肠易激综合征的动物模型选择分析及展望

余　萍,张　成,陈　敏,黄德铨

(1. 成都中医药大学临床医学院，四川 成都 610075；2. 成都中医药大学附属医院，四川 成都 610075)



肠易激综合征的动物模型选择分析及展望

余萍1,张成1,陈敏2,黄德铨2

(1. 成都中医药大学临床医学院，四川 成都 610075；2. 成都中医药大学附属医院，四川 成都 610075)

[关键词]肠易激综合征；动物模型；内脏高敏

肠易激综合征(irritable bowel syndrome,IBS)是以腹痛、腹部不适及大便性状和/或次数改变为主要临床表现的一组临床综合征，属于功能性肠道疾病。IBS患病率高，据Lovell等[1]分析显示，其全球患病率为11.2%，且以50岁以下青壮年为主要患病人群。其病因和发病机制尚不十分明确，主要包括精神-心理-社会因素、脑-肠轴双向调节功能失调、肠道菌群失调、肠道细菌感染、胃肠动力学异常、遗传因素、内脏敏感性增高等[2]。为进一步研究IBS病理生理改变、发病机制、药物治疗及作用原理，选择一种代表性强、稳定性高、客观、可重复性好、公认的动物模型至关重要。目前肠易激综合征动物模型复制方法繁多，现将其研究进展及应用情况阐述如下。

1IBS动物模型复制方法

目前依据IBS不同的发病因素，其建立动物模型方法多种多样。李熠萌等[3]回顾性分析发现，以大鼠为造模对象的文献占63%；其他动物模型对象包括小鼠、豚鼠、兔子等的文献占37%。近年也有学者提出应用灵长类动物模型为研究对象。吴晓亮等[4]系统性回顾分析近年IBS大鼠模型研究表明，选用SD大鼠乳鼠比例最高，占38.60%，其次依次为SD成年大鼠、Wistar成年大鼠。

1.1大鼠乳鼠模型复制法大鼠乳鼠模型依据结直肠机械刺激、母婴分离、化学物质刺激、早期生活事件等原理进行IBS模型复制。①结直肠刺激法：Al-Chaer等[5]采用SD大鼠乳鼠于出生后8～21 d球囊扩张其结肠，球囊压力为60 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，每天2次，每次持续1 min，2次间隔30 min，喂养5周后依据结直肠接受不同压力扩张时记录的大鼠腹壁回缩反应(abdominal withdrawal reflex,AWR)评分，此法可引起大鼠内脏敏感性显著增高，结论可靠，模型稳定性强。 Gibney等[6]在SD大鼠乳鼠出生8～21 d给予结肠机械刺激，压力每日不同，每天1次，待其成年后采用上述AWR评分法及行大鼠降结肠病理组织检查，发现可引起大鼠慢性内脏敏感性增高且无明显病理生理改变。李延青等[7]采用PTCA球囊扩张Wistar大鼠乳鼠结肠，在出生后8～14 d予以压力30 mmHg，15～21 d予以压力60 mmHg，每日2次，2次间隔时间30 min，每次持续1 min，大鼠成年后行AWR评分，得出该法造成慢性内脏敏感性增加效果确切，持续性好。②母婴分离法：Ren等[8]采用母婴分离法，在大鼠乳鼠出生2～20 d时即与母鼠分离，O’Mahony等[9]在大鼠乳鼠出生2～14 d与母鼠分离，每天3 h，成年后AWR均增高。③化学物质刺激法：Liu等[10]在大鼠乳鼠出生8～21 d时向其直肠内灌入醋酸刺激，成年后经检测得出其内脏敏感性明显增加。④综合因素干预：朱雪萍等[11]选用SD大鼠乳鼠，自其出生2～20 d行母婴分离，3 h/d，并于8～14 d时加用轻度束缚及直肠芥子油刺激，通过该综合因素干预，在大鼠成年后通过检测得出AWR评分显著增高，模型组内脏敏感性增高。

1.2成年大鼠模型复制法IBS成年大鼠模型制备方法原理包括心理应激(焦虑)、脑-肠轴功能失调、肠道感染、肠道菌群失调、化学因素刺激等,初步可分为慢性应激法和急性应激法。①物理应激模型:樊江波[12]等应用禁水24 h、禁食24 h、昼夜颠倒、4 ℃冰水冷刺激5 min、45 ℃烘箱热刺激5 min、止血钳钳夹鼠尾1 min致痛、束缚制动、110次/min高频震荡15 min等慢性应激因素循环刺激40 d，通过AWR评分、排便测定、敞箱实验、糖水消耗实验等方法检测得出该方法可以致使模型大鼠胃肠运动亢进、内脏敏感性增高、神经精神活动失调。其代表性好，应用广泛，是一种有效的IBS动物模型。Bradesi等[13]将Wistar雄性大鼠进行避水(WA)应激实验，2 h/d，持续10 d，通过检测得出大鼠产生持续性内脏过敏(持续至少1月)且无病理性改变。Distratti等[14]通过乳胶导管向大鼠结直肠内注水，5 min 1次，共20次，注水量0.4～1.6 mL，分为4个等级，模型检测显示其AWR评分增高，c-Fos mRNA在脊柱部位表达增多。王伟岸等[15]等基于脑-肠互动原理选用Wistar大鼠建模，应用樟脑丸气味刺激、肢体束缚和结直肠扩张(压力为60 mmHg)等应激方式，经检测，其结果显示试验大鼠腹部自发性电活动增强、脑皮质多个部位cFos表达显著升高，可稳定诱发内脏功能紊乱。束缚-制动的急性应激模型，通过束缚大鼠，可引起大鼠胃肠动力异常，内脏敏感性增高[16-17]。Vicario等[18]依据心理环境与功能性胃肠疾病之间的应力关系原理对Wistar大鼠采用拥挤胁迫(8只/笼)应激，持续15 d，经检测得出该试验符合人类肠易激综合征的病理生理过程。物理应激模型制备法还包括电刺激-束缚、束缚-冷冻、束缚-结直肠刺激等。②化学刺激导致内脏高敏:常用化学物质包括醋酸、正丁酸盐灌肠、三硝基苯磺酸灌肠[19-21]，其他还包括芥子油、松节油、去氧胆酸、丁酸钠、甲醛、番泻叶、甘油、大黄等。③微生物感染模型:Yang等[22]采用含8 000条旋毛虫幼虫/mL的磷酸钠盐缓冲液灌胃SD大鼠，感染后出现内脏高敏感性，且其急性炎症消退后内脏高敏持续存在。Marales等[23]向SD大鼠腹腔内注射野生型空肠弯曲菌，成功建立了IBS动物模型。此外还有空肠弯曲菌灌胃、抗生素灌胃导致肠道菌群失调、小隐孢子虫等所致的动物模型。其他大鼠模型制备方法还包括腹腔注射法(CRF、白蛋白)、基因敲除法等。

1.3 IBS其他动物模型复制法Savignac等[24]模拟人因社会生活压力过大、焦虑、抑郁引起IBS，将小鼠置于具有先天性暴力小鼠前2 h/d，持续6 d后，小鼠体质量减轻，结肠轻度损伤，出现胃肠功能紊乱及内脏高敏，其符合人类IBS脑-肠轴功能失调的病理生理改变。龙艳芹等[25]应用旋毛虫囊鲍(350～400条)感染成年小鼠，感染后通过AWR评分评估模型小鼠对结直肠扩张的敏感性及通过病理检查，得出小鼠感染旋毛虫后8周肠道急性炎症消退，但内脏高敏持续存在。陈东晖等[26]采用一次性三硝基苯磺酸(2.5 mg/只)结肠灌注，成功建立了内脏高敏、肠道免疫功能失调、肠黏膜通透性增加的IBS小鼠模型。采用此外还有基因敲除等方法制备小鼠模型。其他动物模型还包括豚鼠、兔、狗等。

2IBS动物模型问题讨论及展望

①现有IBS动物模型制备方法繁多，因其病因和发病机制复杂，模型制备原理各不相同。综合近年研究IBS的文献，可见以球囊扩张大鼠乳鼠结直肠和成年大鼠慢性综合物理应激模型制备方法应用最为广泛，但球囊扩张大鼠乳鼠结直肠为一创伤性操作且该模型制备时间长；成年大鼠慢性综合物理应激模型其稳定性相较前者有待进一步研究。因此多种常用方法的优劣有待进一步准确的对比研究。目前功能性肠病为一个科学研究热点，因此迫切需求一种公认的IBS模型制备方法。②IBS是一种长期慢性功能性疾病，缺乏形态学的诊断标准，各个病例临床表现差异甚大；同一病例在疾病不同阶段，不同环境影响下，其临床特征亦不相同。IBS动物模型仅能代表其某一时间段的临床过程，局限性明显。目前IBS大鼠模型评判方法多采用结直肠接受不同压力扩张时记录的大鼠腹壁回缩反应(AWR)评分检测其内脏敏感性，结合大鼠排便情况、体重变化、行为学改变。其评判为一有创性操作，过程复杂，评判者主观臆断性强。因此一种更简便、更有效、更客观的模型评判标准或诊断标准值得进一步探讨确立。③在IBS临床治疗方面，苏冬梅等[27]通过系统评价，得出中草药对IBS腹泻型疗效确切，优于西药治疗，且无严重不良反应；裴丽霞等[28]通过Meta分析显示，针灸对IBS的疗效确切且优于常规西药。因此结合中医证候建立IBS模型对IBS的更深入研究具有重大意义。

此外，随着科技的不断进步，多学科知识的相互渗透，在IBS动物造模过程中合理应用造影、CT、MRI等技术，可以使模型向客观化、标准化方向前进；应用分子生物学、生理病理学、免疫学、微生物学等各学科知识，进一步改进IBS模型制备方法，可使其更贴近人类IBS的病理生理过程，更具代表性。

[参考文献]

[1]Lovell RM，Ford AC. Global prevalence of and risk factors for irritable bowel syndrome:A Meta-analysis[J]. Clin Gastroenterol Hepatol，2012，10(7):712-721

[2]Tanaka Y，Kanazawa M，Fukudo S，et al. Biopsychosocial model of irritable bowel syndrome[J]. Neurogastroenterol Motil，2011，17(2):131-139

[3]李熠萌，蔡淦. 腹泻型肠易激综合征的中医实验研究进展[J]. 中医药现代化,2009，11(4)：541-544

[4]吴晓亮,孙建华. 肠易激综合征国内实验研究现状的调查[J]. 世界华人消化杂志,2010，18(35):3818-3823

[5]Al-Chaer ED，Kawasaki M，Pasricha PJ， et al. A new model of chronic visceral hypersensitivity in sdult rats induced by colon irritationduring postnatal development[J]. Gastroenterology,2000，119:1276-1285

[6]Gibney SM， Gosselin RD， Dinan TG， et al. Colorectal distension-induced prefrontal cortex activation in the Wistar-Kyoto rat:Implications for irritable bowel syndrome[J]. Neuroscience，2010，165(3):675-683

[7]李延青,郭玉婷,左秀丽,等. 肠易激综合征内脏感觉过敏动物模型的建立[J]. 胃肠病学和肝病学杂志,2003,12(4):332-335

[8]Ren TH，Wu J，Yew D，et al. Effects of neonatal maternal separation on neurochemical and sensory response to colonic distension in a rat model of irritable bowel syndrome[J]. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol，2007，292：G849-G856

[9]O’Mahony SM，Marchesi JR，Scully P，et al. Eady life stress slters behavior,immunity and microbiota in rats:implications for irritable bowel syndrome[J]. Biol Psychiatry，2009，65(3)：263-267

[10] Liu L，Cai X，Yan J，et al. In vivo and in vitro antinociceptive effect of fagopyrum cymosum (Trev.) meisn extracts:a possible action by recovering intestinal barrier dysfunction[J]. Evid Based Complement Altemat Med，2012，23(1)：34-37

[11] 朱雪萍,陈卫昌,许诤，等． 肠易激综合征幼鼠模型的建立及初步探讨[J]. 实验动物与比较医学，2007，27：172-175

[12] 樊江波，畅洪昇，董世芬，等. 慢性应激致肠易激综合征大鼠模型的建立与评价[J]. 中国实验动物学报，2010，18(2)：91-95

[13] Bradesi S，Schwetz I，Ennes HS，et al. Repeated exposure to water avoidance stress in rats：a new model for sustained visceral hyperalgesia[J]. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol，2005，289(1)：G42-G53

[14] Distrutti E,Sediari L,Mencarelli A,et al. 5-Amino-2-hydroxybenzoic acid 4-(5-thioxo-5H-[1,2]dithiol-3yl)-phenyl ester(_ATB-429),a hydrogen sulfide-releasing derivative of mesalamine,exerts antinociceptive effects in a model of postinflammatory hypersensitixity[J]. J Pharmacol Exp Ther，2006，319(1)：447-458

[15] 王伟岸，钱家鸣，潘国宗，等. 脑-肠互动指向性条件应激肠易激综合征动物模型的建立[J]. 中华消化杂志，2004，24(10)：590-593

[16] Zou N，Lv H，Li J，et al. Changes in brain G proteins and colonic sympathetic neural signaling in chronic-acute combined stress rat model of irritable bowel syndrome (IBS)[J]. Transl Res,2008,152(6):283-289

[17] Ait-Belgnaoui A，Bradesi S，Fioramonti J，et al. Acute stress-induced hypersensitivity to colonic distension depends upon increase in paracellular permeability：role of myosin light chain kinase[J]. Pain，2005，113：141-147

[18] Vicario M，Alonso C，Guilarte M，et al. Chronic psychosocial stress induces reversible mitochondrial damage and corticotropin-releasing factor receptor type-1 upregulation in the rat intestine and IBS-like gut dysfunction[J]. Psychoneuroendocrinology,2012,37(1):65-77

[19] Dai C,Guandalini S,Zhao DH,et al. Antinociceptive effect of VSL#3 on visceral hypersensitivity in a rat model of irritable bowel syndrome:a possible action through nitric oxide pathway and enhance barrier function[J]. Mol Cell Biochem,2012,362(1/2):43-53

[20] Lian B,Vera-Portocarrero L,King T,et al. Opioid-induced latent sensitization in a model of non-inflammatory viscerosomatic hypersensitivity[J]. Brain Res,2010,13(8):63-70

[21] Adam B,Tsopelas C,Liebregts T,et al. Host immune response determines visceral hypeialgesia in a rat model of post-inflammatory irrtable bowel syndrome[J]. J Gastroenterol,2013,11(6):1509-1515

[22] Yang X，Sheng L，Guan Y，et al. Synaptic plasticity:the new explanation of visceral hypersensitivity in rats with Trichinella spiralis infection?[J]. Dig Dis Sci，2009，54(5)：937-946

[23] Marales W,Pimentel M,Hwang L,er al. Acute and chronic histological changes of the small bowel secondary to C.jejuni infection in a rat model for post-infectious IBS[J]. Dig Dis Sci,2011,56(9):2575-2584

[24] Savignac HM，Hyland NP，Dinan TG，et al. The effects of repeated social interaction stress on behavioural and physiological parameters in a stress-sensitive mouse strain[J]． Behav Brain Res，2011，216：576-584

[25] 龙艳芹，侯晓华. 感染后肠易激综合征小鼠肠道免疫的研究[D]. 武汉：华中科技大学，2010

[26] 陈东晖，郑鹏远. 三硝基苯磺酸诱导肠易激综合征发生机制及酪酸梭菌对肠道通透性和免疫紊乱的调节作用[D]. 郑州：郑州大学，2014

[27] 苏冬梅，张声生，刘建平，等. 中医药治疗腹泻型肠易激综合征的系统评价研究[J]. 中华中医药杂志，2009，24(4)：532-535

[28] 裴丽霞，张新昌，孙建华，等. 针灸治疗肠易激综合征Meta分析[J]. 中国针灸，2012，32(10)：957-960

[收稿日期]2015-07-01

[中图分类号]R-332

[文献标识码]A

[文章编号]1008-8849(2016)01-0112-03

doi:10.3969/j.issn.1008-8849.2016.01.042