(dǎo)了充血性心衰家兔模型，并從心率、呼吸、心電圖表現(xiàn)、飼料消耗指數(shù)和體質(zhì)量增加指數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行評判，認(rèn)為該模型可作為心氣虛證模型進(jìn)行研究。但因?qū)嶒?yàn)動物與人體在解剖結(jié)構(gòu)、生理功能等方面存在顯著差異，實(shí)驗(yàn)動物的部分四診信息難以提取，且尚未形成標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的辨證體系，導(dǎo)致此方法的主觀性較強(qiáng)，其證候評判結(jié)果的說服力不足。

2.3 “以方測證”法

“以方測證”是中醫(yī)學(xué)認(rèn)識證候的常用研究手段，其原理是基于“方證對應(yīng)”理論，觀察應(yīng)用方藥后所出現(xiàn)的藥效反應(yīng)，從方藥功效逆向推導(dǎo)出證候?qū)傩裕?5］。有研究團(tuán)隊(duì)以“以方測證”法檢驗(yàn)經(jīng)典心衰模型的證候?qū)傩?，其中高鹽飲食誘導(dǎo)的高血壓心衰大鼠屬心氣陰虛證，冠狀動脈結(jié)扎誘導(dǎo)的心梗后心衰大鼠屬瘀阻心脈證，阿霉素誘導(dǎo)的心肌病心衰大鼠屬心陽虛證［36-38］?！耙苑綔y證”法在醫(yī)理上具有可靠性，但鑒于方藥功效的多效應(yīng)性與多靶點(diǎn)性，有學(xué)者提出“以方測證”所得出的并不是必然性的結(jié)果，此研究方法所得結(jié)論未必可靠［39］。目前對于“以方測證”法的合理性與可行性仍存在爭議，在運(yùn)用“以方測證”進(jìn)行研究時應(yīng)注重設(shè)立對照實(shí)驗(yàn)、豐富療效的評價指標(biāo)、選用功效明確的方藥等，進(jìn)一步優(yōu)化研究方案以提高結(jié)果可信度。

3 存在問題與展望

在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，心衰病證動物模型的研究已取得較大的進(jìn)展，形成了多元化的模型制備方法與評價體系，為病證的診療提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。在心衰疾病模型的制備方面，使用較為廣泛的方法是ADR誘導(dǎo)、戊巴比妥鈉誘導(dǎo)、冠狀動脈結(jié)扎、腹主動脈縮窄等，上述方法的可操作性強(qiáng)，所致模型較為穩(wěn)定。此外，近年來有部分學(xué)者將目光聚集于斑馬魚心衰模型的制備，斑馬魚具有胚胎發(fā)育快、周期短、成本低等優(yōu)點(diǎn)，且胚胎體外發(fā)育的第1周無須依賴血液循環(huán)，目前已探索出部分斑馬魚心臟損傷模型的制備方法，其在心衰研究領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊［40］。值得注意的是，心衰多由基礎(chǔ)性心臟疾病發(fā)展而來，其病理變化是一個相對緩慢的過程，且不同病理階段的生物學(xué)表現(xiàn)差異顯著［41］。目前并沒有一種模型能完全模擬心衰的自然發(fā)展進(jìn)程，每一種制備方法均有其獨(dú)特的優(yōu)勢與局限性，研究人員應(yīng)綜合考慮研究目的與實(shí)驗(yàn)條件，從而選擇合適的模型。

另一方面，心衰證候模型尚未形成統(tǒng)一、規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，缺乏可反映“證”的特異性客觀指標(biāo)，這亦是該研究領(lǐng)域的發(fā)展重點(diǎn)。今后應(yīng)在實(shí)驗(yàn)動物選擇、證候誘導(dǎo)因素的合理化、證候評價標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范化等方面進(jìn)一步優(yōu)化創(chuàng)新。筆者建議還應(yīng)注重對實(shí)驗(yàn)動物宏觀體征的量化評價，無論采用何種研究方法，只有當(dāng)模型的宏觀表征貼近臨床實(shí)際表現(xiàn)的基礎(chǔ)上，方可確立模型的證候?qū)傩?。同時，應(yīng)對較能準(zhǔn)確診斷心衰各證型的微觀指標(biāo)實(shí)現(xiàn)“金指標(biāo)化”，實(shí)現(xiàn)宏觀表征與客觀指標(biāo)的聯(lián)合運(yùn)用及協(xié)同判定，以期建立起完善的心衰證候模型研究體系。