基于数据挖掘的肾病综合征动物模型特点分析

杨蒙恩，葛君玺，秦格，李彦冉，苗艳艳，苗明三（河南中医药大学，河南 郑州 450046）

肾病综合征（nephrotic syndrome，NS）是一组由不同病因和病理机制引起的肾小球疾病，其主要特征是大量蛋白尿、低蛋白血症、高脂血症和水肿等，并可能导致肾功能损害、细菌感染、蛋白质和代谢紊乱等并发症[1]。肾病综合征可分为原发性与继发性[2]。原发性是指排除其他疾病导致的肾损害，如乙肝、丙肝、肿瘤、糖尿病、血液病等。继发性是指由其他系统或全身性疾病引起的肾损害，如系统性红斑狼疮、感染性心内膜炎、恶性高血压等[3]。

在治疗方面，西医治疗肾病综合征的方法主要是使用药物治疗，如糖皮质激素、免疫抑制剂等来控制肾小球的炎症和纤维化，改善尿蛋白和血清白蛋白水平，还可预防感染、血栓等引起的并发症[4]。中医治疗肾病综合征的主要方法是辨证施治，运用中药或针灸来调整机体的气血阴阳平衡，还可缓解水肿和高脂血症等[5]。

本文拟通过文献挖掘的方法，在各大数据库中检索肾病综合征的实验研究文献，分析肾病综合征模型的应用现状，旨在为肾病综合征的实验研究提供理论参考。

1 资料与方法

1.1 数据来源在中国知网（CNKI）、万方数据库（Wanfang）、PubMed等数据库平台进行检索。以“肾病综合征”与“模型”或“动物”为关键词进行检索。检索时间：2013年2月—2023年2月。共检索到文献467篇。

1.2 筛选

1.2.1 纳入标准 选择肾病综合征动物模型应用研究相关的实验性文献，选择造模方法完整及实验过程清晰的文献。

1.2.2 排除标准 排除临床试验、硕士博士论文、会议论文等文献，最终筛选出合适的文献143篇。

1.3 统计学处理方法提取纳入文献中实验动物的种类、造模方式、成模标准、检测指标等数据，将实验动物名称等参照《实验动物与动物实验技术》[6]进行规范，使用SPSS Statistics 25 软件进行频数分析，建立可视化肾病综合征动物模型数据库。

2 结果

2.1 实验动物应用种类分布将筛选出的143篇文献中所有的实验动物种类进行归纳总结。具体实验动物种类分布情况见表1。从结果可以看出，肾病综合征模型所用动物种系中，以大鼠最为常见，大鼠中又以SD 大鼠应用最多，占比为67.39%；其次为Wistar 大鼠，占比23.19%。第3 位是BALB/c 小鼠，应用占比为7.25%。对143 篇文献中的实验动物性别进行统计，排除未给出实验动物性别的文献，共计138篇文献。分析得知：实验动物以雄性动物使用次数较多，应用占比为89.60%。雌雄各半与雌雄均有分别占比为6.40%和3.20%。文献记载以雌性动物使用最少，仅为一次，应用占比为0.80%。

表1 肾病综合征实验动物种类分布情况Table 1 Distribution of experimental animals with nephrotic syndrome

2.2 肾病综合征实验动物周龄选择见表2。排除143篇文献中未给出实验动物周龄的文献，经统计可知，肾病综合征造模通常选用6～8 周龄的大鼠，应用占比为61.82%；其次为4～5 周龄的大鼠，占比为10.91%；小鼠使用较少，占比为3.64%。

表2 肾病综合征动物模型动物周龄统计Table 2 Statistics of the week age for animal models of nephrotic syndrome

2.3 肾病综合征动物模型造模方法概述

2.3.1 给药方式 见表3。将统计的143篇文献进行分类，发现肾病综合征常用的造模方式共有7种：阿霉素致肾病综合征模型、嘌呤霉素致肾病综合征模型、汞中毒致肾病综合征模型、藏红花红O致肾病综合征模型、足细胞蛋白Crb2 免疫诱导肾病综合征模型、阳离子化牛血清白蛋白（c-BSA）诱导致肾病综合征模型、CRISPR/Cas9 介导肾病综合征模型[7-13]。其中以阿霉素尾静脉注射给药使用最为常见，应用占比为92.14%。

表3 肾病综合征动物模型造模方法统计Table 3 Statistics of modeling method for animal models of nephrotic syndrome

2.3.2 给药剂量 详情见表4。统计143篇文献中造模药物剂量，归纳造模方法的给药剂量，发现肾病综合征造模药物分为一次性注射与多次注射。其中单次尾静脉注射阿霉素剂量以6.5 mg·kg-1频数最高，共计28次，应用占比为21.05%；其次为6 mg·kg-1，使用频数为20 次，应用占比为15.04%。多次注射中以首次注射阿霉素4 mg·kg-1，第二周起3.5 mg·kg-1使用最多，应用占比为9.77%。

表4 肾病综合征动物模型给药剂量统计Table 4 Dosage statistics of animal model of nephrotic syndrome

2.4 阳性对照药物见表5。归纳总结143 篇文献，发现共有75 篇中含有阳性药物。涉及的阳性对照药物共有17 种，频数≥2 次的有5 种。其中以激素类药物泼尼松使用频数最高，为49 次，应用占比为65.33%；其次则为贝纳普利（5 次，6.67%）和地塞米松（4次，5.33%）。

表5 肾病综合征动物模型阳性对照药Table 5 Positive control drugs for animal model of nephrotic syndrome

2.5 检测指标

2.5.1 血清生化指标 见表6。血清生化指标检测可为临床提供诊断与治疗依据，并可帮助临床确定病情与症状。当前肾病综合征动物实验主要是从血清中考察生化指标的变化情况。排除未给出检测指标的文献，共有98 篇文献显示了血清生化检测内容。其中以血清白蛋白应用次数最多，占比为19.47%。血肌酐、胆固醇占比为17.31%和16.83%。

表6 肾病综合征动物模型血清生化指标检测情况Table 6 Blood biochemical test of animal model of nephrotic syndrome

2.5.2 表观指标 表观指标可以在一定程度上观察动物模型是否成功。研究[14]发现，肾病综合征肾病模型制备后出现毛色无光泽、精神萎靡、食欲下降、活动显著减少、体质量明显减轻、体态浮肿等。因此建立规范的表观检测指标，可以完善造模标准。

2.5.3 Western Blot检测蛋白质含量 蛋白质免疫印迹法（Western Blot，WB）是常用于检测特定蛋白质的免疫学技术，该方法可用于诊断肾病综合征的病因和分型。通过利用特异性抗体识别和定量目标蛋白质，可以反映出动物模型中肾小球和肾小管的损伤程度，结合检测尿液中的特定蛋白质含量，可以判断模型是否成功[15]。

2.5.4 病理学检测 病理学检测中常使用苏木精-伊红染色法（hematoxylin-eosin staining，HE），用于观察实验动物的肾小球、肾小管、间质和血管的形态变化和损伤程度[16]。通过利用不同的染料可以使肾脏组织成分产生不同的亲和力或反应性，从而呈现不同的颜色。或使用肾脏免疫荧光检测，利用抗体与抗原之间特异性结合的原理，标记抗体或抗原，并观察其发出的信号。该方法用于观察肾脏中各种免疫球蛋白、补体成分等组织成分的沉积情况，通过该方法判断肾病综合征动物模型的肾脏状态，判定造模是否成功。

3 结果分析

慢性肾脏病是一种常见的危害人类健康的疾病，我国约有11%的人口受其影响[17]。肾病综合征是慢性肾脏病的常见类型之一，其特征是大量蛋白尿、低蛋白血症、高脂血症和水肿等。近年来，随着糖尿病、肿瘤和妊娠等高危因素的增加，肾病综合征的发生率呈上升趋势。

3.1 对肾病综合征实验动物品种、性别的分析当前建立肾病综合征模型多选用鼠类动物，其中以SD 大鼠和Wistar大鼠使用较多。大鼠的生理结构和代谢特点与人类相似，大鼠的体积适中，便于操作和观察，且成本相对较低。大鼠的基因组已经被测序和注释，有许多遗传工程技术可以用来改造或标记大鼠的基因，以探索肾脏疾病相关的分子机制，因此大鼠易于建立各种类型的肾脏损伤或功能障碍的模型[18]。小鼠的肾小球数量相比于大鼠较少，约为1.5 万个，而大鼠约有3 万个，这意味着小鼠的肾脏对损伤更敏感，更容易出现急性肾衰竭或死亡[19]。小鼠的免疫系统和人类有较大差异，特别是在IgA类免疫球蛋白的结构和功能方面，人类IgA 分为IgA1 和IgA2两个亚类，而小鼠和大鼠的B细胞只产生单一类IgA。在结构方面IgA 的轻链有两种类型，即kappa（κ）、lambda（λ），不同种属生物体内两型轻链的比例不同，正常人血清IgA 的κ∶λ 之比约为2∶1，而在小鼠则为20∶1[20]。综上可得出，在动物选择上，大鼠优于小鼠。而在大鼠性别选择方面，在统计出的143篇文献里，雄性大鼠使用频数有128次，占比为89.60%。雄性大鼠使用较多的原因可能为：雄性激素可以促进肾小球硬化和肾纤维化，雄鼠可能比雌鼠更易诱发肾病综合征[21]；雌性激素可以抑制免疫反应和炎症反应，雄鼠比雌鼠更容易形成免疫复合物沉积[22]。综上，雄性大鼠相较于其它实验动物更易诱发肾病综合征症状，因此实验中使用次数最多。

3.2 肾病综合征造模方法分析本研究中造模方法使用最多的是通过给大鼠或小鼠尾静脉注射盐酸阿霉素，造成肾小球基底膜损伤和间质纤维化，导致大量蛋白尿和肾功能下降，从而使实验动物符合肾病综合征症状。阿霉素是一种能够引发肾小球损伤的药物，通过尾静脉注射可致使局灶节段性肾小球硬化，达到预期效果[23]。该方法具有操作简单、快捷等特点，不需要麻醉或手术；可以控制剂量大小、造模周期长短、调节模型的严重程度和进展速度；可重复注射，增加模型的稳定性和可重复性；还可以与其他因素（如单侧肾切除、高盐饮食等）结合，模拟不同类型或阶段的肾病综合征。然而使用阿霉素造模仍有以下缺陷：有时需多次尾静脉注射，易发生出血、应激和厌食，死亡率高；阿霉素剂量和注射次数对模型的影响不确定，需要根据不同实验目的进行调整[24]；阿霉素在体内代谢产生的自由基，会对心脏细胞造成氧化应激、线粒体损伤、钙离子紊乱、凋亡信号通路激活等多种损害，还可导致心肌细胞死亡和心功能衰竭[25]；该模型可能存在个体差异和不稳定性，造成结果不一致或不可重复[26]。

3.3 肾病综合征检测指标及阳性药分析肾脏是人体重要的排泄和调节器官，通过滤过、分泌和重吸收等方式，维持人体内环境的稳定。血生化指标是指血液中的一些物质的含量或活性，其可以反映人体的各种生理和代谢功能。当肾脏受损时，会导致检测物质在血液中的含量发生变化，从而影响血生化指标的数值。因此常使用血生化指标测定肾病综合征动物模型是否造模成功。由统计出的143篇文献可知，频数较多的检测指标则为血清白蛋白、血肌酐、胆固醇、尿素氮、甘油三酯等。这些指标可以反映机体机能变化从而有效评价机体肾脏情况。根据阳性药的统计情况，以泼尼松使用最多，应用占比最高，然而治疗效果并不理想。原因可能是，以免疫复合物沉积为主要特征的肾小球肾炎（如膜增生性、系膜毛细血管性、局灶节段性等）对糖皮质激素更敏感，而以足细胞损伤为主要特征的肾小球肾炎（如肾病综合征、膜性肾病等）对糖皮质激素相对不敏感[27]。

4 总结

总结上述内容，在制备肾病综合征动物模型时，推荐方案：①使用雄性SD 大鼠或Wistar 大鼠作为主要实验动物，周龄在6～8 周；②造模优先使用以单次尾静脉注射阿霉素，剂量为6.5 mg·kg-1或首次注射阿霉素4 mg·kg-1、第二周起注射3.5 mg·kg-1；③阳性对照药可选择泼尼松，建议选择血清白蛋白、血肌酐、胆固醇、尿素氮、甘油三酯等生化检测指标或Western Blot 法测定24 h 尿蛋白含量判断是否造模成功。但具体的给药时间、阳性药、检测指标应结合具体的实验要求、药物本身的药效水平、研究机制等实际情况进行选择。

另外，在今后的模型探索及完善过程中，建议：（1）动物模型融合中西医病症特点，既具备中医证候的特点，又有西医疾病的病理改变，可更好地反映人类疾病的发展规律和机制，为研究中医药防治原理提供科学依据；（2）可建立具体的表观指标评价标准，采用生化指标与表观指标双结合的方法进行检测；（3）可以通过二喹啉甲酸法（Bicinchoninic acid，BCA）法，检测造模后的24 h蛋白尿总量，来判断模型是否成功[28]；（4）可以通过单侧切除大鼠一侧肾脏，使残存的肾脏承受更大的负担，进而引起肾小球硬化、间质纤维化和炎症反应，更好地达到造模预期效果[29]；（5）统计肾病综合征造模的死亡率和存活率可以反映动物模型的稳定性、重复性和预测性，以及更直观地显示实验动物的健康状态和生命质量，以及药物对动物的治疗效果。

建立符合中西医病症特点的肾病综合征动物模型，借鉴中医辨证思想，不仅能够充分发挥西医治疗的优势，还能有效地反映中医辨证的特点和特色，为中西医结合诊疗提供新的思路和方法，从而能为肾病综合征中西医结合诊断提供强有力的支撑。