化學(xué)性靜脈炎動(dòng)物模型造模藥物的應(yīng)用現(xiàn)狀

董玉梅

化學(xué)性靜脈炎(chemical phlebitis,CP)是一種無菌性炎癥反應(yīng)，由于輸注高或低pH值、高滲透壓、高濃度及毒性藥物，引起血管內(nèi)膜的化學(xué)性刺激，造成血管內(nèi)皮損傷而產(chǎn)生靜脈炎[1-4]。血管內(nèi)皮受到損傷的主要機(jī)制為刺激性藥物輸注血管后會(huì)引起管腔內(nèi)滲透壓快速升高，從而誘發(fā)血管及周圍組織的炎癥細(xì)胞反應(yīng)，導(dǎo)致血管內(nèi)皮發(fā)生脫水、萎縮和變硬，甚至壞死及功能障礙[5-8]，臨床癥狀表現(xiàn)為輕者注射部位明顯疼痛，可見紅腫或水皰，周圍血管變硬，有條索狀或結(jié)節(jié)；重者出現(xiàn)局部皮膚破潰，發(fā)生潰瘍，甚至出現(xiàn)更廣范圍的感染和壞死[3,9-11]。

CP的發(fā)生率超過57.6%，縮短了導(dǎo)管留置時(shí)間，不僅增加了病人生理及心理上的痛苦，而且增加了醫(yī)療費(fèi)用[12-13]。因此，有關(guān)CP的研究一直是國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)，并取得了較多的成果。目前實(shí)驗(yàn)研究中常以兔耳緣或鼠尾靜脈進(jìn)行穿刺造模。但是這些動(dòng)物模型的靜脈容易受到藥物的劑量、濃度、速度、用藥時(shí)間等因素的影響，引起血管局部不良反應(yīng)，甚至導(dǎo)致動(dòng)物死亡[13-14]。如何準(zhǔn)確有效地應(yīng)用造模藥物、建立成功的動(dòng)物模型值得去探討。因此，現(xiàn)將CP動(dòng)物模型造模藥物的最新進(jìn)展綜述如下。

1 CP動(dòng)物模型的建立

1.1 兔模型建立 在實(shí)驗(yàn)前的1～2 d研究者使用脫毛劑(8%硫化鈉)或剃須刀去除兔毛[15]。選用24G靜脈留置針在兔耳緣靜脈進(jìn)行穿刺，或選擇距離耳尖1～3 cm處的耳緣靜脈作為穿刺部位，用龍膽紫/甲紫溶液標(biāo)記，在穿刺前選用2%～3%戊巴比妥鈉、10%水合氯醛或氯胺酮對(duì)兔進(jìn)行腹腔、靜脈或肌肉注射麻醉[16]。麻醉后以兔體重或體表面積來計(jì)算用藥劑量，體表面積的計(jì)算采用Meeh-Rubner的公式：A=K×(W2/3)/10000(K為常數(shù)10.1，W為體質(zhì)量，以g為單位)，再將藥物注入耳緣靜脈誘導(dǎo)CP產(chǎn)生，造模后對(duì)兔耳緣靜脈進(jìn)行肉眼、透光檢查有無滲漏，無滲出視為造模成功[17-18]。

1.2 鼠模型建立 根據(jù)血管直徑選擇不同型號(hào)的針頭(如小鼠選用7#頭皮針)在鼠尾靜脈進(jìn)行穿刺[14,19]。在穿刺前選用地西泮及氯胺酮對(duì)小鼠進(jìn)行腹腔注射麻醉[19]。麻醉后在鼠尾靜脈向近心端的近、中1/3 處穿刺，按體重計(jì)算劑量并注入藥物，造模后用電子數(shù)顯卡尺檢測(cè)鼠尾的直徑來觀察腫脹程度，腫脹程度的計(jì)算公式為腫脹(%)=(處理后第n天的小鼠尾巴直徑-治療前小鼠尾巴的直徑)/治療前小鼠尾巴的直徑×100%，造模后檢測(cè)腫脹程度明顯高于空白組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，視為造模成功[14,19]。

2 CP動(dòng)物模型造模藥物

2.1 抗腫瘤藥物 由于抗腫瘤藥物對(duì)血管內(nèi)膜的刺激、注射后形成的藥物沉淀以及注藥后引起血漿pH值變化有關(guān)。由于抗腫瘤藥物大多數(shù)是生物堿或化學(xué)制劑，在殺傷惡性腫瘤的同時(shí)對(duì)靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞也具有毒性、腐蝕性及刺激性作用，再加上病人因?yàn)榛煰煶痰男枰磸?fù)穿刺，容易引起血管內(nèi)皮發(fā)生損傷，炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，從而導(dǎo)致CP的發(fā)生[9]。

2.1.1 長(zhǎng)春堿類 長(zhǎng)春堿類藥物有長(zhǎng)春瑞濱(vinorelbine,VNR)、長(zhǎng)春新堿(vincristine,VCR)等，是由長(zhǎng)春堿衍生的半合成長(zhǎng)春花生物堿，通過結(jié)合微管蛋白來抑制有絲分裂，其抗惡性腫瘤范圍比較廣， 而且致神經(jīng)毒性比較少，主要用于治療(非)小細(xì)胞肺癌、轉(zhuǎn)移性乳腺癌、卵巢癌、惡性淋巴癌及急性白血病等惡性腫瘤[9,15,20-21]。長(zhǎng)春堿類是直接引起血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷的親脂性藥物，具有高滲性，能夠滲透到血管外組織，引起局部的血管炎癥反應(yīng)，并使細(xì)胞膜內(nèi)外滲透壓失衡、pH值改變，引起嚴(yán)重的靜脈炎和血栓形成[14]。王紅等[18]按照人體化療的給藥劑量，分別在家兔耳緣靜脈注射低劑量(12.5 mg/m2)、中劑量(25 mg/m2)及高劑量(50 mg/m2)的VNR，對(duì)照組注射10 mL生理鹽水，均采用輸液泵來控制速率，在15 min注射完成，結(jié)果顯示注射中、高劑量的VNR在48 h有了典型的靜脈炎病理表現(xiàn)，但是注射高劑量VNR的家兔出現(xiàn)死亡，建議采用注射25 mg/m2的VNR來建立靜脈炎的模型。郭永福等[12]研究者在小鼠尾靜脈注射VNR，用藥量為1.6 mg/mL、2.4 mg/mL、3.2 mg/mL、4.0 mg/mL，1～2 min內(nèi)快速注完，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在建模的24～72 h，4組小鼠發(fā)生CP。黃程程等[22]在新西蘭兔耳緣靜脈注射VCR(劑量為0.2 mg/kg，注射速度為0.5 mL/min)，8 h注射1次，48 h內(nèi)6組出現(xiàn)CP，建模效果明顯。

2.1.2 阿霉素 阿霉素(doxorubicin,DXR)，又稱為鹽酸多柔比星，通過抑制RNA和DNA合成的蒽環(huán)類的抗腫瘤藥物，主要用于急性白血病、乳腺癌等化療[14,17]。DXR屬于發(fā)泡劑類化療藥，易損傷細(xì)胞膜脂質(zhì)及DNA，引起細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)及功能的破壞，從而引起皮膚及血管組織發(fā)生潰瘍及壞死，主要表現(xiàn)為局部紅腫、疼痛，甚至導(dǎo)致局部軟骨細(xì)胞壞死[9,14]。沈嬌等[17]使用20 mg/m2的劑量、90 mL/h的速度靜脈注入DXR，分別在第1周、第3周、第5周進(jìn)行給藥建立模型。王丹等[23]研究發(fā)現(xiàn)，低速(60 mL/h)、高濃度(0.20%)、高容量(20 mL)的耳緣靜脈給藥相比于高速(90 mL/h)、低濃度(0.05%)、低容量(10 mL)給藥，肉眼觀察到靜脈炎程度高，鏡下觀察血管內(nèi)皮細(xì)胞炎癥浸潤(rùn)更嚴(yán)重。

2.2 20%甘露醇 20%甘露醇是一種具有細(xì)胞滲透性的非代謝性六碳糖，用于降低腦水腫、減少心肌再灌注及改善腎灌注[14,24]。作為高滲脫水溶液，20%甘露醇在輸注時(shí)增加血漿和組織滲透壓，導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞脫水及局部血小板的聚集，從而誘導(dǎo)血管內(nèi)皮損傷及凋亡；同時(shí)，其釋放的前列腺素激活炎癥介質(zhì)反應(yīng)和白細(xì)胞侵襲，釋放的組胺引起血管收縮、變硬[24-25]。實(shí)驗(yàn)研究常以2.5 ～4 mL/kg的劑量、1 mL/min的速度或10 mL注射至耳緣靜脈，連續(xù)用藥2～7 d來建立CP的模型[14,24]。Li等[24]研究發(fā)現(xiàn)，在兔耳緣靜脈輸注20%甘露醇后通過肉眼觀察兔耳在穿刺后3～5 d，穿刺點(diǎn)出現(xiàn)發(fā)紅、腫脹、呈條索狀，伴有黃色液體滲出，病理觀察外周靜脈的內(nèi)皮細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)不完整，內(nèi)膜薄無彈性，且管腔不規(guī)則，可見血栓形成，在血管周圍組織觀察到炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。

2.3 腸外營(yíng)養(yǎng)液 外周腸外營(yíng)養(yǎng)液(peripheral parenteral nutrition,PPN)是指經(jīng)過外周靜脈給不能通過胃腸道攝取或攝取的營(yíng)養(yǎng)不能滿足代謝需求的病人提供的營(yíng)養(yǎng)液，主要包括脂肪乳、氨基酸、糖類、維生素及礦物質(zhì)等[26]。PPN是高滲性(600～900 mOsm/kg)、酸性溶液，引起外周靜脈化學(xué)性刺激，造成靜脈損傷，引起CP的發(fā)生[26-27]。Kuwahara等[26]使用3%氨基酸/7.5%葡萄糖溶液(AF，滲透壓為856 mOsm/kg)，對(duì)兔耳緣靜脈進(jìn)行造模，結(jié)果顯示連續(xù)輸注組[5mL/(kg·h),24 h]在鏡下觀察到明顯的靜脈內(nèi)皮細(xì)胞損傷和血管周圍組織水腫，而間歇輸注組[15mL/(kg·h)，8 h×3 d]的靜脈未觀察到明顯的變化。

2.4 胺碘酮 胺碘酮是Ⅲ類抗心律失常藥物，適用于房早、室早等疾病，但因其pH值為2.5～4.0，會(huì)引起血管內(nèi)血漿的pH值發(fā)生改變，刺激血管內(nèi)皮的細(xì)胞膜并發(fā)生損傷，從而導(dǎo)致血小板發(fā)生凝集，并且釋放各種炎癥因子，促使管壁的通透性迅速增高，炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)到損傷血管而引起CP[10,27-28]。楊婧等[28]研究發(fā)現(xiàn)使用胺碘酮造模，在兔耳緣靜脈輸注3 h時(shí)，鏡下觀察到靜脈有中度炎癥反應(yīng)， 隨著輸液時(shí)間的延長(zhǎng)炎癥浸潤(rùn)范圍擴(kuò)大，輸液5 h觀察到血管內(nèi)皮嚴(yán)重脫落，管腔內(nèi)可見大量的壞死細(xì)胞。

3 用藥方式對(duì)CP的影響

目前，CP的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物造模的用藥方式多樣化，常見的有用藥劑量、用藥濃度、用藥速度及用藥時(shí)間等相關(guān)研究。不同的建模藥物其用藥方式有所不同，而建立成功有效的CP動(dòng)物模型對(duì)實(shí)驗(yàn)研究有著重要的作用。

3.1 用藥劑量 當(dāng)大量藥物流入靜脈，隨著劑量的增加，持續(xù)刺激血管內(nèi)壁，導(dǎo)致管壁受損且通透性增高，發(fā)生炎癥的組織有液體滲出，由于受炎癥影響，血管發(fā)生痙攣或擴(kuò)張，引起CP的風(fēng)險(xiǎn)增加[9,14,19]。王紅等[18]研究發(fā)現(xiàn)，在兔模型注入低、中、高劑量的VNR后各組靜脈炎發(fā)生率分別為42.9%，85.7%及100%。申建賓等[19]在給小鼠尾靜脈注入VNR濃度和速度一致的情況下，劑量由低到高分別為18.8 mg/kg，28.1 mg/kg，37.5 mg/kg，56.3 mg/kg及75 mg/kg，共5組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)用藥的劑量越大，鼠尾靜脈炎的發(fā)生率越高(P=0.006)，且高劑量的2組(56.3 mg/kg及75 mg/kg)小鼠的死亡率分別為25.0%和50.0%，說明劑量因素與血管內(nèi)皮損傷呈正相關(guān)，用藥劑量越大，CP的發(fā)生率越高。

3.2 用藥濃度 Kohno等[21]在使用VNR建模時(shí)發(fā)現(xiàn)，在兔耳緣靜脈注入濃度為0.6 mg/mL、速度為5 mL/(kg·h)(高濃低速組)的靜脈內(nèi)皮細(xì)胞脫落、炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)及水腫輕微高于低濃高速組[濃度為0.3 mg/mL、速度為10 mL/(kg·h)]，在表皮變性方面兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，高濃低速組的表皮變性比低濃高速組更加嚴(yán)重，因?yàn)樽⑸錆舛容^高藥物進(jìn)入靜脈后與血管內(nèi)皮接觸的藥物量就多，刺激血管內(nèi)皮的程度越嚴(yán)重，更容易引起組織的損傷，血管的通透性更明顯，管腔內(nèi)的藥物滲透到血管的周圍組織并達(dá)到表皮，引起表皮變性，更加容易誘發(fā)CP[19,21]。

3.3 用藥速度 關(guān)于用藥速度對(duì)CP的影響，國(guó)內(nèi)外研究者持相對(duì)立的觀點(diǎn)，一是低速度用藥易致CP的發(fā)生，原因是當(dāng)注入速度較低時(shí)藥物進(jìn)入血液后，逐漸與血液形成層流并相互混合，當(dāng)血液不能充分中和藥物時(shí)，藥物接觸刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞引起損傷[14,21]。Kohno等[21,26]研究發(fā)現(xiàn)，在同樣濃度下，低速組[5 mL/(kg·h)]比高速組[15 mL/(kg·h)]易引起血管內(nèi)皮細(xì)胞脫落、炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)、表皮變性(P<0.05)；二是高速度用藥易致CP的發(fā)生，原因是用藥速度大于血液流動(dòng)速度時(shí)，血液不能及時(shí)稀釋藥物的濃度，從而加重藥液對(duì)血管內(nèi)皮的化學(xué)性刺激，使血管的通透性增加，導(dǎo)致藥物滲出到血管外周圍組織，引起血管及周圍組織的損傷[14,19]。申建賓等[19]研究發(fā)現(xiàn)，在小鼠尾靜脈注射VNR的高速組(0.75 μL/s)、中速組(0.3 μL/s)及低速組(0.15 μLs)的CP發(fā)生率分別為33.3%、75.0%、25.0%，中速組靜脈炎發(fā)生率高于低速組(P<0.05)，且中、低速組無小鼠死亡，而高速組有5 例小鼠死亡，原因可能推注藥物的速度過快容易引起刺激性的造模藥物外滲而致小鼠死亡，且小鼠尾與兔耳緣靜脈的解剖位置不同，管壁薄不耐受刺激性藥物有關(guān)[9]。

3.4 用藥時(shí)間 刺激性藥物被注入靜脈內(nèi)，刺激血管損傷血管內(nèi)皮，當(dāng)持續(xù)注入時(shí)藥物長(zhǎng)時(shí)間與管壁接觸，并在受損處不斷堆積，超過了血管的應(yīng)激能力，血管內(nèi)皮不僅受損且正常代謝受到影響，引起管壁通透性增高、液體滲出，血管細(xì)胞膜周圍的滲透壓失去平衡，從而使血管發(fā)生痙攣，導(dǎo)致管壁周圍組織缺血缺氧，進(jìn)一步加重?fù)p壞血管內(nèi)皮細(xì)胞，從而加重CP的發(fā)生[12,21,26]。Zhang等[15]研究者通過注射VCR時(shí)間的長(zhǎng)短來觀察靜脈炎的嚴(yán)重程度，研究發(fā)現(xiàn)在注射12 h時(shí)可肉眼觀察到靜脈炎，注射6 h時(shí)通過組織病理學(xué)觀察到靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的丟失。閆鮮艷等[29]在日本大耳白兔耳緣靜脈注射胺碘酮2 h、3 h、4 h及5 h，通過病理發(fā)現(xiàn)在注射3 h可見少量的炎性細(xì)胞，4 h、5 h觀察到更大范圍、更加嚴(yán)重的炎性細(xì)胞，說明隨著注射時(shí)間延長(zhǎng)，靜脈血管的內(nèi)皮細(xì)胞破壞嚴(yán)重，靜脈炎程度越嚴(yán)重。

綜上所述，通過動(dòng)物靜脈血管推注或輸入濃度高、刺激性大、毒性強(qiáng)的藥物，對(duì)血管及周圍組織引起損傷，發(fā)生靜脈炎而達(dá)到建立動(dòng)物CP模型的目的，所以動(dòng)物模型的準(zhǔn)確用藥，不僅為進(jìn)一步預(yù)防和治療CP的實(shí)驗(yàn)研究做好鋪墊，也為臨床的合理用藥提供參考。但是，CP造模藥物的應(yīng)用也存在動(dòng)物種類較少、造模用藥單一、速度影響有差異及劑量用法簡(jiǎn)單等問題，因此，建議未來研究可增加更加接近人類體型的動(dòng)物，模擬臨床病人的動(dòng)物模型(如癌癥、糖尿病)；聯(lián)合用藥建立動(dòng)物造模；以動(dòng)物的體重或體表面積來計(jì)算藥物的劑量以提高實(shí)驗(yàn)研究的嚴(yán)謹(jǐn)性。如何準(zhǔn)確有效地使用藥物來建立成功有效的CP模型，值得去進(jìn)一步探究。