实验猴动物模型在内分泌及心脑血管疾病研究中的应用

徐文漭 王媛媛 蔡 琳 李 霞

（1 成都军区昆明总医院病理科，云南 昆明 650032；2 成都军区昆明总医院全军骨科中心，云南 昆明 650032）

灵长类动物是人类的近亲，是极其珍贵和重要的实验动物，其应用价值远超过其他种属的动物。灵长类动物在组织结构、免疫、生理和代谢等方面与人类高度近似，与人类的遗传物质有75%～98.5%的同源性，显示了许多相似的生物学和行为学特征，成为解决人类健康和疾病问题的基础研究和临床前研究的理想动物模型。实验猴动物模型的研究主要集中在以下几类：传染性疾病、营养性疾病、遗传性疾病、心血管疾病、老年病、行为学和精神病及神经生物学、内分泌疾病、生殖生理、环境卫生公害、药理学和毒理学、畸胎学、肿瘤学。在内分泌疾病如糖尿病、地方性甲状腺肿及心脑血管疾病如动脉粥样硬化等多种相关疾病的研究中，实验猴表现出了良好的模拟性及可重复性。

1 内分泌疾病实验猴动物模型

1.1 1型糖尿病实验猴动物模型

随着经济条件的发展，人民生活水平的提高及饮食结构的改变，心理压力的增大，与世界各国一样，我国糖尿病发病率增长迅速，已成为越来越严重的一个公共卫生问题。糖尿病动物模型主要有诱发和遗传自发性两类，其次还有转基因的糖尿病动物模型，但因成本过高，研究相对较少。国外有用链脲佐菌素（STZ）诱导青年恒河猴糖尿病的报道，国内有1例也选用青年恒河猴建立1型糖尿病模型的报道[1-4]。徐传磊等[5]采用食蟹猴进行1型糖尿病造模成功，该研究给4只实验组食蟹猴禁食16h后一次性静脉注射STZ 45mg/kg，给药后第2天就开始出现糖尿病早期症状，给药后第4周就出现了摄食量、饮水量、排尿量的明显增加，第7周空腹血糖显著上升（P＜0.01），造模后第5周出现糖耐量异常，胰腺组织病理学检查发现胰岛萎缩、纤维化。

动物糖尿病的血糖标准各文献报道不一致，多为11.1～16.7mmol/L[6-10]。参考对人类糖尿病的诊断标准，复制实验猴糖尿病动物模型的主要观察指标为空腹血糖水平及糖耐量测试。徐传磊等[5]研究结果显示，结合食蟹猴正常的空腹血糖值（至少8h未进食，血糖值为5.10±1.89mmol/L），判定造模成功的标准为包括以下两点：一是空腹血糖值≥8.0mmol/L，且时间持续3周以上；二是葡萄糖耐量试验中，葡萄糖负荷2h后血糖值≥10.0mmol/L。此外，C肽水平的高低能直接反映出胰岛β细胞分泌功能的状态[11]。若在实验中可检测到C肽水平下降以及谷氨酸脱羧酶抗体阳性，则可判断为1型糖尿病。

1.2 2型糖尿病实验猴动物模型

糖尿病患者中90 %为2型糖尿病[12]，其发病主要与遗传因素及个体因素（多食、肥胖、体力活动减少）有关，而与自身免疫无关。目前对糖尿病的发病机理、药物实验、毒理、病理和治疗研究主要是通过化学药物或生物制品损伤动物β细胞，甚至手术切除部分胰腺或全部切除，从而建立动物模型进行系列糖尿病研究。然而用这些方法制造的动物模型是非自然的，其发病机理及发病过程与人存在差异，这种模型的研究效果不甚理想。设如果能从正常饲养的猴群中筛选出自发性糖尿病动物模型，这将有利于克隆出人类同源糖尿病基因，这种的动物模型对于研究人类糖尿病会更贴近于自然，结果会更加可靠。

王艳静等[13]从100只年龄为8～11岁（相当于人类50～60岁）的猕猴中筛选出3只经葡萄糖耐量试验及尿糖测定属于自发性糖尿病的猕猴，其年龄分别为12岁3个月、12岁11个月、13岁11个月，属中老年，筛选比例为3%，这与人类2型糖尿病患病率很相近，同时表明了猕猴自发性糖尿病的好发于年龄与人一样均为中老年。该动物模型与其他糖尿病模型相比显示了在病理学、遗传学等方面的优越性。实验通过长达一年的观察，发现糖尿病猕猴各种临床指标逐日明显，且多次空腹血糖测定，数值均高达20mmol/L以上。通过对自发性糖尿病猕猴的筛选，具有两个方面的重要意义：一是为人类建立理想的糖尿病动物模型；其次是通过子代繁育，并进一步对子代及种群的血糖监测，建立糖尿病猕猴动物模型的种群。

1.3 地方性甲状腺肿实验猴动物模型

地方性甲状腺肿是由于一个地区存在特定的环境致甲状腺肿因素（主要是碘缺乏）而导致甲状腺肿大的一种疾病。地方性甲状腺肿是世界性疾病，据联合国世界卫生组织在1960年估计，全世界患地方性甲状腺肿的患者不少于2亿，我国不少于2000万～3000万。我国经多年推广碘盐预防已使其发病率大幅下降，但长期补碘后地方性甲状腺肿的残留患者仍高达10%～20%[14]。

在1907～1908年，Marin用羊、猪、狗、牛复制了饲以低碘饲料所致的甲状腺肿动物模型[15]，阐明了碘和甲状腺肿的关系，证实碘缺乏可造成甲状腺的胶样肿和增殖。Mano等[16]于1985年用狨猴复制了低碘动物模型，国内在2000年由杜红艳等[17]采用狨猴饲以低碘饲料及去离子水成功复制了甲状腺肿模型，其在血清学及组织形态学上的改变与人患地方性甲状腺肿时的表现极为相似。灵长类动物在种属上与人类极为接近，由它得到的研究结果能更加准确地推断出人类在长期缺碘状态下甲状腺的病理生理改变。

此外，在内分泌疾病方面，实验猴还可被选用作为尿崩症、库欣病和肥胖症的动物模型。

2 心脑血管疾病的研究

2.1 动脉粥样硬化实验猴动物模型

1908年俄国病理学家Ignatowski用蛋和奶喂饲家兔引发动脉粥样硬化病变（AS），开启了AS实验研究新时代[18]。猴的正常血脂、AS病变的性质和部位、临床症状以及各种药品的疗效关系等，都与人的非常相似，是适合的造模动物。实验猴不同种属对AS的敏感各有所不同，其中猕猴更为理想。给予高脂肪、高胆固醇饲料，可发生严重而广泛的AS，其诱发的广泛性和复杂性，均超过其他动物，也是常发生心肌梗赛的少数动物，动脉粥样硬化病变的部位，不仅出现在主动脉，也出现于冠状动脉、脑动脉、肾动脉及股动脉等，其中以冠状动脉好发[19]。皇莆超中等[20]用脂质浸润法于成年猕猴和老年猕猴成功实施了造模。

动脉粥样硬化实验猴模型的检测，主要为病理形态学检查、免疫组织化学检查及生化检查三个方面。

2.2 脑缺血实验猴动物模型

脑缺血具有很高的发生率、致残率和致死率，严重威胁着人类的健康。临床上85%的脑缺血是由血栓栓塞大脑中动脉引起[21]。国际脑血管病委员会极力要求脑缺血的研究应建立在局部脑缺血动物模型的基础上[22]。

大多数实验动物脑血管的部分生理因素（如动脉二氧化碳分压变化）的反应与人类近似，但就颅内、外动脉之间的解剖关系方面，却有很多差别。相比较而言，与人最为接近的还是灵长类动物，如猴及狒狒。目前，通过夹闭大鼠、小鼠等实验动物大脑中动脉（MCA）建立脑缺血模型已取得成功[23]，但采用灵长类动物建立模型的报道相对较少。韦日明[24]、周智鹏[25]等通过介入的方法用导入食蟹猴自体白色血栓栓塞MCA，表现出了典型的局部脑缺血特征，建立了局部脑缺血食蟹猴动物模型。该模型为深入研究局部脑缺血的发病与治疗奠定了实验基础。朱华等[26]首次将光化学法应用于食蟹猴的局部脑缺血模型，该模型制作简单、快速、重复性好，短期内可完成较多样本的制作，为进行与临床有重要意义的神经细胞保护研究，特别是干细胞治疗提供了重要的工具。

在心脑血管疾病方面，实验猴还可被用作高胆固醇血症、脑出血等的动物模型。

3 结 论

猴作为灵长类的高级哺乳类动物，具有特殊的生物学地位，为人类的生存、发展及科研事业做出了巨大贡献。由于国外发达国家实验猴资源有限，同时由于动物保护主义的影响以及动物福利和伦理学的要求，加之高昂的实验成本，发达国家的医药动物实验，特别是实验猴的临床前研究呈现出向我国及周边发展中国家转移的趋势，这为我国承接国际医药动物实验业务带来了机遇，同时也提出了新的挑战，如何高效地利用这一稀缺资源将是我们今后研究的重大课题。

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