膝关节骨关节炎动物模型应用现状和研究进展

2022-11-15 21:14张师侥杨永菊吕世伟关雪峰
海南医学院学报 2022年10期
关键词:造模动物模型半月板

张师侥,李 宁,杨永菊,吕世伟,关雪峰

(1.辽宁中医药大学,辽宁 沈阳 110847;2.辽宁中医药大学附属医院,辽宁 沈阳 110032)

膝关节骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)是一种以软骨破坏、软骨下骨硬化、骨质增生和滑膜炎性病变为病理特征的临床常见病,其临床症状主要表现为关节疼痛、肿胀和活动受限,严重者周围肌肉萎缩甚至关节畸形,影响日常生活。根据中国健康与养老追踪调查研究[1]显示,我国症状性KOA的患病率为8.1% ,女性高于男性。KOA 临床治疗主要依据其影像学表现和病变程度选择保守治疗或手术治疗,但究其根本发病机制尚没有统一定论,所以想要探究和验证其发病机制和各项治疗方法的作用机理需要开展大量动物实验。理想的动物模型需要在解剖结构、发病基础和病情进展等各方面同人类相似,所以不同疾病动物模型的选择应该有不同的侧重点。目前KOA 动物模型的研究焦点在于西医各建模方法的选择以及依据中医证型特点建立病证结合动物模型。笔者将检索到的近年与KOA 造模相关的文章归纳和总结如下,以期能够为正在或即将进行KOA 相关研究工作的同道提供一点参考。

1 模型选择

实验动物的选择是决定能否成功开展基础研究的第一步,也是至关重要的一步。常被用于科学研究的动物有很多种,按照其体型大小可以分为小型动物、中型动物和大型动物。小型动物饲养方便,但基因与人类相差较大。中大型动物虽然基因与人类更相近,但采购和饲养成本高。按照种类又可以分为啮齿类、哺乳类、家禽类和灵长类。选择哪一种动物进行研究往往需要考虑诸多因素,例如:与人类基因的相似度、实验研究的目的、采购和饲养成本、饲养难易度和伦理法规要求等。由于KOA 的特殊生理结构,其实验动物的选择有自身特殊性,常见于KOA 实验研究且被文献记载的动物主要包括小鼠、大鼠、Hartley 豚鼠、C57 黑鼠、鸡、兔、犬、山羊、绵羊、马、猪、短尾猴、猕猴、食蟹猴、鸸鹋等。其中最常见于实验研究的是鼠和兔。

1.1 鼠

鼠类是KOA 实验研究中最为常见的动物模型之一。小鼠体积小、价格便宜、饲养成本低,常被用于遗传学相关研究[2],但其膝关节体积小,软骨少而薄,不方便实验取材。大鼠相较于小鼠具有一定优势,其饲养周期短,生命力顽强,抗感染能力强,软骨结构相对较厚,有利于实验取材。常被用于进行KOA 疼痛和软骨相关研究[3,4]。Hartley 豚鼠和C57黑鼠因其特殊生理特点,常被作为自发性KOA 模型进行研究。3 个月左右大的豚鼠内侧胫骨平台可以出现骨关节炎表现,体现在软骨表层不平整、软骨细胞减少等[5]。2 个月左右的C57 黑鼠KOA 的发生率为20%,16 个月则能达到80%[6]。Hartley 豚鼠性格温顺,习惯久坐,可针对此特点进行KOA 非运动损伤引起的退变机制研究[7]。但因两种鼠价格比较昂贵,饲养周期较长,饲养成本较高,所以实际应用受限较多。

1.2 兔

兔是第二类最常用于KOA 研究的实验动物。其性格温顺,饲养简单,膝关节腔较大,取材容易,膝关节结构除髌骨外基本与人相似[8],所以广泛应用于各种KOA 实验研究。缺点是其膝关节长期处于屈曲状态,与人体膝关节角度相差较大,步态和生物力学与人类有明显区别。

1.3 其他动物

其他被记载用于KOA 研究的动物主要包括:鸡、犬、山羊、绵羊、马、猪、短尾猴、猕猴、食蟹猴、鸸鹋等。比如犬类,膝关节除一处籽骨和伸肌腱与人体膝关节不同外,其余结构基本相同,且犬类胃肠道和人体相似,可用于某些肠内疗法的研究[9]。Catarino 等[10]通过犬类模型研究发现同种异体PRP 应用于骨关节炎犬的适用性和安全性。山羊和绵阳的膝关节同样与人体相似度较高,所以可以与犬类一样进行关节镜和核磁共振检查,以便更精准的进行KOA 研究。Howarth 等[11]对40 只经过阉割的年轻成年公山羊进行半月板横向或纵向1.0 cm 撕裂,并伴或不伴微骨折进行造模,研究发现通过微骨折将骨髓元素释放到膝盖可以提高半月板的愈合率。但羊的关节不易形成关节炎,造模时间较长。猪的基因谱和人类接近,且其行走时膝关节屈曲程度与人类相似,所以可以进行KOA 病理研究。吴清洪等[12]研究发现切除左膝关节外侧半月板并离断前交叉韧带建立猪早期KOA 动物模型是理想的,可应用于在体功能性MRI 的早期KOA 相关研究。短尾猴、猕猴、食蟹猴等属于灵长类动物,其膝关节生理结构和退变机制相比于其他动物与人类最为相似。Liu 等[13]通过对不同年龄的食蟹猴进行研究,发现食蟹猴可能是一种与年龄相关的KOA 变化的动物模型,故认为食蟹猴可能更适用于人类退行性膝骨关节炎的研究。鸡、马和鸸鹋近年来已经很少用于KOA 研究。以上动物相比于鼠和兔,虽然各方面生理结构更接近于人类,但由于其存在来源少、成本高、饲养难度大、伦理难通过等客观问题,其应用存在很大程度受限。

2 西医模型

2.1 西医发病机制下的模型分类

KOA 西医发病机制大多停留在软骨、软骨下骨、滑膜等方面的探讨,其分子生物学层面涉及细胞因子、炎症通路、软骨基质降解、氧自由基学说等,众说纷纭,尚没有统一定论。

在西医理论指导下建立KOA 动物模型大体可以分为自发模型、诱发模型和转基因模型。自发模型是指自然条件下,动物未经任何人为干预形成某种病理改变的动物模型。诱发模型指人为地诱发动物产生类似人类疾病的动物模型。在KOA 造模中诱发模型主要包括手术诱发和非手术诱发,手术诱发包括离断交叉韧带、切除半月板等方法,非手术诱发包括饮食诱发、药物注射诱发、关节制动诱发、寒冷诱发、骨内高压诱发、关节应力改变诱发、异物置入诱发和关节撞击诱发等多种方法。转基因模型指通过基因敲除、插入和转染的方法获得所需生理改变的动物模型。

2.2 自发模型

Hartley 豚鼠和C57 黑鼠是两种较为常见的KOA 自发模型。康鑫源[14]通过对不同月龄的25 只Dunkin-Hartley 豚鼠进行研究,结果证实Dunkin-Hartley 豚鼠在自然生长状态下3 个月龄时出现了轻度关节软骨退变,且病情随着月龄的增加逐渐加重。Yu 等[15]通 过C57 黑 鼠 和TNF-α 敲 除 小 鼠,分别建立KOA 模型并进行全身震动干预。通过ELISA、组织学、末端脱氧核苷酸转移酶介导的缺口末端标记、免疫组织化学和逆转录酶聚合酶链反应检测软骨,体外荧光素酶活性试验研究TNF-α 与候选蛋白的关系,结果在KOA 中发现了全身震动干预引起的软骨退行性变的新机制。自发模型不用人为干预,方便实验操作,降低实验难度,避免因造模时出现的错误而影响实验结果。但其造模周期较长导致实验整体进度减慢,从而各项成本随之增加,是此类模型应用受限的原因。

2.3 手术诱发模型

2.3.1 前交叉韧带横断 前交叉韧带的主要作用是屈膝时防止胫骨前移,伸膝时阻止膝关节过伸,并辅助控制膝关节旋转。前交叉韧带横断术(ACLT)是通过改变膝关节稳定性加速软骨磨损而形成,因其重复性高和OA 进展迅速而成为最常用于 诱 发KOA 的 方 法 之 一[16]。钱 洁 等[17]研 究 发 现ACLT 的病理改变首先发生在软骨表面,表现在软骨失去光泽、软化和纤维化等,但其造模时间较长,6 周 才 为KOA 早 期。Tawonsawatruk 等[18]对 比 了ACLT 模型和软骨损伤模型,发现ACLT 模型随时间推移呈现渐进性退行性改变并伴有持续性疼痛,说明ACLT 更符合KOA 疾病发展特点。

2.3.2 半月板切除 半月板作为关节的填充物,起到减轻股骨和胫骨摩擦,缓冲关节囊和滑膜撞击的作用。半月板切除术(MMT)通过破坏关节结构造成应力失衡而形成KOA 病理表现。Steinbrück等[19]通过切除单侧大鼠内侧半月板并将健侧肢体固定于腹部的方法,观察到术后第4、6、10 周的病理改变均符合典型KOA 特征。

2.3.3 Hulth 法 Hulth 法分为传统和改良两种。传 统Hulth 法 于1970 年 由Hulth 等[20]提 出,是 最 经典的KOA 手术造模法,其通过切除前后交叉韧带、内侧副韧带和内侧半月板造成关节失稳形成。Phetsangouane[21]通过实验研究发现传统Hulth 法建立的动物模型病理表现局限于膝关节内侧间室,接近于人类早期OA 表现。该方法所引起的膝关节损伤较大,出血较多,若术后感染控制不佳则影响实验进展。所以很多研究者通过实验设计出多种改良Hulth 法,包括单纯切除内侧半月板和前交叉韧带,切除内侧半月板、前交叉韧带和内侧副韧带。王云峰等[22]通过切除兔前交叉韧带和内侧半月板方法造模,发现2 周即可出现滑膜充血和炎症渗出等早期KOA 表现,14 周出现股骨内髁和胫骨内侧平台软骨缺失骨质暴露及周围明显骨质增生的晚期KOA 表现。改良Hulth 法相比于传统方法操作简单,造模周期缩短,模型死亡率降低。

2.3.4 软骨划痕 软骨划痕法是手术诱导众多方法中损伤最小的一种,其可以通过软骨缺损观察KOA 发 展 和 修 复 进 程。Marijnissen 等[23]比 较 软 骨划痕诱导与ACLT 诱导,发现软骨划痕法可以诱导早期KOA 模型,且软骨的生化分析显示了蛋白多糖含量和胶原损伤等均符合KOA 特征。其缺点是在诱导过程中可能刺激关节滑膜组织,从而影响对软骨病变的观察。

2.3.5 卵巢切除 卵巢切除诱导法是所有手术诱导方法中唯一不通过作用膝关节本身而造模的方法,其通过切除卵巢致雌激素缺乏而诱导KOA 发生,大鼠为最常用动物模型。其模拟对象主要是绝经后女性,而恰好这一年龄阶段的女性是KOA 高发人群,所以可以作为特殊模型进行相关研究。同时也可适用于雌激素及其类似物对膝关节软骨作用机制的研究[24]。Fontinele 等[25]将6 月龄雌性Wistar 大鼠随机分为3 组:对照组不做卵巢切除和运动;久坐组进行双侧卵巢切除+不运动;训练组进行双侧卵巢切除+运动3 个月。所有大鼠在9 个月大时被安乐死,组织学切片采用苏木精和伊红染色。结果发现雌激素水平的降低使Wistar 大鼠的胫骨软骨浅表层发生了重要的变化。手术操作难度大和实验条件要求严格是卵巢切除诱导的缺点。

2.3.6 血循阻断 良好的血液供养是维系膝关节软骨和滑膜等组织正常工作的基础。血循阻断诱导主要通过切断或结扎关节外主要供血血管,减少骨内动脉灌注,影响静脉回流,造成膝关节内组织压力升高,诱发软骨退变,也称为骨内高压法。该方法可用于KOA 血液循环和代谢组学相关研究。戴七一等[26]在无菌条件下结扎和切断新西兰兔右侧臀部的臀下静脉,右下腹部的股静脉和大隐静脉,术后8 周处死所有动物后取右膝内侧胫骨平台软骨组织,通过大体观察及苏木精-伊红染色、光镜观察软骨组织的结构变化发现形成早中期KOA 动物模型。

2.3.7 关节应力改变 膝关节的稳定需要各组成骨、软骨、软骨下骨、半月板、内外侧副韧带、前后交叉韧带以及周围各肌肉组织的协同和拮抗作用共同维持,一个环节出现问题,就会造成膝关节应力改变,从而在炎症因子和激素等共同作用下,形成KOA。所以包括以上通过改变膝关节解剖结构在内的手术方法,均是通过改变膝关节应力而建立模型的。刘静等[27]通过切断Sprague-Dawley 雄性大鼠前后交叉韧带和内侧副韧带得出结论,关节不稳所致的机械应力失衡是导致创伤性KOA 的重要因素。

2.4 非手术诱发模型

2.4.1 饮食 流行病学研究表明肥胖是KOA 发生和进展的重要危险因素。所以可以通过高脂饮食喂养等方法建立肥胖模型,以深入研究肥胖与KOA的关系。Poulami 等[28]通过对比高脂饮食和低脂饮食的小鼠,发现高脂饮食小鼠表现出自发性年龄相关的OA 样改变,即使恢复正常饮食,也表现为磷脂酰胆碱和溶血磷脂酰胆碱等血浆代谢指标的增高。

2.4.2 药物注射 药物注射诱发是指采用多种化合物注入膝关节,引起软骨、滑膜、细胞外基质等产生炎性病变,引起代谢异常,从而形成KOA 模型。(1)木瓜蛋白酶 木瓜蛋白酶是一种蛋白水解酶,降解软骨中的蛋白聚糖,从而从基质中释放硫酸软骨素。其关节腔注射造模是除手术诱发方法外应用最广的造模方法,也是公认安全高效的方法之一。有研究采用Mankin 评分初步证实木瓜蛋白酶注射4 周可以形成早期膝骨关节炎动物模型[29]。张镇等[30]将72 只雌性大鼠按照0.1 mL/kg 剂量膝关节腔注射2%、5%、10%木瓜蛋白酶和0.03 mol/L 的L-半胱氨酸混合液,两周后得到了不同损伤程度的膝骨关节炎模型,其中注射10%木瓜蛋白酶可以得到重度KOA 模型。(2)碘乙酸盐 碘乙酸盐是一种代谢抑制剂,可以破坏细胞有氧糖酵解途径,通过抑制软骨细胞中的甘油醛-3-磷酸脱氢酶活性,从而诱导细胞死亡。关节内注射MIA 导致软骨细胞数量减少,其关节的组织学和形态学改变类似于人类骨关节炎的改变。Ma 等[31]研究发现1 mg 碘乙酸盐可使大鼠产生稳定的疼痛行为和进行性关节损伤,适合电针治疗KOA 评价。王明建等[32]通过对比木瓜蛋白酶、碘乙酸钠和Ⅱ型胶原蛋白酶造模对大鼠行为学、细胞因子和病理的影响,结果发现无显著差异,碘乙酸钠模型病理特征更为显著。(3)胶原蛋白酶胶原酶破坏含有Ⅰ型胶原的关节结构,破坏膝关节的稳定性,最终导致KOA。Adães 等[33]通过观察瞬时受体电位香草酸1 在同侧背根神经节中的表达情况,认为在大鼠膝关节内注射500 U 胶原酶可作为研究骨关节炎相关痛觉的替代模型。Utomo等[34]用10 U 胶原酶诱导33 只雄性C57BL/6 小鼠膝关节并于第1、3、7、14、28 和56 天后处死,取膝关节进行组织学分析。结果发现小鼠模型在早期出现半月板挤压,并同时发生半月板损伤和关节软骨损伤,说明可以应用胶原酶诱导模型研究半月板损伤与KOA 的关系。(4)其他尿激酶型纤溶酶原激活物是滑膜液中纤维蛋白溶解的重要调节因子,Tao等[35]将尿激酶型纤溶酶原激活物直接注入膝关节腔,发现其通过蛋白水解和细胞因子触发引起滑膜炎症和软骨破坏。有研究采用瘦素诱导骨性关节炎大鼠模型检测其病理学特征,发现其中部分差异表达基因与瘦素诱导OA 表型相关[36]。这些基因包括MMPs 相关基因、炎症因子、生长因子、凋亡基因和成骨基因。雌二醇、菲律宾素、肾上腺皮质激素等注入膝关节也可诱导KOA 模型[37,38],但近年应用较少。

2.4.3 关节制动 关节制动是骨科常用治疗手段,其通过外固定材料和装置制约关节的主动活动而起到缓解疼痛和加速组织愈合的作用。将正常的膝关节长期制动会使其周围肌肉萎缩、韧带松弛,从而建立与自然形成的KOA 相同临床表现的动物模型。这种方法避免了因手术或药物注射所造成的肢体损伤。孙银铁等[39]就采用普通石膏和高分子材料结合的方法伸直位固定兔膝关节建立动物模 型,研 究NOD2、NLRP3 表 达 水 平 和KOA 的 关系,证明此种模型建立方法安全稳定。余兆泽[40]采用Ilizarov 环形外固定支架持续牵伸兔膝关节,并采用铰链关节器使膝关节保持一定活动范围,这种方法一是可以模拟有利于软骨再生的生理环境而促进软骨自身修复,二是保证膝关节有一定活动范围而不会因为僵直而损伤软骨。

2.4.4 寒冷刺激 寒冷刺激通过影响膝关节内环境而诱发KOA,其中包括滑膜组织的通透性改变、细胞凋亡、炎症因子的异常表达、细胞基质的降解等[41]。同时,寒冷是KOA 发病诱因之一,所以寒冷刺激诱发和关节制动诱发一样,可以建立更接近人类病史的KOA 动物模型,体现KOA 退行性变的本质。刘媛等[42]将健康蛋鸡的膝关节每日2 h 冰浴,持续30 d,通过电镜扫面软骨,发现软骨表面波浪状结构低平,拱形结构消失,软骨表面断裂,有胶原纤维及软骨细胞裸露,且结构明显疏松。

2.4.5 关节撞击 关节撞击不同于寒冷和关节制动等诱导的自然退变,它通过外部施加的机械载荷可以模拟人类因创伤引起的膝关节病变。同时,该方法不需要进行韧带、半月板、软骨切除等侵入性操作,其属于非侵入性诱发方法,避免了侵入性损伤而引起的其他问题。2007 年,Furman 等[43]通过诱发胫骨平台关节内骨折建立了首个创伤后关节炎的小鼠模型。他们将C57BL/6 小鼠放置在定制支架中,下至弯曲90°,通过装置上的楔形压头以20 N/s 的速度对胫骨近端实施55 N 的载荷。Mrosek EH 等[44]对12 只成年比格犬的髌骨股骨关节进行了跨关节撞击。6 个月后取样活组织切片,在固定的福尔马林切片上进行标准光学显微镜检查和Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原和蛋白聚糖非冷冻固定的免疫荧光检测。观察表明,关节撞击在6 个月后引起早期骨关节炎改变,且胶原网络破坏导致蛋白聚糖丢失。

2.5 转基因模型

随着基因技术的不断进步,通过基因敲除、插入和转染等获得所需特定基因缺陷和表达的方法也被应用到KOA 基础研究中。其中基因敲除主要通过调控软骨细胞过度凋亡而导致KOA 形成[45]。于 斐 等[46]成 功 利 用Tamoxifen 诱 导15 月 龄 小 鼠 软骨组织的SIRT1 基因敲除建立膝关节骨关节炎模型。有研究[47]显示敲除小鼠Col11a1 基因,可导致Ⅺ型胶原不能合成正常胶原纤维,引起小鼠软骨发育不全,从而诱导KOA。还可以通过敲除IL-6 基因、ADAM-15 基 因、α-1 整 合 素 基 因、MMP-14 基因、纤维调节素和基膜聚糖基因双链、纤维调节素等实现。转基因技术避免了人为造模可能存在的操作失误,消除了造模过程中因感染和创伤对动物造成的额外损伤,且从伦理学上减少了动物的痛苦,这些都是该技术应用的优点。但因现阶段转基因技术还没有完全成熟,基因的敲除、插入等还存在不可控因素,其是否在基因的变化过程中调控到某些未知蛋白的表达而影响到体内其他生理变化还很难确定。所以转基因动物模型的应用还需技术的继续发展。

3 中医模型

3.1 中医病机和证型分类

KOA 在中医属“痹证”、“骨痹”范畴,《内经》指出“风寒湿三气杂至,合而为痹。”《张氏医通》:“膝为筋之府,膝痛无有不因肝肾虚者,虚则风寒湿气袭之。”《杂症会心录》:“况痹者闭也,乃脉络涩而少宣通之机,气血凝而少流动之势。”《灵枢·本神》:“脾气虚则四肢不用。”由此可见,KOA 中医病机以风寒湿之邪为标,以肝脾肾亏虚、血瘀气滞为本。《中药新药临床研究指导原则》将KOA 分为肝肾不足、筋脉瘀滞,脾肾两虚、湿注骨节和肝肾亏虚、痰瘀交阻3 个证型[48]。中国中西医结合学会骨伤科专业委员会2018 年发布的膝骨关节炎中西医结合诊疗指南[49]将其分为气滞血瘀证、风寒湿痹证、肝肾亏虚证和湿热蕴结证4 个证型。中国中医药研究促进会骨伤科分会发布的膝骨关节炎中医诊疗指南(2020 年版)[50]将KOA 分为气滞 血瘀证、湿热痹阻证、寒湿痹阻证、肝肾亏虚证和气血虚弱证5 个证型。由此可见KOA 中医证型划分尚没有统一定论,但其发病不外乎涉及肝、脾、肾三脏,病机主要涉及寒湿、血瘀、气滞、痰浊等。

3.2 基于中医病机的模型建立

中医理论指导下的模型建立有其特殊性,也有其难点。特殊性在于中医证候中的各项临床症状需要体现在动物身上,难点在于为了使其特殊性更好的体现则需要在模型设计上考虑诸多因素,包括动物的体质、疾病与证候结合的紧密度、环境因素等[51]。

笔者查阅文献发现按照中医证型建模用于探究中医药治疗KOA 机理的实验研究较少,检索到的几篇文章大部分围绕肾虚证型开展。刘波等[52]采用高电压低电流电刺激器刺激日本大耳白兔,通过刺激后沿刺激笼跑跳并转弯的运动方式建立运动性疲劳“肝肾亏虚”动物模型。刘振峰等[53]通过去卵巢法建立肾虚模型,其依据是去除卵巢后能降低雌激素水平,而雌激素水平下降是肾虚的主要特征。其团队又应用肾上腺皮质激素和肾上腺素法建立了血瘀模型,通过观察舌质青紫、瘀斑、出血和血流动力学改变来判断造模是否成功。荆生龙、侯蕾、李宁等[54-56]均采用切除卵巢的方法建立肾虚型动物模型用于探究中药对KOA 的作用机制,其实验均取得较好的结果。由此可见,卵巢切除法建立肾虚证动物模型是行业内公认的方法。

4 讨论

笔者通过收集大量KOA 动物模型选择和建立的相关文献发现,其方法众多且各有优缺点,所以笔者认为动物建模中只有适合的模型没有最优的模型。一个合适的动物模型是科学研究顺利开展的基础,也是实验结果真实有效的保障。

在西医理论指导下,成熟的模型建立方法相对较多且分类较细。自然诱发模型模拟了KOA 发病的真实过程,可以研究软骨、滑膜、炎症因子等多方面内容,但其实验周期长,成本高。手术诱发模型稳定性好,成功率高,需要技术成熟的实验人员参与全过程,且其诱发的模型因损伤较大,多为中晚期KOA 表现,不适合对早期KOA 进行研究。药物注射诱发方式选择较多,其操作简单易行,造模时间短,适用于药物疗效和筛选的研究,但其可能引起关节内其他结构损伤破坏,影响实验结果。关节制动和寒冷刺激诱发方式安全、操作简单,可以较好的模拟KOA 自然发病过程,进行药效学和作用机制的深入研究,但其同样存在造模时间长、成本高等问题。关节撞击可以模拟各种创伤和运动损伤而引起的关节炎症,其避免了手术高感染风险,但撞击装置的稳定性是造模过程的一大技术难题,需要精巧的设计才能保证其精准性。转基因模型是科技进步的产物,也是未来发展的方向,解决技术的稳定性并控制其成本是该方法是否能够广泛应用的关键所在。

笔者主要从事中医药防治OA 的基础和临床工作,并一直认为中医药有很多临床疗效佳且值得推广的治疗方法,比如中药内服、针灸、膏药外敷、中药熏洗等。但这些中医药瑰宝需要更多的现代科学数据来证实其疗效和作用机理,所以笔者格外关注实验研究中依据中医基础理论构建的动物模型。有文献统计,现有的中医证侯模型已有60 多类,涉及130 多种疾病,但这些证候模型还存在很多不足[57]。笔者认为,因“同病异治”和“异病同治”理论的存在,依据中医理论构建动物模型的最高层次就是将疾病和证候有机结合,也就是病证结合模型。病证结合模型是中医辨证论治思想在基础研究中的折射,该类模型的建立能够更好的论证中医药治疗各类疾病的药理学机制并进行药效学评价,同时能够助力中医药世界推广,KOA 更是如此。虽然诸如脾虚证、心气虚证、血虚证等各类动物模型已有很多建模方法,但笔者查阅文献发现,这些证候模型的建立主要被应用在其他内科疾病的研究中,而针对KOA 病症结合模型建立的工作开展很少。同时,本文所阐述的各方法中,除3 种建立“肝肾亏虚”、肾虚”和“血瘀”模型的方法外,只有寒冷刺激诱发方式更接近于模拟痹证外感寒邪发病的条件,其余模型建立的方法与KOA 中医病因病机似乎毫无关联。所以要想深入研究中医药治疗KOA 的机理,需要建立公认的动物模型用于其基础研究。

综上所述,西医因为具有很多造模方法增加了其选择难度,而中医病证结合模型的建立是现今KOA 研究中较为缺乏的一部分。笔者认为,解决实验操作、经费控制、模型稳定性等细节问题是西医方法建模的关键,而如果将更多手术、药物注射等较先进的西医建模方法与中医证候结合,比如通过切除卵巢建立KOA 肾虚模型,可能是促进中医病证结合模型建立的好方法。当然,无论是根据西医发病机制还是中医病因病机建立的模型,都需要标准化量表和评分体系来评价模型的各项指标。比如体现西医诊断学的生化指标、病理检查等,体现中医四诊信息的大小便、体重、毛发、饮食、睡眠、精神状态等[58]。这项工作也是今后动物模型选择和建立的重点和难点。希望更多同道加入到KOA 动物模型和评价体系建立这项工作中,为KOA 疾病诊治的整体发展贡献力量。

作者贡献度说明:

张师侥:文献查阅、整理、执笔。李宁:动物造模技术指导。杨永菊:文章思路整理。吕世伟:文献查阅。关雪峰:统筹设计。

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