围生期缺血缺氧性脑损伤动物模型的研究

尉凤华 (延边大学附属医院妇产科，吉林 延吉 133000)

围生期缺血缺氧性脑损伤(neonatal hypoxic-ischemic brain damage,HIBD)是指围生期中的胎儿或新生儿由于各种原因引起的脑组织血液供给的减少或暂停而引起的一种疾病。如果不经积极治疗，患儿的死亡率高，存活者常遗留下或轻或重的神经系统后遗症,给家庭和社会带来了沉重的负担。围生期大部分损伤是从子宫内就已经开始的，所以复制与人类宫内缺血缺氧性脑损伤环境相类似的动物模型是上述研究的一个重要条件。近些年围生期缺血缺氧性脑损伤研究进展得益于各种动物模型的广泛应用，现已成功地在诸多动物，如羊、猪、兔、大鼠、小鼠等复制出围生期缺血缺氧性脑损伤模型，每种模型都有各自的优缺点,选择最适当的动物模型有助于更好地进行实验性研究。在缺氧缺血性脑损伤的研究中,建立合适的缺氧缺血性脑损伤动物模型十分重要。现将目前国内外学者建立的HIBD动物模型的各种方法总结如下。

1 鼠HIBD模型的建立

鼠是目前研究围生期应用缺血缺氧性脑损伤最多的实验动物，最常用的制模方法是Rice等[1]在1981年首先提出的大鼠动物模型，结扎一侧新生7 d鼠的颈总动脉，在含氧8%的环境中将缺氧与缺血相结合的造模方法。国内众多学者采也用此方法建立模型。单该模型的最大不足是无法较好的模拟宫内复杂的宫内环境，不能理想地再现由于胎盘宫内不全或脐带伊苏或母体原因造成的胎儿缺血缺氧是的临床病理生理多样性与复杂性。

吴静等取大鼠颈部正中切口，分离一侧颈总动脉并进行阻断，在恢复血供60～90 min后放入氧浓度为8%的缺氧环境2 h制作新生大鼠缺血缺氧性模型，用于研究高压氧对新生大鼠脑HIBD后转化生长因子β表达的影响[2]。该方法能较好地模拟窘迫后脑损伤后的病理表现，同时该模型具有易复制、成功率高、价格低、容易批量研究等优点。但其最大的不足在于无法较好地模拟宫内复杂的环境。

2 羊、猪、兔HIBD模型的建立

1981年由Clapp等最早提出运用宫内手术制成胎羊模型，此后有了不断地发展并完善[3]。近年来有一些学者将胎羊模型进一步发展，造成实验动物子宫动脉[4]或脐带[5]血液供应的梗阻，这无疑使宫内缺血缺氧性能脑损伤的研究更进一步。尽管上述动物模型应用比较多，但也存在一定的缺陷。如羊作为实验动物体型较大，其妊娠周期较长，每胎平均约为150 d，且繁殖能力较低，实验经费较高，加之该方法操作步骤复杂，实验难度较高，能确证直言动物脑损伤的可靠证据仍较少，不适宜大批量的实验性的研究。Mallard 等[6]在几内亚猪怀孕30 d时阻断单侧子宫动脉，建立缺血缺氧性脑损伤模型。薄涛等应用改良Levine法[8]复制围生期HIBD模型来研究高压氧治疗实验性新生猪缺血缺氧性脑损伤，取新生7 d的健康仔猪，应用动脉夹钳夹右颈总动脉后，放于低氧舱中(02：N2)，舱内氧浓度保持在(8.0±0.5)%，舱温控制在(36.5±0.5)℃,2 h后取出，恢复血液供应[7]。此方法可导致胎猪脑神经系统的一系列改变，但是此方法不足同样为操作较为复杂、实验成本较高，同时单结扎一侧子宫动脉不能很好阻断宫内血液供应，不能很好地模拟宫内复杂的宫内环境。胡电、古航、洪新如等制备胎兔宫内窘迫模型来研究阿片μ及δ受体与胎兔宫内窘迫发生的关系[9]。将妊娠30 d的母兔放在一个5 L容积的长方形玻璃器皿中，器皿一端连接于混合气钢瓶，以20 l/min速率向容器中充入含7%CO2的N2气体，3～4 min后母兔死亡。充气8 min后取出孕兔，立即打开腹腔暴露子宫。此种方法通过使孕兔缺氧窒息，虽然间接造成胎兔宫内窘迫状态，但却不能直接模拟人类复杂的宫内环境，所以无法再现由于胎盘功能因素或脐带因素等直接原因造成的胎儿HIBD。

3 钳夹结扎HIBD动物模型建立中的应用

Trescher等采用钳夹孕鼠双侧子宫动脉30 min，研究子宫胎盘缺血对胎鼠体重及神经系统发育造成的不良影响[10-11]。宋薇薇、韩玉昆等在实验研究中钳夹孕21 d的Wistar大白鼠的双侧子宫动、静脉，用以研究宫内窘迫胎鼠脑组织与肝组织氧自由基的损伤[12-13]。此种方法造成新生大鼠左侧脑组织缺氧缺血性脑损伤病理学评分较高,并且早产新生大鼠全脑组织呈缺氧缺血性病理学改变。可用胎鼠制作胎儿宫内窘迫动物模型，因鼠在缺氧缺血后可以存活很长时间所以更适合长期研究，但胎鼠在子宫内是靠子宫和卵巢的血管共同摄取养分，建模时中如果单结扎子宫的血管，靠在子宫上段的胎鼠就会缺血缺氧不充分，不能很好的模拟临床宫内窘迫后脑损伤状况，可能人为造成实验结果的偏差。

1988年Magal等利用妊娠20 d大鼠，钳夹进入每个胎盘的血管共15 min，制成宫内窘迫胎鼠模型，在无菌环境条件下,剖开腹部,用止血钳完全阻断子宫体、子宫角的动脉血管,造成乳鼠急性脑缺氧缺血,致使脑部发生病理改变以及存活乳鼠行为的变化。结扎临产大鼠子宫,可造成乳鼠急性脑缺氧缺血动物模型，此法操作简单、快速,脑缺氧缺血彻底,乳鼠脑部病理改变明显，存活的乳鼠出现程度不同的神经麻痹疾病症状。

农绍汉等采用了此方法建立胎鼠宫内窘迫模型，妊娠20 d SD大鼠麻醉后，剖腹暴露子宫角，分离出进入每个胎盘的分支血管，用无创性血管夹阻断分支血管15 min，解除阻断，恢复血液供应[14]。实验证明此模型可以较好地用于胎儿宫内窘迫脑损伤的进一步研究。本模型的优点是价格相对低廉，缺点是动物实验在操作上较为复杂，分离血管时需注意避免伤及细小的分支血管及邻近器官组织。

薄涛等采用妊娠19.5 d的小鼠，游离并结扎其双侧子宫动脉完全阻断血液供应复制围产期缺血缺氧性脑损伤动物模型[15]。实验组胎鼠脑的病理改变与人类缺血缺氧性脑损伤相似，而且病变也以大脑皮层最为显著。此操作较简便的复制缺血缺氧性脑损伤动物模型的方法，但是其不足之处是小鼠体积较小，胎鼠更小，如实验中需进一步研究胎鼠各器官各项指标的变化，在实验操作上要求会更高一些。

4 近年来研究成果与展望

近年，很多研究人员尝试通过同时钳夹双侧子宫、卵巢血管的方法建立胎鼠HIBD模型，这是对阻断子宫动、静脉血供方法的进一步探讨与完善。有研究人员通过钳夹单侧子宫及卵巢血管30 min后形成缺血再灌注制成FGR大鼠模型,从而研究了宫内生长受限(IUGR)的新生大鼠脑组织及肝脏组织中SOD、MDA水平的变化。毛萌、赵肱等钳夹妊娠17 d的雌性大鼠双侧子宫及卵巢动脉建立简便、可靠的大鼠宫内发育迟缓(IUGR)模型并观察胎盘的结构与功能变化[16]。该实验证实了此模型的优点是操作方法简单、胎鼠死亡率低，成功率较高等。同时阻断子宫与卵巢血管是一种更为科学合理的复制缺血缺氧性脑损伤动物模型的方法。充分模拟宫内窘迫造成的缺血缺氧性脑损伤，实验证实，此模型是模仿临床围生期胎儿窘迫较为理想的动物模型，此方法简单，剖宫手术时间短，脑缺血缺氧时间易于掌握且病理变化更明显，同时大鼠繁殖力极强，在相同的实验条件下可繁殖出多批相同的动物模型。大鼠繁殖生长的整个过程比较短，在实验周期可以有效地节省一定的时间。与其他方法相比，此模型可以在临床表现及脑部病理改变上达到一致，大鼠便于长期饲养，该模型重复性好,操作简便,大鼠为双子宫的哺乳动物，实验中并可成功设立同体对照,以减少由于外界因素对实验结果造成的误差，为进行HIBD相关的产科理论研究提供了一个有利的技术平台。

综上所述，同时钳夹孕鼠子宫、卵巢血管造成胎鼠缺氧模型是临床围生期胎儿窘迫较为理想的动物模型。