子宫内膜异位症动物模型研究进展

崔阳阳，孙伟伟，赵瑞华

(1.中国中医科学院广安门医院妇科，北京 100053;2.北京中医药大学，北京 100029)

子宫内膜异位症(endometriosis，EMs)，简称内异症，是生育年龄妇女的常见病，发病率高达10% ～15%，严重影响患者的生活质量。由于伦理道德的因素，无法对患病妇女反复进行创伤性检查或进行侵袭性对照性试验研究。因此，动物模型成为研究该疾病重要手段。目前，国内外已建立家兔、鼠类和灵长类等多种动物模型，为进一步研究建立更适用的动物模型，本文现从实验动物选择、传统动物模型、新型特殊动物模型的构建方法及优缺点角度，对子宫内膜异位症动物模型研究的新进展进行综述。

1 实验动物选择

1.1 鼠类

鼠类为现阶段国内子宫内膜异位症相关研究最为常用的动物模型。鼠类动情周期短而规律，性成熟早，繁殖力强，可自发排卵，但不发生子宫内膜脱落，故只可用于建立诱发性EMs 模型。

由于SD 大鼠对性激素敏感，适应性和抗病能力强，更有利于移植的内膜的成活及生长，从而建模成功率高于Wistar 大鼠。有学者认为，大鼠的子宫内膜有着与人类相似的不同分泌时期［1］，可为子宫内膜异位症研究提供良好模型。但Cumming 等［2］认为，小鼠在某些方面可能优于大鼠模型。国内外现已成功建立人子宫内膜异位症裸鼠模型［3，4］。SCID 小鼠建模成功率为96.5% ～100%，高于裸鼠，病灶可存活长达10 周［5，6］。NOD/SCID 小鼠较SCID 小鼠更易于接受人类内膜组织的移植，因此更近似于人类子宫内膜异位症的形成条件。

鼠类EMs 模型可用于研究子宫内膜异位症对妊娠、排卵、粘连形成、黄体功能缺陷及自身免疫(除免疫缺陷小鼠)等方面的影响，也可用于研究药物或其他因素对子宫内膜异位症的作用机制。免疫缺陷小鼠EMs 模型保留了人类子宫内膜组织原有的生物特性，对于研究早期EMs 发病机理，药物治疗方面有重要意义，并且对各种药物的敏感性不发生改变。但是，免疫缺陷小鼠本身的生理特性，使得其应用存在一定局限性。

1.2 灵长类动物

猕猴与狒狒都属于灵长类动物，成年雌性有正常月经周期，遗传背景、内分泌、月经周期和解剖结构等多种生物学特性，以及自发性子宫内膜异位症动物模型的发展过程及病灶形态学方面与人类极为相似。国内外学者研究发现，猕猴的个体差异及家族聚集性，在一定程度上影响着建模的成功率［7，8］。目前，国外学者认为狒狒是最理想的子宫内膜异位症模型，它比猕猴耐受性更强，可体外观察月经周期［9］。狨猴是特殊的无月经周期的非人类灵长类动物，其基因与人类基因相似度为97.5%，其高水平的外周雌激素特点为研究内异症的发病机理、药物治疗以及局部与中枢的雌激素代谢作用关系方面提供了新模型［10］。Einspanier 等［11］实验中72%的狨猴在2 ～3年内诱发子宫内膜异位，目前国内尚无此模型的构建。但是，灵长类动物的价格昂贵，自发性子宫内膜异位症成模率低，物种稀有，实验周期长，饲养条件高，个体差异影响造模成功率。因此，灵长类动物模型的使用受到限制。

1.3 其他动物

雌性家兔周期规律，属于刺激性排卵型动物，此模型可用于排卵、拾卵、卵子运输方面的研究。家兔对生存环境要求高，易感染，耐受性低，相对而言，鼠类模型在某些方面优于家兔模型［12］。

巴马香猪，其基因组与人类有明显的同源性，是器官移植和疾病模型的理想材料。最近国内已成功构建了巴马香猪EMs 模型［13］，但该模型应用较少。

鸡胚尿囊膜的EMs 模型，是将包含腺体和间质的人子宫内膜碎片种植到孵化7 ～10 d 的受精鸡胚尿囊膜(chorioallantoic membrane，CAM)的基底层。该模型很适合研究内异病灶形成早期的侵袭和血管生成机制，但与人类内异症的形成机制、外周环境差异较大，使用范围受限。

2 传统动物模型

2.1 自发性和诱发性模型

动物模型按照EMs 产生的病因分为两类，一类是自发性动物模型，此类模型仅发生于灵长类动物。另一类是诱发性动物模型，即根据Sampson 的经血逆流种植学说，通过各种外科手术法或内膜碎片注射法将内膜组织或细胞移植于动物子宫腔以外的部位，或是通过手术闭锁其子宫颈或阴道口，人为造成经血逆流入腹腔，形成EMs 病灶，从而诱发疾病的产生。诱发性动物模型又分为异体移植和自体移植。

2.2 自体移植和异体移植

2.2.1 自体移植

自体移植是通过手术方法，直接将自体子宫内膜种植到子宫腔以外的部位或通过手术闭锁其子宫颈或阴道口，造成经血逆流入腹腔而诱发子宫内膜异位症的发生［14］。自体移植可用于免疫学方面及药物治疗方面的研究，但动物和人的内膜存在生化特征等方面的差异，自体移植动物的组织学特性与生物反应不完全适用于人类，因此，从实验结果到临床实践过程中，仍需更多的研究与实验加以证明。

2.2.2 异体移植

异体移植是据移植物的性质可分为同种异体移植和异种异体移植。同种异体移植即为同系小鼠或大鼠进行异体移植，而异种异体移植则是将人子宫内膜组织种植到免疫缺陷小鼠体内。这种方法可保留人类内膜组织的生物学特征，可以用来研究人类子宫内膜固有的侵袭能力及药物疗效，副反应等方面的研究，但由于免疫缺陷小鼠的使用，虽避免了排斥反应，但在不同程度上影响了腹腔液中的生长因子及细胞因子。

3 新型特殊EMs 动物模型

3.1 荧光EMs 模型

目前，荧光EMs 动物模型在子宫内膜异位症的基础研究方面应用日益广泛。EMs 动物模型的光学成像技术主要采用荧光染料法和荧光素酶生物发光，如荧光染料标记内膜、基因转染以及荧光转基因动物在体内膜［16］。刘斌等［17］研究发现，应用AdeGFP 转染后人子宫内膜腺上皮细胞和基质细胞混悬液注射建立活体荧光观察模型，与直接转染子宫内膜相比，成模率高且体外荧光存在时间较长。

荧光活体无创观察模型为动态活体研究提供良好EMs 模型，其特点包括:①定位准确，但病灶的定量种植及观察缺乏客观的标准。②荧光表达时间最长为4 周，仅限于EMs 早期相关研究。③灵敏度高，特异性好，适用于异位病灶的探测观察与研究，但不利于盆腹腔深部病灶观察。

3.2 基因突变模型

Dinulescu 等［29］建立K-ras 基因突变模型，是自发形成EMs 的小鼠模型。小鼠卵巢表面上皮致癌基因K-ras 激活导致卵巢EMs 样病灶，47%小鼠发生腹膜EMs 样病灶，潜伏期长约8 个月，外显率约为50%。由于无K-ras 基因突变在人EMs 发生，因此该模型不能代表人EMs 的基因型，仅可研究其组织形态、生物学及治疗。

3.3 人免疫功能重建鼠EMs 模型

由于传统的人子宫内膜异位症动物模型使用免疫缺陷小鼠无法进行免疫学方面的研究，因此，王群华等［18］率先采用早孕人蜕膜与其脐血单个核细胞联合移植，建立人免疫功能重建鼠子宫内膜异位症模型。此模型使NOD-SCID 小鼠具有人的免疫功能，移植后的组织仍保持子宫内膜的组织形态，性状显著稳定，为免疫学变化、发病机理方面的研究提供良好模型，具有重要的临床参考意义。

3.4 复发型子宫内膜异位症模型

子宫内膜异位症术后复发率达6.1% ～40.0%［19］。目前，我们对EMs 复发的机制尚不明确，需要借助动物模型进行研究。黄洁明等［20］采取成模后手术切除法建立复发型子宫内膜异位症大鼠模型。同时，杨艳环等［21］验证了具有子宫内膜异位症复发风险大鼠模型的可行性。

3.5 体外细胞模型与细胞腹腔注射

体外分离和培养的人子宫内膜细胞比子宫内膜异位动物模型更接近于人体的特点，不仅可以观察子宫内膜细胞增长、侵袭、转移等情况，而且还可以进行细胞化学、超微结构、尘物学特性和分子生物学方面的研究。国内外学者［22，23］证明，更推荐选用人在位子宫内膜作为EMs 模型的标本来源。为弥补体外细胞模型对EMs 的研究缺乏对整体环境的考虑的缺陷，Beliard 等［24］内膜细胞的腹腔注射实验结果表明，移植内膜的完整结构是造模成功的前提条件，而雌激素在病灶生长中起到了一定的促进作用。

3.6 中医病证结合动物模型

目前，国内建立了具有中医特色的子宫内膜异位症动物模型，主要从肝郁型和肾虚血瘀型两方面进行探索。肖纯等［25］通过手术移植法加肾上腺素皮下注射法，建立肝郁型EMs 模型。杨心弦等［26］以手术移植法建立血瘀型EMs 大鼠模型。冉青珍等［27］从“堕胎伤肾”“产褥期劳倦”“产褥期受寒”“产褥期气滞”四个方面成功建立肾虚血瘀型EMs模型。但是，临床上中医证型会随时间推移呈现复杂的证型演变，但此类模型病因模拟单一，无法与临床病证变化完全一致。

4 模型构建方法

4.1 内膜取材

子宫内膜异位症动物模型的内膜取材包括正常妇女子宫内膜，内异症患者的在位子宫内膜及异位子宫内膜，早孕人蜕膜，人子宫内膜细胞，以及动物的内膜与动物子宫组织。王群华等［28，29］实验证明，在位内膜和早孕人蜕膜建模成功率皆为93.75%，动物子宫内膜的剥离，分为剥离法﹑刮取法﹑挤压法剪碎法［30］。大鼠一般采用剥离法;由于小鼠可以采取刮取法﹑挤压法及剪碎法，其中挤压法是获取小鼠子宫内膜理想的方法，而剪碎法操作简化且还可以分析异位病灶中肌层的变化，有利于对内异症发病机制的全面探讨，但子宫组织块移植较内膜移植更易发生粘连。

4.2 内膜移植方法

内膜移植方式包括:腹腔手术缝合法，皮下手术缝合法，腹腔放置法，腹腔注射法和皮下注射法。

手术移植方法［31］种植的部位定位准确，便于观测病灶，但手术操作以及异物刺激可能影响盆腔微环境，对模型的建立存在一定影响，也易造成动物的腹腔粘连、感染和动物死亡;盆腔广泛粘连也是EMs的病理特点之一，这一病理特点无法单纯的炎性反应解释，仍需要进一步研究。相比之下，注射法［32］对动物的创伤小，不易感染，病灶生长部位分散且易见粘连带，符合人类内异症的发病特征，但这也为病灶的观测及取材带来一定困难。

腹腔种植虽为病灶的生长创造了与人类发病相似的腹腔环境条件，但多次开腹探查在一定程度上干预着病灶形成，并导致动物生命活力下降。皮下种植可连续直观的观察病灶的生长变化，便于操作和测量。因此，采用皮下和腹腔两种部位同时种植，更能反映病变的过程。

4.3 模型建立结果

4.3.1 病灶生长形态

病灶的颜色，盆腔粘连带的形成随着造模后的时间变化而不同，异位病灶一般在4 ～6 天开始出现，可持续8 ～10 周，肉眼可见移植物增大，可呈隆起的小包状的透明结节或囊肿，囊内充满黄色或透亮浆液，移植物被结缔组织覆盖并有血管生成，病理切片可见移植物中包含有子宫内膜上皮细胞，腺体和间质的生长，并有分泌活动。

4.3.2 病灶生长部位

子宫内膜异位病灶生长范围极为广泛，主要受到移植内膜方法的影响，同时也受周围生长环境［33，34］的影响;另外，病灶的生长也可能与动物行走及活动方式的姿势不同而出现差异。

5 小结

由于子宫内膜异位症特殊的病理、生理特点及伦理道德因素，在未来较长时间内，动物模型都将是研究该疾病重要手段。虽然现在有多种建模方法，但都有各自的不足之处，而动物模型应用也存在一定局限性。理想的动物模型应该尽可能与人类疾病相似，模型构建标准化、规范化，能够准确的反映疾病的发生、发展、变化。另外，人类子宫内膜异位症按R-AFS 修正分期进行分期，在多种内异症动物模型中，就子宫内膜异位症动物模型严重程度分级而言，目前还未有研究涉及EMs 动物模型严重程度分级。动物模型需要进行严格评估，使之成为所研究的疾病的代言，更好的指导临床实践。

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