肾结石动物模型的建立*

杨立军，刘国华，朱 江，狄长安，王 伟，金大庆，李卫民

(首都医科大学平谷教学医院，北京，101200)

泌尿系结石是泌尿外科的常见病、多发病，发病率高达5% ～15%［1］，其中肾结石又占泌尿系结石的40% ～50%［2］。其中巨型肾结石、多发肾结石等病情复杂，手术难度较高［3］。目前，经皮肾镜碎石术(percutaneous nephrolithotomy，PCNL)已成为处理复杂性结石的主要治疗手段，尤其直径＞2 cm的肾结石，PCNL已成为最佳处理方法［4］。但PCNL难度及手术风险均较高，因此建立大型动物肾结石模型并进行经皮肾穿刺培训，提高泌尿专科医师手术水平势在必行。目前，乙二醇法是建立泌尿系结石模型最常用的方法之一，其原理是在草酸代谢通路上加大中间代谢产物乙二醇的量，导致动物体内草酸含量增加，形成草酸钙结石［5-6］。但此法主要用于防治泌尿系结石药物的药理及药效学等方面的研究，无法满足经皮肾镜碎石、经皮肾造瘘等技术方面的培训。因此，我院应用异物植入法与乙二醇法分别在实验动物身上建立肾结石模型，比较两种方法的成石率、成石时间、成石体积等。现将实验结果报道如下。

1 资料与方法

1.1 乙二醇法 (1)实验材料及仪器设备:药品1%乙二醇(广州化学制剂厂)+1%氯化铵(广州台山化工厂)配制而成。光学显微镜一台，日立EUB5500彩超一台。(2)实验动物:家猪15头，体重35～40 kg(北京市平谷区模拟医院提供，许可证号SYXK(京)2010-0016)。(3)方法:15头猪每日定量自由摄取提前配置好的乙二醇500 ml，定量补水500 ml，每日行B超检查肾结石形成时间及大小等指标。成石后尸检，在光学显微镜下观察结石形成情况并测量结石大小。判定标准:(0)无结晶，(1)肾皮质内结晶，(2)肾髓质内结晶，(3)肾乳头内结晶，(4)肾盂内结晶［7］。

1.2 异物植入法 (1)实验材料及仪器设备:人体组织粘合剂(α-氰基丙烯酸正丁酯)0.5～1 ml;自体猪血1～2 ml;日立EUB5500彩超一台;进口穿刺针及相关耗材。(2)实验动物同A组。A、B两组家猪一般资料见表1。(3)方法:利用α-氰基丙烯酸正丁酯遇血凝固的特性，将其注入肾盂后再注入猪血，迅速形成结石。具体操作步骤为:家猪禁饮食6 h后，速眠新Ⅱ注射液0.2 ml/kg肌注，摆好体位，固定于手术台上，气管插管，呼吸机辅助通气，备皮、消毒、铺巾，采用18G穿刺针在超声引导下穿刺进入肾盂，拔出针芯，见有尿液溢出证实穿刺成功。肾盂内注入0.5～1 ml组织粘合剂，1 ml生理盐水冲洗针道，以防止针道堵塞，再将猪血迅速注入肾盂，B超观察肾盂内出现固体回声伴声影(图1)。测量直径≥2 cm，停止注射，拔出穿刺针，切口用无菌敷料覆盖。术后饲养观察5周，行超声检查动物肾内仍有固体回声，性状与肾结石基本相同，部分伴有明显肾积水。尸检可见肾内结石形成，并测量结石大小。

1.3 统计学处理 应用SPSS 16.0软件进行统计学分析，计数资料的组间比较采用χ2检验，等级资料、非正态分布的计量资料的组间比较采用秩和检验，正态分布的计量资料的组间比较采用独立样本t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

表1 两组家猪一般资料的比较(±s)

表1 两组家猪一般资料的比较(±s)

组别 年龄(t/d)性别(头)雌 雄A组体重(m/kg)130 ±8.8 37.5 ±1.8 7 8 B组130 ±11 37.1 ±1.5 8 7

图1 B组家猪肾结石B超表现

2 结果

A组死亡2例，死亡率占13.3%，经超声检查证实，A 组成石时间25 ～34 d，平均(29.1 ±3.7)d，13例成石，成石率86.7%，饲养5周后尸检，测量结石直径 3～4.3 mm，平均(3.6±0.4)mm。B 组 1例死亡，死亡率6.7%，向肾盂内先后注入组织胶及猪血后即刻形成结石，14例成石，成石率93.3%;饲养5周后行超声证实结石未被吸收，78.6%的家猪经B超检测证实有肾积水表现。B组家猪尸检可见肾结石形成(图2)，测量结石直径31～40 mm，平均(35±2.7)mm。与A组相比，B组成石时间短、成石率高、成石大，差异有统计学意义(P=0.000)。肾积水模型形成 B组(11/14，78.6%)优于 A组(3/13，23.1%)。肾组织学检查可见，A组肾组织均可见多灶性结晶形成亦有集结，主要分布于肾皮质、髓质及乳头，肾组织内炎性损害严重;B组轻度肾组织炎性改变。两组肾结石形成见表2。

图2 B组家猪尸检可见肾结石形成

表2 两组试验用猪肾结石形成的对比(±s)

表2 两组试验用猪肾结石形成的对比(±s)

P ＜0.05

组别 成石直径(l/mm))］A 组 3.6 ±0.4 29.1 ±3.7 13(86.7)2(13.3)成石时间(t/d)成石率［n(%)］死亡率［n(%B组 35±2.7 即刻形成 14(93.3)1(6.7)

3 讨论

PCNL因具有患者创伤小、康复快等优点，目前已成为治疗复杂性肾结石的主要手段［4］。但此技术操作难度大，手术风险高，术中或术后常出现穿刺失败、肾脏大出血甚至死亡等并发症，因此熟练掌握PCNL的泌尿外科医师相对较少，严重影响了PCNL的推广与普及，在区县医院此种情况尤为明显，加强PCNL培训迫在眉睫。因此，我院决定建立大型动物肾结石模型，为泌尿外科临床医师行经皮肾镜穿刺、扩张通道、模拟碎石等关键技术的培训创造了良好条件。

乙二醇法是目前复制肾结石动物模型较成熟的方法，成石液多为乙二醇与氯化氨。乙二醇为草酸代谢通路的中间产物，亦是草酸的前体，进入体内后转化成羟乙酸，后者既可在羟乙酸氧化酶的作用下直接转化为草酸，也可通过乳酸脱氧酶的催化转化为乙醛酸，乙醛酸又可直接在非酶作用下转化为草酸。因此，摄入乙二醇可导致动物体内草酸增加而形成草酸钙。尽管目前多采用乙二醇、氯化氨复制肾结石动物模型，但具体造模还存在差异，主要表现在以下方面:(1)乙二醇溶液的浓度与肾草酸钙结晶的形成具有一定相关性，但各浓度的成石率并不按比例增加;(2)成石液的剂量及给药方式不同，成石时间效果不同;(3)造模时间不尽相同。因此采用乙二醇法存在耗时耗力、可操控性差、成石时间及效果不稳定等缺点。此外，乙二醇法主要以大鼠为实验对象，在大型动物肾结石模型建立方面尚未有报道。

异物植入法属于我院泌尿外科首创，离体及活体实验均表明异物植入法在猪肾结石模型建立方面具有独特优势:(1)结石形成时间短:注入组织胶及猪血后即刻形成结石，而A组成石时间较长，B组明显优于A组;(2)与乙二醇法相比，本法形成的肾结石体积明显增大，便于形成肾积水模型，模型真实度高;(3)本法简单易行，操作简便，成石过程中可操控性强，可随时改变注入组织胶及猪血的剂量，以控制成石大小;(4)成石稳定，饲养5周后进行尸检，结石未被吸收;(5)组织学检查提示对肾组织损害较小，模型存活率高。其原因主要在于乙二醇法中的氯化铵通过损害肾小管上皮，促进结晶的滞留与生长，间接促进了成石过程，缩短了成石时间。但乙二醇法平均成石时间约为4周，与异物植入法相比并不具有成石时间方面的优势。此外，异物植入法需专业的B超引导下行肾盂穿刺注射组织胶及猪血，也间接促进了泌尿外科临床医师对穿刺技术的理解、掌握。

与乙二醇法相比，异物植入法成石时间快，成石率高，肾结石体积大，简便易行，便于推广，还可进行肾积水模型的建立，为经皮肾镜穿刺提供了良好的动物模型基础。

［1］ 周向文，黄冬梅.泌尿系结石的治疗进展［J］.中国误诊学杂志，2010，10(15):3546-3547.

［2］ 钟文.肾下盏结石的微创外科治疗［J］.国外医学(泌尿系统分册)，2005，25(5):621-624.

［3］ 梅骅，陈凌武，高新.泌尿外科手术学［M］.3版.北京:人民卫生出版社，2008:789-800.

［4］ 庞桂建，莫曾南.肾结石的微创外科治疗进展［J］.中国实用医药，2013，8(2):245-246.

［5］ 中华人民共和国卫生部药政局.新药(西药)临床前研究指导原则汇编(药学、药理学、毒理学)［S］.北京:中华人民共和国卫生部药政局，1993:101.

［6］ 孙鼎兴.肾结石，膀胧结石［M］//徐叔云，卞如濂，陈修.药理实验方法学.2版.北京:人民卫生出版社，1991:1079.

［7］ 安瑞华，冯陶，郭应禄，等.香豆素对实验性大鼠草酸钙结石形成的影响［J］.中华泌尿外科杂志，1994，15(3):209-211.