子宫内膜异位症大鼠模型研究进展

纪 莲， 马 铁， 刘冬妍

(中国医科大学附属盛京医院1. 实验研究中心， 2. 病理科， 沈阳 110004)

子宫内膜异位症(endometriosis，EMs)，简称内异症，是一种常见的妇科疾病。其发病率高达10%～15%，复发率也很高，并有逐渐增加的趋势且存有一定的恶变率[1]。尽管该病的研究历程很长，但其发病机制还不清楚、治疗手段有限。由于伦理道德的原因，很难对患病妇女进行全程观察，也不能反复进行创伤性、侵袭性或对照性实验研究。因此，动物模型成为研究该病的重要手段。目前，国内外已建立灵长类、家兔、鼠类、巴马香猪、鸡胚囊尿膜等多种EMs动物模型[2]。本文就EMs的发病机制、大鼠模型的建模方法、优化措施、评价标准以及模型应用等进行综合阐述和比较，研究者可根据实验需要选择合适的建模方法，使其更加贴合实验及临床研究的需要。

1 发病原因、发病机制

目前公认的EMs的发病机制主要有：经血逆流的种植学说[3]，即月经周期中脱落的子宫内膜碎片经过输卵管倒流至盆腔，在腹膜或者器官表面种植; 全能细胞化生学说，即认为EMs的发生是子宫内膜干细胞和骨髓干细胞的异常增生、分化所致;血管形成和神经因素[4]，是EMs发生的基本条件，“3A”程序，即脱落的子宫内膜经过黏附、侵袭后，异位内膜及其周围组织形成新的血供。此外还与激素影响、遗传因素、免疫因素与炎症、环境因素等[5]有关。因此，建立成熟和适合的动物模型对于研究EMs的发病机制和治疗手段十分重要。

2 建模原理及动物选择

目前，EMs动物模型的制作主要基于“经血逆流种植学说”，常见的造模方法有： 自发型、种植型和诱发型三种[6]。①自发型动物模型： 选择自然发生EMs的动物作为模型。如： 猕猴、南美狒狒等非人灵长类动物，是公认的最为理想的EMs动物模型。②种植型动物模型(异体移植)： 将人子宫内膜或EMs病灶种植到免疫缺陷动物体内，任其生长并保持原有形态。多见于： SCID小鼠、裸小鼠、雌孕激素受体基因敲出小鼠和鸡胚尿囊膜等。③诱发型动物模型(自体移植)： 通过外科手术方法，直接将自体子宫内膜种植到子宫腔外的部位，或者通过手术闭锁其子宫颈或阴道口，人为造成经血逆流人腹腔而诱发疾病。多见于： 猴、家兔、大鼠、巴马香猪等。诱发型动物模型优缺点比较见表1。

大鼠的子宫内膜因有着与人类相似的不同分泌时期、动情周期短、全年多次发情、性成熟早、繁殖力强以及其黄体期比人类要短，可用于EMs对妊娠、排卵、粘连形成、黄体功能缺陷及自身免疫等方面影响的研究。尤其是雌性大鼠对性激素感受性高，性周期规律，对移植物的成活以及周期变化有很大益处，还可用于研究药物或其它因素对EMs的作用，成为近些年EMs研究热门的动物模型。但由于大鼠为自发性排卵， 不发生子宫内膜脱落，故只可用于建立诱发型EMs模型。同时，大鼠因其价格低廉，成活率较高，能够建立与人类EMs相似的病灶，已成为诱发型首选动物模型[7]。有报道[2]认为： 与Wistar大鼠比较，SD大鼠对性激素敏感，适应性和抗病能力强，更有利于移植的成活及生长，从而建模成功率高于Wistar大鼠。

表1 诱发型动物模型常用动物优缺点比较

3 建模方法与优化措施

3.1 术前

选取有规律动情周期的雌性动物进行建模。常用的方法有： 阴道脱落细胞涂片检查或外源性给予一定量的雌性激素。大鼠在动情期， 子宫充血水肿、内膜较厚， 适合建模。但在动情期建模， 需要选择动情期动物分批或逐个手术，会延长整体实验的造模时间，而手术时间的不均一，导致成模、给药、观察、取材等一系列的不均一性，增加了实验的影响因素，也造成实验周期的延长。肖成明[8]等在EMs建模中各个不同阶段给予雌激素，证实在术前、术后均外源性给予雌激素的成模率最高，异位囊肿体积最大。但在成模率上，各组间并无统计学差异，但对异位病灶的体积增大有统计学意义。这与Pereira 等[9]的研究在建模时使用雌激素， 可使异位病灶的湿重和干重显著增大结果相符。

3.2 术式

3.2.1 移植物的选择 通过手术方法建立EMs模型，应先选择合适的移植物，常用移植物可以是子宫组织块、子宫内膜或子宫体。①子宫组织块移植法[10]： 它是将完整的子宫片段纵行切开后，再切成若干2.0～3.0 mm的小块，移植到腹腔内建立EMs模型; ②子宫内膜移植法[11]： 它是将切开的子宫片段的子宫内膜层与肌层分离，并剪成5.0 mm×5.0 mm的内膜组织块，只移植内膜组织到腹腔;③子宫体翻转法[12]： 将剪开小口的子宫外翻暴露，直接把在位内膜四角缝合在血运丰富的腹腔大网膜等组织上。三种移植物的优缺点比较见表2。

3.2.2 建模方法 手术法建立EMs模型常用的方法有： 腹腔或腹壁手术移植法、皮下放置法、皮下注射法、子宫内膜逆流法和宫腔开放法。

腹腔或腹壁手术缝合法[13]： 在尿道口上约1 cm处切长1.5～2.0 cm的纵行切口进腹，找到子宫。在距离子宫分叉约1.5 cm左右处用1号线结扎第一道，靠近卵巢端结扎第二道，截取其间子宫长度1.0 cm左右，结扎欲截取子宫段的系膜及血管。剪断中间子宫体。将准备好的移植物，上皮层反对着体壁，缝于子宫分叉处、输卵管处、腹膜或腹壁等位置。

皮下放置法[14]： 同上方法准备好移植物后，从腹肌与皮下筋膜层间，打一隧道，将内膜移植物平整放置于隧道底部，使内膜面紧贴腹肌。

表2 不同移植物优缺点及适用研究方向

皮下注射法[15]： 将移植物修剪成0.5 mm×0.5 mm大小的内膜碎片，用9号头皮针头连接1 mL注射器，吸取含移植物碎片的生理盐水，在尽量远离腹腔切口处皮下注射。

子宫内膜逆流法[16]： 在尿道口上约1 cm处切长1.5～2.0 cm的纵行切口进腹后，在子宫近输卵管1.0 cm处行0.5 cm纵行切口，用特质毛刷搔刮子宫内膜8周，肠线缝合切口，用眼科无齿平钳夹闭子宫下段，将2.0 mL生理盐水经子宫输卵管注入腹腔，使子宫内膜组织逆行入盆腔。

宫腔开放法[12]： 同上方法进腹后，在距离子宫分叉约1.5 cm左右处用1号线结扎，在其无血管的游离缘处用眼科剪，剪开宫腔全层约1.0 cm左右，小心将其内膜面外翻暴露，注意勿损伤其游离缘的大血管，并将开放内膜面牵至子宫骶韧带或大网膜血运丰富处接触，四角缝合，以能将内膜面完全覆盖包裹为佳。

3.3 术后

建模完成后，脏器复位，给予少量生理盐水冲洗，肌肉连续缝合，表皮间断缝合。注意保温，待其苏醒后，可连续3 d给予青霉素或头孢类抗生素，以防感染和术后黏连[17]。

3.4 优化措施

文献报道[18]大鼠EMs的成模率不尽相同，约67%～97%。一般选择有连续2个以上规律动情周期的动物，在动情期进行手术，移植物应尽量靠近大血管、紧贴移植部位，手术过程无菌操作，术后应用抗生素、激素处理[19，20]均可优化EMs模型。李龙卫等[21]认为，卵泡排出后，卵巢的创面会有利于逆流的子宫内膜腺上皮和间质细胞种植，基于这一理论，首次采用了“刀划法”，即选取腹膜及肌层表面有血管分支走行处、用柳叶刀轻轻划毛后再移植子宫内膜，术中操作注意刀划不宜过深， 不能切断血管。其总体建模成功率为93.3%。Kiykac Altinbas等[22]用Wistar大鼠腹壁手术缝合子宫组织块，术后3周成模率为97%。

4 模型评价

4.1 成模标准

肉眼可以观察到移植处有异位组织体积增大，呈透亮囊状，内部充满清亮或黄色的积液，其表面被结缔组织覆盖，表面血管清晰[23]。显微镜下可见移植物中包含有子宫内膜上皮、固有膜及固有膜的基质细胞、腺体样结构，与正常大鼠的子宫内膜相似，只是形态和数量略有不同[24]。

4.2 检查方法

4.2.1 开腹探查 根据实验设计，可在特定时间打开腹腔，直接观察异物病灶的数目、大小，生长状况[25]。

4.2.2 皮下观察 皮下移植后，可在一定时间后，直接测量或观察皮下病灶变化情况，多用于药物疗效的连续观察。

4.2.3 影像学检查 核磁共振成像(MR)[26]、核素显像、超声[27]都可用于EMs模型的检查。优点： 敏感、实时、无创。可相对较早地观测到异位病灶，动态连续观察，获得病灶的影像学图像信息，有效减小了动物的应激反应，并可直接进行数据分析。缺点： 无法区分不典型的异位病灶， 如： 粘连。费用较高， 应用受限。微型正电子体层扫描(PET)、微型单光子发射计算机体层扫描(SPECT)、磁共振回声显微检查术、活体影像系统(IVIS)等分子显像设备在动物模型中也有尝试应用[6]。

4.3 手术建模优缺点比较

常用几种手术方法建立EMs模型的优缺点详见表3。

5 模型应用

EMs是一种常见的慢性妇科疾病，其动物模型的应用主要有： 临床药物治疗、治疗方法的探索、生理机制的研究等。

临床药物治疗， 建议选择皮下放置法。皮下移植与腹膜移植在建模成功率上差异无统计学意义[29]，但皮下放置法无需缝合子宫内膜组织，更符合自然黏附原则，避免缝线的异物刺激而改变EMs病灶周围的微环境，并且可连续观察病灶的变化，便于操作和测量。EMs对妊娠、排卵、粘连形成、黄体功能缺陷的研究可考虑腹腔或腹壁手术缝合法或宫腔开放法。采用皮下和腹腔两种部位同时种植，更能反映病变的过程。

空腔开放法是利用炎症诱导的腹腔内环境建模，较易发生粘连或死亡，不利于做后续的药物实验。免疫缺陷动物，饲养条件要求较高，无法用于EMs免疫机制研究，在免疫治疗方面研究受限。体型较小的动物也不适合做腹腔镜手术治疗方面的研究。

表3 手术方法建立EMs模型优缺点比较

6 模型评价与展望

随着EMs动物模型的建立，对EMs病因、发病机制的认识有了很大提高，也已研发出多种治疗EMs的药物和方法。但EMs确切发病机制仍未完全阐明，药物也只能在一定程度上对EMs起到治疗作用而不能彻底治愈。因此，在未来较长时间内，动物模型都将是研究该疾病的重要手段。大鼠因其操作简单、成模率高、可重复性好、能够建立与人类EMs相似的病灶，已成为EMs建模的常用动物。但因其与人有较大的种属差异性，实验结果与临床可能存在不一致的情况。同时，不同于人子宫内膜组织自然黏附的规律，建模过程中手术操作、缝线等异物刺激也会引起炎症反应， 而EMs本身是一种慢性炎症性疾病[30]。因此， 动物模型的完善还有很大空间。如： 建立大鼠基因修饰模型， 大鼠EMs的严重程度分级等。大鼠的EMs模型虽然有很多种建模方法， 但都各有不足之处， 选择条件应以实验目的和实验室可行性而异， 权衡各种模型的利弊， 根据实际需要， 建立合理的EMs动物模型。