非人灵长类动物慢性肾病模型研究进展

陈 波，谭睿陟，王 丽，樊均明*

(1.西南医科大学中西医结合研究中心，四川泸州 646000；2.西南医科大学人体解剖学教研室，四川泸州 646000)



非人灵长类动物慢性肾病模型研究进展

陈 波1,2，谭睿陟1，王 丽1，樊均明1*

(1.西南医科大学中西医结合研究中心，四川泸州 646000；2.西南医科大学人体解剖学教研室，四川泸州 646000)

慢性肾病(Chronic kindey disease，CKD)作为高发病率、低防治率的常见疾病之一，目前尚无非人灵长类动物在CKD模型中应用的进展报告。建立CKD模型的非人灵长类动物主要是猕猴属中恒河猴、食蟹猴和豚尾猴3种。从造模方式看，主要采用的方法有诱导性模型和自发性模型两种。诱导型造模可分为药物诱导、免疫诱导、重金属化合物诱导、辐射损伤、生物诱导等不同方法。从肾脏病理改变看，有以肾小球病理改变为主，如猪尾猴疟原虫、牛丙种球蛋白等诱导者；有以肾小管病理改变为主，如氯化镉、顺铂等诱导者；有兼顾肾小球和肾小管损伤，如猴免疫缺陷病毒(SHIV)诱导者。为利用非人灵长类动物进行CKD相关研究提供了方法学汇总，具有一定参考价值。

非人灵长类；慢性肾病模型；研究进展

各种病理因素导致的慢性肾病(Chronic kindey disease，CKD)是人类心血管疾病、早衰及终末期肾病的主要风险因素之一。成年人慢性肾病发病率为8%～12%。西方国家，慢性肾病患病率在65岁以上老年人中达到25%[1]；中国11.5%左右，城市(13%)高于农村(10%)[2]。在CKD患者中，仅8.7%被诊断，4.9%患者得到治疗[2]。CKD具有发病率高、伴发心血管病患病率高、病死率高，对CKD的知晓率低、防治率低、伴发心血管病知晓率低“三高三低”特点。随我国人群饮食结构和生活习惯的改变，其他的继发性慢性肾病正不断增多，如糖尿病肾病、高血压肾病等使慢性肾病的防治工作面临严峻挑战。

目前针对慢性肾病的应用基础研究实验对象主要是啮齿类动物，研究结果的应用有很大局限性，非人灵长类动物作为目前动物界最高等种群，在解剖结构、生理代谢及免疫系统等与人类有高度相似性，大概有98.5%的基因与人类具有同源性，是级别最高的非人慢性肾病模型使用物种。国内外数据库检索发现尚无系统介绍非人灵长类动物在慢性肾病模型中应用的综述性文献。因此，本文从非人灵长类动物建立慢性肾病模型方法学、肾组织病理角度做一综述。

1 非人灵长类动物及医学研究应用概况

1.1 非人灵长类动物的一般生物学特征

非人灵长类具有许多与人类相似的生物学特征，主要有以下几点：猴为杂食性动物，具有一般哺乳动物的共同特征；两颊有颊囊，可贮存食物；体内不能合成维生素C，需从食物中摄取；有较发达的智力和神经控制，能用手操纵工具；血型分两类，一类同人的A、B、O和Rh型相同，另一类是猕猴属特有的；性成熟雄性3岁，雌性2岁，性周期28(21～35)d。适配年龄，雄性4.5岁，雌性3.5岁，寿命为20～30年；染色体21对。

1.2 非人灵长类动物在医学研究中的应用

在医学研究中，使用量最多的是旧大陆猴,其中以猕猴属最为重要，猕猴属作为医学实验动物的主要品种，包括恒河猴、食蟹猴、豚尾猴(平顶猴或猪尾猴)、短尾猴、台湾岩猴等，其他品种还包括狨猴、獭猴、夜猴、松鼠猴等。不同猴根据其解剖和生物学特点适用不同的研究目的，非人灵长类建立的慢性肾病模型中，文献报道中使用最多的是恒河猴、食蟹猴，其次是豚尾猴，这3种常用于慢性肾病研究非人灵长类的解剖及生理学特点见表1[3-4]。

普通猕猴即恒河猴，因其适应性强，容易驯养繁殖，解剖结构及生理代谢上与人类较接近，是研究心血管疾病、血液循环、呼吸生理、内分泌、神经生理、生殖生理、疫苗、传染病学、病毒学、寄生虫学、行为学和精神病学、神经生物学及老年学等研究的重要非人灵长类种属；食蟹猴是一种对饮食环境要求较高的猴类，常用来进行肾脏、心血管、肿瘤、免疫、内分泌、中枢神经系统等相关疾病研究；豚尾猴，又叫猪尾猴，是一种研究中枢神经系统、内分泌、免疫、心血管-呼吸反射、艾滋病(AIDS)等疾病的常用猴种。其他如獭猴、夜猴、松鼠猴因其夜视能力出色，因此是研究视觉生理的较好非人灵长类动物模型；狨猴适用于生殖生理、寄生虫、甲型肝炎等研究。

表1 3种常用于慢性肾病研究非人灵长类动物的解剖及生理学特点

2 临床慢性肾病的主要分类及治疗现状

临床诊断为肾小球肾炎(Glomerulonephritis)、肾盂肾炎(Nephropyelitis/pyelonephritis)、膜性肾病(Membranous nephropathy)、高血压肾病(Hypertensive nephropathy)、糖尿病肾病(Diabetic nephropathy)、IgA肾病(IgA nephropathy/IgAN)、肾病综合征(Nephrotic syndrome)、红斑狼疮肾炎(Systemic lupus erythenlatosus nephritis)、多囊肾(Polycystic kidney)、隐匿性肾炎(Latent glomerulonephritis)、过敏性紫癜肾炎(Henoch-schonlein purpura nephritis)、痛风肾(Gouty nephropathy)等，当上述肾病的发病时间超过3个月，病人尿液和相关的血液指标出现异常，肾脏病理学、影像学发现异常，或肾脏的肾小球有效滤过率低于60%，都可统称为“慢性肾病”。慢性肾病如未能及时有效救治，导致病情恶化进展，则随病程迁延，慢性肾病患者将发展成为慢性肾功能不全、肾衰竭，最终形成尿毒症。

慢性肾病发病有“三高三低”特点，调查显示我国40岁以上人群慢性肾病的患病率大于10%，知晓率却不足5%。在我国，发生肾小球肾炎的慢性肾病患者最多，占40%。随我国人群饮食结构和生活习惯的改变，其他的继发性慢性肾病正不断增多，导致我国慢性肾病的防治工作形势面临严峻挑战。

3 非人灵长类动物慢性肾病的构建与应用

3.1 非人灵长类动物慢性肾病的建模方法及病理表现

从动物种属看，造模用非人灵长类种属以猕猴属为主，报道最多的是恒河猴和食蟹猴、其次是豚尾猴(表2)。从造模方式看，主要采用的方法有诱导型造模和自发性模型两种。诱导型造模又可分为药物诱导(如链脲佐菌素、顺铂、甲氧萘丙酸钠等)、免疫诱导(猴免疫缺陷病毒等)、重金属化合物诱导(氯化镉等)、辐射损伤(γ射线等)、生物诱导(疟原虫、牛分支杆菌、牛白蛋白、牛丙种球蛋白等)等不同诱导；自发性慢性肾病模型种类较少，如胶原纤维化性肾小球肾病、自发性肥胖2型糖尿病肾小球肾病等。

从造模时间看，辐射损伤较快，一次全身4.5 Gy～8.5 Gy的辐照剂量即可导致肾小球系膜基质增加、轻度小管萎缩、间质纤维化及毛细血管扩张等肾脏病理改变，但这种快速的辐照损伤模型是否和人类继发性的慢性肾病在病理发生是否类似需要进一步研究证明，其他方法短者数周或数月，长者1年左右。

从肾脏病理改变看，有的以肾小球病理改变为主，如利用猪尾猴疟原虫、牛丙种球蛋白、牛白蛋白诱导者；有的以肾小管病理改变为主，如氯化镉、顺铂、甲氧萘丙酸钠及225Ac-HuM195等诱导者；有的同时损伤肾小球和肾小管，如猴免疫缺陷病毒及其突变体诱导者。有意思的是，在大鼠慢性肾病造模过程中常用的诱导药物如阿霉素、腺嘌呤在非人灵长类动物慢性肾病造模中尚未看到相关文献报道，这值得进一步研究。在实际利用非人灵长类动物建立慢性肾病模型中，需根据实验目的和肾脏病理改变要求可以针对性的选择不同的诱导方法。

表2 非人灵长类慢性肾病造模方法及肾脏主要病理变化

3.2 非人灵长类动物慢性肾病模型的应用

利用非人灵长类动物建立慢性肾病相关疾病模型最早开始于20世纪60年代，利用恒河猴建立的肾病综合征相关的肾小球肾炎[22]。自2000年以来，用非人灵长类动物进行肾病研究逐年增多，近5年更为明显(图1)，其中排前5的慢性肾病病种依次为肾盂肾炎、肾小球性肾炎、膜性肾病、高血压肾病和糖尿病肾病；其次为IgA肾病、肾病综合征、系统红斑狼疮性肾炎及多囊肾；目前尚未见到利用非人灵长类进行隐匿性肾小球肾炎、痛风性肾病、紫癜性肾炎等慢性肾病相关研究(图2)，也是可以进行探索性研究的方向。

图1 利用非人灵长类动物进行肾病研究趋势

1.Chronic kidney disease; 2.Nephropyelitis; 3.Glomerulonephritis; 4.Membranous nephropathy; 5.Hypertensive nephropathy; 6.Diabetic nephropathy; 7.Renal interstitial fibrosis; 8.LgA nephropathy; 9.Nephrotic syndrome; 10.Systemic lupus erythenlatosus nephritis; 11.Polycystic kidney; 12.Latent glomerulonephritis; 13.Gouty nephropathy; 14.Henoch schonlein purpura nephritis

4 展望

肾脏是调节人体水、盐平衡的重要器官。目前，临床各种慢性肾病发病机制复杂，非人灵长类动物作为等级最高的实验动物，有着其他类型哺乳动物所不具备的诸多优势。从上述资料可见，利用非人灵长类动物研究慢性肾病相关文献报道量少，除常见慢性肾病外，其他类型的慢性肾病报道更少甚至尚未开展。原因可能与国外严格限制利用非人灵长类动物进行医学研究外，价格昂贵、饲养条件、手术操作、麻醉等方面导致实验成本较高，难以常规开展。但我们也看到非人灵长类动物在慢性肾病上的重要科研价值，利用非人灵长类动物进行慢性肾病研究的方法学和病理表现就显得格外重要，这是进行临床治疗各种慢性肾病新药机制探索和疗效验证的重要前提；针对终末期肾病，利用非人灵长类动物进行干细胞移植和器官移植等修复重建相关研究也更有说服力。同时，利用非人灵长类动物进行慢性肾病研究尚有许多工作待开展，如各类慢性肾病建模方法所建模型与临床对应的慢性肾病在机制、病理、症状、功能改变是否一致，有何差异？除现有的造模方法外寻找新的模拟各类型慢性肾病的造模方法，尤其是临床少见病种？各类慢性肾病的新药疗效和机制研究？干细胞及器官移植的效果和机制如何等？而且利用非人灵长类动物进行慢性肾病相关研究将会更有效地把实验研究成果转化为临床应用。

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Progress on Nonhuman Primates for Chronic Kidney Disease Model

CHEN Bo1,2,TAN Rui-zhi1,WANG Li1,FAN Jun-ming1

(1.ResearchCenterofCombinedTraditionalChineseandWesternMedicine,AffiliatedTraditionalMedicineHospitalofSouthwestMedicalUniversity,Luzhou,Sichuan,646000,China; 2.DepartmentofHumanAnatomy,SouthwestMedicalUniversity,Luzhou,Sichuan,646000China)

CKD is one of the common diseases with higher incidence and lower cure.There has not been reported about the research progress of nonhuman primates for CKD model so far.Rhesus monkey,cynomolgus monkey and pig-tailed monkeys were the common primates for CKD model.There are two main methods for CKD model,including a variety of induced methods,such as drug,immunity,heavy metal compounds,radiation and biological induction and so on.The another model is spontaneous CKD model.From the perspective of renal pathological lesions，there has been given priority to glomerular lesions,such as,plasmodium inui,bovine γ-globulin induced model,or given priority to tubule injury,such as cadmium chloride and cisplatin induced model,or compound injury model,such as simian immunodeficiency virus induced model.This review provided a methodology summary of the usage of nonhuman primates for CKD model.

nonhuman primate; chronic kidney model; research progress

2016-10-17

宜宾县院合作项目(2011JTD0014)

陈 波(1979-)，男，四川泸州人，讲师，博士，主要从事慢性肾病模型建立和治疗相关研究。*通讯作者

S852.4

A

1007-5038(2017)05-0103-05