巴马小型猪心脏生物电特性遥测

杨李厂, 周文兵, 丁 隽, 周新初, 谢 东, 杨伟敏

(1. 上海睿智化学研究有限公司, 上海 201203; 2. 上海交通大学农业与生物学院, 上海 200240)

巴马小型猪心脏生物电特性遥测

杨李厂1, 周文兵1, 丁 隽1, 周新初2, 谢 东1, 杨伟敏1

(1. 上海睿智化学研究有限公司, 上海 201203; 2. 上海交通大学农业与生物学院, 上海 200240)

目的 应用遥测技术系统监测并分析饲养于上海地区巴马小型猪的心脏生物电数据。方法 选取20头4～8月龄雄性巴马小型猪，利用遥测系统监测自由活动下小型猪心电数据，进行心电数据处理和分析。结果 巴马小型猪的心率为(82±11)次/min，P-R间期为(97±11) ms、QRS间期和QT间期分别为(42±4) ms和(293±15) ms，QTc为271±19; 小型猪群体存在心电轴左偏和T波倒置现象。结论 遥测技术可以用于监测自由活动状态下的小型猪的心电。本实验所测得的心电数据为巴马小型猪应用于药代、药效以及毒理实验等研究提供基础数据资料。[关键词] 巴马小型猪; 心电; 遥测技术

猪相比其它家畜其器官在解剖结构、功能与人类最有相似性，特别是心血管解剖结构、生理和代谢等方面。从动物伦理角度出发，小型猪是犬和猴等传统实验动物或野生动物理想的替代动物。所以目前小型猪是全球公认的心血管疾病研究的首选动物。

心电图反映心脏功能，是心血管药物、安全药理和毒理试验等研究领域重要检测指标，随着科学技术的进步检测手段也多种多样。过去较多采用束缚或麻醉状态下检测心电，但是存在一些缺点，不能长时间连续性监测心电指标，束缚和麻醉等操作也会引起心率和其它生理参数的变化。随着遥测技术在医学领域的推广应用，植入式生理信号遥测技术和无创生理信号遥测技术也广泛用于传统实验动物的生理参数的监测。

本研究利用无创生理信号遥测技术，对自由活动状态下的小型猪进行心电监测，为药物和疾病的研究提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物 普通级4～8月龄雄性实验用巴马小型猪20只，由上海市浦东新区老港镇华新特种养殖场 [SCXK(沪)2012-0013]提供, 种源来自广西原产地和云南原产地。

1.1.2 饲养管理 巴马小型猪饲养于上海睿智化学研究有限公司大动物研究中心[SYXK(沪)2015-0021]，群养在栅栏式饲养区域内，环境温度为20～26 ℃，相对湿度为40%～70%，12 h/12 h明暗交替。饲料和喂养方法: 猪饲料日粮量按体质量的4%～5%进行调节，每日饲喂2次，自由饮水。在设施内适应训练1个月后进行心电遥测。

1.2 实验方法

1.2.1 大动物生理信号遥测系统 马甲，北京广源达科技发展有限公司; 心电记录器(型号SER-102)，北京软隆生物技术有限公司; 心电图采集与分析系统SP2006，北京软隆生物技术有限公司。

1.2.2 心电检测 在检测前训练巴马小型猪适应穿戴马甲, 检测心电时先把小型猪平稳放在吊床上, 在小型猪的胸部位置贴电极贴片(图1), 电极线一端连接电极贴片, 另外一端连接到心电记录器, 把心电记录器放置在专用马甲口袋中, 并穿上马甲; 打开记录器开关, 然后把小型猪放入饲养笼内让其自由运动。

图1 电极连接位置Figure 1 Connection position of electrodes

1.3 统计分析

检测结果以x- ± s表示, 实验数据采用SPSS16.0统计软件进行统计处理。群体间差异采用单因素方差进行分析, P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 心电图波形

巴马小型猪II导联心电波形结果(图2)显示，P 波向上, Q波向下, R波向上, S波向下, T波直立和倒置现象都有发生。图2是两例典型的小型猪的心电波形，本试验总共选择了20头巴马小型猪进行心电监测，绝大部分小型猪心电波形与之类似。

2.2 心电轴

20只巴马小型猪中(表1)，6例心电轴左偏(-90～-30)，1 例心电轴右偏(90～120)，其余动物均为正常心电轴。

图2 两例巴马小型猪心电图波形Figure 2 Two examples of ECG waveforms in Bama minipigs

表1 巴马小型猪QRs波心电轴Table 1 QRs wave’s electrocardic axis in Bama minipigs

2.3 心电图各间期

巴马小型猪(表2)群体心率波动范围较大，平均为82次/min±11次/min。对巴马小型猪心电数据采用单因素方差进行分析，结果显示,个体间P波宽度、P-R间期、QRS间期、QT间期和QTc差异存在统计学差异(P＜0.05)。

表2 巴马小型猪心率、心电图各间期和各波时间Table 2 The interval and wave-time of electrocardiogram in Bama minipigs

3 讨论

小型猪易于驯养，心电数据平稳清晰，是制作动物心脏疾病模型和心脏移植等研究的良好动物。而在这些研究过程中，心电是一重要检测指标[1-3]。因为心电波形的改变能够直观体现心脏的状况，例如: 其中QT间期[4,5]是QRS波群开始到T波结束时的时间。QT间期过长是室性心动过速的危险因子之一，可能引起猝死。QT间期受心率变化较大，所以采用QTc来消除心率影响。QTc间期是按心率校正的QT间期，是反映心脏去极化和复极作用的指标。QTc间期延长表示心脏复极延迟，反映了心电异常，通常与心律失常敏感性增高密切相关。

最初实验猪的心电数据收集都推荐在麻醉状态下进行，因为猪敏感，易出现紧张状态，尤其在实验操作时让其情绪稳定非常困难。可是使用麻醉剂也会对心电数据产生无法避免的影响，而且各麻醉药剂对数据的影响亦不一样。在中华小型猪的研究数据[6]表明，目前较为常见的麻醉剂氯胺酮联合安定麻醉和速眠新联合戊巴比妥麻醉都会导致心电波形异常变化，且在麻醉期的不同时间心电波形还会有不同的异化。麻醉药剂会给猪心电研究带来很多不确定因素，所以现在学界的主流都是在清醒状态下进行心电收据的收集。

为了克服麻醉和物理保定对动物心电的不利影响，同时考虑动物福利要求，因此遥测技术逐渐应用于实验动物的心电监测。国内小型猪品种的实验动物标准化开始于1980年代，和国际上先进的实验动物理念进入中国的时间一致。除了实验小型猪本身质量的标准化，相关的居住环境与饲料的标准化也是对猪心电研究有非常好的促进作用，不少来自于人的研究[7,8]都认为长时间高温、噪声能造成人类的高血压和心电图异常改变, 和肉用猪不同的饲养要求也避免了因为某些营养缺乏[9]导致的心电异常改变。最新的动物福利已经细致到要求避免动物出现焦躁的情绪甚至在运输过后给予动物较长时间的恢复期，这些也应该和过往的研究中[9,10]发现焦躁情绪和长途运输会对心电数据产生影响有一定关系。监测系统也是影响动物的心电因素之一。本实验选择的巴马小型猪饲养于标准化的实验动物设施内，温湿度、噪声严格遵守国标要求，采用马甲式遥测系统避免了麻醉和传统保定架的一些负面因素。

哥廷根小型猪是现在医药研究中大量使用的实验小型猪品种，该品种[11]的HR为71±10，PR间期为(125±21) ms，QRS间期为(56±9) ms，QT间期为(320±38) ms，巴马小型猪相对应的数据非常接近哥廷根的心电各间期时间; 对比两者之间心电波形，两者波形相同(以标准Ⅱ导联为例)，两者都存在T波倒置现象。对比国内[12,13]报道数据，本实验得到的巴马小型猪的心电图与其研究获得的心电各间期时间几乎相同; 和广西巴马小型猪、中国农大猪、五指山小型猪的波形相似，都存在T波倒置现象; 心电轴都存在左偏现象。上述比较结果证实不能以T波方向判断小型猪心电是否正常，心电轴左偏也不是小型猪心电是否异常的唯一指标，要结合心电全部指标数据以及动物的其他健康数据来判断。

分析所选的巴马小型猪的心电P波宽度、PR间期、QRS间期、QT间期和QTC等5项数据，结果显示这5项数据群体间都存在差异(P＜0.05)，除了个体差异的原因外，可能也与不同巴马猪个体适应程度和训练需要的时间不一致有关，另外因为客观因素，20头小型猪也不能在相同日期和相同时间检测。通过与国内报道[14]的采用EMAK 遥测系统遥测的巴马小型猪心电数据比较，心率和心电各间期数据也比较接近，证实遥测技术适用于小型猪的心电监测，也间接说明在收集心电过程中，不同个体都能逐渐适应电极贴片和穿戴马甲，但也要考虑小型猪对电极贴片和马甲的适应训练。

本研究作为探索性研究, 只选取了同类研究中较常选用的4～8月龄的动物，又考虑到规避动物性别间的适应训练差异而只选择了雄性动物，限制了成果对相关研究的参考价值，希望在后续研究中能弥补这一缺憾。

本研究采用目前最为流行的遥测技术收集巴马小型猪的心电数据，将动物饲养在符合AAALAC标准的实验动物设施中，尽量规避环境和操作环节带来的影响，真实记录了小型猪在自由移动状态下的心电等生理指标，反应了小型猪正常生理活动，为小型猪在药理毒理、器官移植和其他临床研究中的应用提供数据参考。通过与国内外小型猪心电数据比较，证实巴马小型猪在实验小型猪心血管系统中的研究价值。

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Investigation on Electrocardiogram of Bama Minipigs by Telemetry

YANG Li-chang1, ZHOU Wen-bing1, DING Jun1, ZHOU Xin-chu2, XIE Dong1, YANG Wei-min1
(1. Shanghai Chempartner Co. Ltd, Shanghai 201203, China 2. School of Agriculture and Biology, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China)

ObjectiveTo collect and analyze electrocardiogram (ECG) data by ECG telemetry system in Bama minipigs reared in Shanghai.MethodTwenty male Bama minipigs aged at 4 to 8 months were randomly selected from the healthy colony of Shanghai huaxin special breeding farm. ECG data were recorded by Beijing softron telemetry system and analyzed by the analysis system-SP2006.ResultIn Bama minipigs, heart rate was (82±11) beat/min, PR interval was (97±11) ms, QRS and QT intervals were (42±4) ms and (293±15) ms, QTc was 271±19, left axis deviation and T-wave inversion happened in colony.ConclusionThe ECG telemetry system can be used to monitor ECG data in free moving minipigs, and the ECG data of Bama minipigs can be used as baseline for preclinical studies including, pharmacokinetics, pharmacodynamics, pharmacology and toxicity studies.

Bama minipigs; Electrocardiogram (ECG); Telemetry technology

Q95-33

A

1674-5817(2017)05-0410-04

10.3969/j.issn.1674-5817.2017.05.013

2017-04-28

上海市实验动物创新行动计划项目 (13140900200)[作者简介] 杨李厂(1981- ), 男, 硕士, 研究方向: 动物生理 /生化。 E-mail: lchyang@chempartner.cn

杨伟敏, 高级实验师, 研究方向: 实验动物科学与管理。E-mail: wmyang1@chempartner.cn