西北燥证主证动物模型研制中的病因模拟方法*

王 玲，史 红，周铭心△

(1.新疆医科大学药学院，乌鲁木齐 830022;2.新疆医科大学中医学院，乌鲁木齐 830022)

西北燥证是发生于以新疆为代表的西北方域，以感受燥邪为主要病因，以口鼻、咽喉、肌肤干燥和干咳、烦躁等各种不适症状为特征的一组中医证候[1]。开展西北燥证研究20余年间，先后进行了3项工作，一是临床研究，二是流行病学研究，前2项工作均已基本完成[2]。第三项工作为动物实验研究，正在进行，包括动物模型研制和造模动物干预实验观察等，本文的工作即是模型研制中的基础部分。西北燥证是由多个单元证候构成的复合证候[3～6]，其主证为肺卫孔窍皮肤燥证，兼证尚有肝肾精血不足证、肺心脾风火燥证、心肾阴虚证、脾胃阴虚证、脾胃蕴湿证等。因主证为西北燥证必备的标志性证候，又为各兼证存在的前提，故动物模型制作宜从主证开始。本课题依据前期研究[2，7]结果，提出在西北燥证主证造模过程中，如何通过设计与施加造模因素，营造相宜的人工气候环境，以期在实验室条件下模拟西北燥证病因的思路与方法。

1 西北燥证主要病因燥火风寒与实际气候指标的关系

西北燥证的病因主要为外感燥邪及火、风、寒邪，而这恰为主证的全部病因，其兼证尚有体质异禀、饮食失宜等次要病因。所以，欲研制西北燥证主证动物模型，关键是在实验室中营造符合中医理论的燥、火、风、寒环境。燥、火、风、寒为六淫邪气，六淫为六气之淫邪。六气之本质，实为中医对于太阳辐射、大气环流形成的各种气象要素与地理环境因素综合作用之气候现象的分类概括。六气及疠气、疫毒等杂气，是对全部气象要素变化总和的划分，六气加疠气、疫毒等杂气的气化(即中医所称气的呈现固有特性的运动变化)作用，应当由全部气候指标综合体现。下式可说明其间的关系:

式中Yj表示六气，j=1，2…，6;a表示六气之外的杂气。Xi表示气候指标，i=1，2，…，n;n为反映所有气象要素变化的气候指标数。从中可见，六气是所有气候指标的综合反映;六气之每气可能主要由某几个气候指标体现，并可能与其他指标有关;有些不能以六气解释的气候指标则可归属于杂气a之中[2，7]。

表1显示，在西北燥证病因研究中，已经通过因子分析方法揭示了六气与现代气象气候学26项指标的构成关系[2，7]。

表1 燥、火、风、寒之26项气候指标变量因子构成

表1显示，燥、火、风、寒各气与26项气候指标均有关系，只是依照其因子负荷大小而有主次之分。其中燥气的气化作用主要由 X24、X23、X6、X8、X4、X17、X25 等体现，火气主要由 X15、X2、X1、X16 体现，风气主要由 X13、X14体现，寒气主要由 X21、X22、X20、X9体现。要之，每一类气化均非单一指标所能反映，而是由多种气候指标按不同大小配比组合而成。如燥气不仅与湿度或降水量、蒸发量有关，尚有扬尘、日照等更多影响因素。因此，在实验室中营造燥、火、风、寒环境，必须综合运用各种人工气候条件。

2 改装、配备实验装置以设立人工气候指标

为在实验室条件下营造自然气候环境，体现表1提示的反映燥、火、风、寒气化作用的数十项主要气候指标。本课题在参考、借鉴既往文献中医六淫病因动物造模研究[8，9]的基础上，选择大鼠为实验动物，拟定温度、湿度、光照、风吹、沙尘等5项人工气候指标。

运用人工气候箱可轻易调控温度和光照，但欲达到本课题对湿度、风吹和沙尘等指标的要求，现成人工气候箱尚难实现。目前国内研制生产的人工气候箱除能调控温度外，同时具备调控湿度功能，基本采用内除湿型，即用制冷机兼用除湿机，这种设计性价比较高，大大降低了气候箱的成本。但控湿范围的下限为相对湿度50%，在湿负荷较大的情况下机器的控湿能力很难达到极限值，无法满足本课题对相对湿度须在20%～60%范围之内的要求。因此，我们采取了3项措施:一是根据气候箱结构，在工作室通风道上放置硅胶干燥剂，借以降低室内循环空气湿度;二是在每个大鼠笼内放置干燥剂，以便及时吸收大鼠呼吸、排泄所产生的水分;三是根据箱内湿度变化及大鼠体质量、数量以调整干燥剂加入量，并定时更换、再生、重复使用，从而以较低成本、相对准确地控制气候箱内的湿度。

对于风吹指标，需要在人工气候箱内加设吹风功能。方法是在箱内大鼠笼的上方加装程控风扇，实现定时、定量吹风的功能。沙尘指标则须设计扬沙功能，但欲在人工气候箱中扬沙将会污染设备，于是另外加设沙尘实验箱。为保证模拟更接近实际，特委托专人收集和田地区桑园浮土和农村民居房顶等处的上层尘土，充作沙尘原料。

3 燥火风寒在人工气候指标中的拟合与量化

表2显示，本实验须解决两个关键问题，其一为如何以5项人工气候指标拟合燥、火、风、寒四类气化作用。为此，依据上述气化类型与气候因素关系的分析，特将每项人工气候指标先行分作A、B、C、D、E等5级，再由5项人工气候指标的不同分级组合以确立气化作用的燥、火、风、寒属性。当5项指标分别取C、A、C、C、E级组合时，便定性为燥气气化;而取 E、B、D、C、C 级、取 C、B、D、E、C 级和取 A、C、C、C、B 级组合时，则分别定性为火、风、寒气气化。其二为如何使所拟合的燥、火、风、寒气化作用最大程度地符合西北方域实际自然气候环境。这其实是如何为5项人工气候指标的A、B、C、D、E等5个级别赋以具体数值的问题。虽然同在西北方域，各地区之间也存在较大的气候差异。新疆的南北疆不同，南疆的西北燥证罹患较多，南疆又以和田罹患率最高(39.52%)。因此，研究西北燥证当以和田地区的气候环境为代表。表3便是根据和田地区气候资料为5项人工气候指标各级别所议定的数值。

表2 由5项人工气候指标不同分级组合而确立燥火风寒气化属性

表3 5项人工气候指标分级量化赋值

既已确立人工气候指标及其量化级别，便可据以在实验室中模拟西北燥证外感病因之燥火风寒气化作用。将表3的分级量化数值代入表2，并将和田地区燥火风寒气化构成比作为权重，得出西北燥证燥火风寒气化作用实验室量化分析模式。表4显示，欲实现西北燥证(和田地区)外感病因之气候环境，其温度条件为:18℃的时间占0.65(0.52+0.13)，30℃的时间占0.27，6℃的时间占0.08，其他条件仿此可知。从纵向角度看，西北燥证(和田地区)外感病因气候环境之燥气气化由温度18℃、相对湿度20%、光照4级、风吹2 h、沙尘4 h等条件之定量组合反映，而燥气气化占全部气化的0.52，其他气化仿此可知。

表4 西北燥证(和田地区)病因燥火风寒气化作用实验室量化分析模式

4 时空结合模拟西北燥证燥火风寒病因影响

燥火风寒气化与人工气候指标的关系确定后，便可制定西北燥证病因实验室模拟计划。实际气候环境中，各种气象因素不断变化，其强弱对比只能且仅能从一定时间内的平均值体现。因此，本实验能在一个相宜周期内施加既定比例的燥火风寒气化作用，便可达到模拟西北燥证病因的目的。我们称表4中燥火风寒各气的气化状态qi(i=1，2，3，4)为1个气化单元，ti为完成1个气化单元所需要的时间;而将反映西北燥证病因的固有燥火风寒气化之完整组合所用最短时间称为气化周期，记为T，于是可用事件之和与积的关系式表述1个气化周期内的燥火风寒综合气化状态Q，如式(2):

式中只有ti和T是未知参数，但只要确定气化周期T，便可算出各气化单元的时间ti，然后可据以安排1个气化周期内的模拟实验。依据西北燥证前期研究结果，初次进入西北燥证好发地区的外地人众，1～2周内便可出现主证典型症状，故宜将气化周期定为1周。于是本实验令T=6(d)=12(昼/夜)。因 ti=fiT，故 t1=0.52×12≈6，t2=0.27 ×12≈3，t3=0.13×12≈2，t4=0.08×12≈1。即在1个气化周期中，要安排燥气气化6个(昼/夜)，火、风、寒气化分别为3、2、1 个(昼/夜)。

表5 一个西北燥证病因气化周期内人工气候指标因素的时空安排计划

表4和式(2)要求形成各气化单元的5项气候指标因素必须在同一空间环境中施加，但由于扬沙须用沙尘实验箱单独进行，故实际操作时只能在2个气化空间中近似模拟。按理，扬沙过程中仍应当保持各气化单元中既定温度、湿度，但这些条件在沙尘实验箱内无法实现，故权且以实验室温度、湿度代替。为体现实际天气的昼夜变化，夜间不加既定光照，而只保持实验室夜间常设光照。对于寒气，因在1个气化周期内只有1个气化单元，故于夜间亦安排相应光照。通过上述分析计算，特拟定1个气化周期中燥火风寒气化的具体实施空间和时间安排(见表5)。有了这样的计划安排，便可据此进行动物造模实验，从而保证西北燥证病因模拟的客观性和科学性。

通过上述方法和计划进行的预实验，所制作的西北燥证主证动物模型基本达到了预期的要求，在此基础上又进行了第一阶段的正式试验，亦取得了满意效果的(将见另文)。证明本实验所设计的病因模拟方法既符合于中医理论，又切实可行。

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