肺炎动物模型研究

王 彤，苏 鑫，艾新法

（长春中医药大学，长春 130117）

肺炎是指肺实质的炎症，根据发病1个月与3个月的时间长短，将其分成急性、亚急性和慢性三类。临床上，慢性肺炎被当作病理诊断术语，病理改变主要为慢性炎性细胞（单核巨噬细胞）浸润和成纤维细胞增生，伴有纤维化及肉芽组织形成，可有肺组织正常结构破坏[1-3]。肺炎的发病率较高，寻找特效药物对治疗有重要的意义，建立科学标准的实验动物肺炎模型是寻找特效药及研究作用机制的实验基础。笔者查阅了近10年的肺炎动物实验文献，根据致病因素的不同，按照典型性、非典型性和其他因素三类总结了肺炎实验动物模型的造模方法，为药物研发提供参考。

1 典型肺炎的致病因素

1.1 肺炎克莱伯杆菌 肺炎克莱伯杆菌俗称肺炎杆菌，此类肺炎的造模多选用大鼠，造模方式多采用手术气管滴入和气管弥散2种方式。有学者[4]将大鼠颈部备皮消毒后切开皮肤，暴露气管，用1 mL注射器经气管滴入浓度为1.5×109cfu/mL的克雷伯杆菌菌液0.15 mL，复制肺炎模型。经病理形态学观察，肺组织出现充血水肿和炎性细胞浸润的现象。李亚等[5]实施的气管弥散法是给禁食不禁水12 h的雄性SD大鼠麻醉后，撑开口腔，将金属钝针与塑料连接的细管经口腔慢慢插入气管，取0.3 mL浓度为1.2×1010cfu/mL的肺炎克雷伯杆菌，使其进入气管，持续10 min。肺炎模型建立后，尾静脉采血测得白细胞计数，中性粒细胞比率均有所提高。肺组织有水肿、体积增大的现象，表面有出血区和呈深红色的瘀血，切面存在渗液。经病理形态学可观测到肺组织大部分被破坏，各级支气管出现慢性炎症，肺泡囊、肺泡管均有扩张，同时有退行性改变现象发生于肺泡上皮细胞，大量的炎性浸润存在于各级支气管周围，肺泡壁显著增厚，可见纤维增生。

1.2 金黄色葡萄球菌 使用金黄色葡萄球菌复制肺炎模型多选用大鼠或小鼠为实验对象，造模方法为鼻腔接种法。鼻腔滴入法就是将配置好的实验药品通过动物鼻腔给实验动物接种。有研究[6]给雄性SD大鼠乙醚麻醉后，从左侧鼻腔滴入200 μL浓度为1×108cfu/mL甲氧西林金黄色葡萄球菌菌液，接种后使大鼠保持1 min直立状态以充分吸收药液，连续3 d，出现肺炎症状。给药第10 d，动脉放血处死，测得血液中白细胞数量增高，经病理学观测到不清晰的肺泡结构有着渗出现象和微血管扩张充血等明显的炎性症状。黄晓理等[7]选取KM小鼠，麻醉后，取1×109cfu/mL金黄色葡萄球菌的细菌菌落液100 μL，慢慢接种于鼻腔，并将实验动物处于直立体位保持20 s确保菌液到达肺组织。于模型复制后的第5 d摘眼球取血，无菌开胸取肺，经病理学观测到实验动物肺炎组织肺间质和血管扩张充盈，支气管内有炎性渗出物和细菌菌落，肺泡腔内、肺泡壁有炎性细胞浸润，其中淋巴细胞较为多见，肺泡细胞正常结构消失。化验血液结果：小鼠白细胞计数、中性粒细胞百分比均有所增加。温顺航等[8]给SPF级C57BL/6J小鼠异氟醚气体麻醉后，在小鼠本能性吸入的情况下，将金黄色葡萄球菌菌液50 μL（约含5×108cfu）放置于鼻尖处，然后使其直立保持1 min，72 h后麻醉处死，病理观察发现肺泡腔内有大量炎性细胞和红细胞渗出，支气管狭窄，肺泡壁增厚。

1.3 肺炎链球菌 建立此类肺炎模型多采用大鼠和小鼠，方法多为鼻腔接种和气管插管。鼻腔滴入法是麻醉后鼻腔滴注肺炎链球菌菌液，有研究[9]选用6～8周龄的Balb/c雌鼠鼻腔滴入浓度为D39 （5×106cfu/50 μL）的菌液复制模型。感染后2 d处死，测得中性粒细胞、巨噬细胞水平升高，HE染色可见肺组织血管和气道周围有大量炎性细胞浸润。另有研究[10]选用7日龄Balb/c小鼠，鼻腔内滴注肺炎链球菌CD39（2×107cfu/ 5 μL），来建立肺炎链球菌模型。李月越等[11]给Wistar大鼠气管插管，经气管滴注0.4 mL浓度为9×108cfu/ mL的肺炎链球菌悬液，然后，让大鼠处于直立状态1 min，菌液受重力作用进入气管和肺泡内，8 d后处死。肺泡间隔增宽增厚、大小不一，中性粒细胞、淋巴细胞浸润等病理结构改变可在显微镜下观察到。

1.4 肺炎双球菌 小鼠和家兔常被作为复制肺炎双球菌模型的实验对象，常用方法有腹腔注射和气管插管。腹腔注射就是将药品注射进实验动物的腹腔中，姜燕等[12]给6～8周龄的健康KM小白鼠腹腔内注射0.5 mL河北工程大学提供的肺炎双球菌菌液，1 h后小鼠发热，成功建立肺炎双球菌肺炎模型。傅春升等[13]选用健康清洁家兔，麻醉后气管插管注入浓度为1×1010/ mL肺炎双球菌菌液，然后保持兔子直立状态，轻微左右摇晃15 s，因重力作用使菌液到达支气管末端。开始给药的0.5～6 h之间，家兔体温有所升高，6 h后达到峰值，并出现呼吸异常，中性粒细胞、淋巴细胞升高，蜷缩少动，不思饮食，神志萎靡等症状。

1.5 绿脓杆菌 建立绿脓杆菌肺炎模型的实验报道不多。李伟[14]将6～8周的雄性C57/BL6小鼠麻醉后，鼻孔注射107cfu的绿脓杆菌，给药18 h后安乐死。整个肺组织无菌生理盐水清洗，支气管肺泡清洗液中的白细胞、中性粒细胞数量较空白对照组高。病理学检查结果，肺组织炎性反应强烈，有块状瘀血，出现水肿和充血现象，质地变硬。组织学观察到肺泡融合，血管周围有炎症细胞浸润。

2 非典型肺炎的致病因素

2.1 支原体 复制支原体肺炎动物模型多选用大鼠和小鼠，操作方法采用鼻腔滴入法。董坤等[15]给大鼠腹腔注射戊巴比妥钠麻醉后，以106ccu/mL的肺炎支原体培养基滴鼻，剂量为50 μL。成功建立肺炎模型后，观察大鼠舌质暗，肺部出现湿罗音，进食减少，活动度降低。经无菌取肺后观察病理改变为组织出现炎症改变，支气管周围与肺泡间隔内毛细血管充盈，淋巴细胞浸润。胡起波等[16]选用8～9周龄的雌性清洁级Balb/c小鼠为实验对象，乙醚麻醉后，用加样器吸取含1×107ccu/mL的肺炎支原体菌液50 μL，缓慢滴入小鼠的鼻腔。第5、8、9 d滴入含1×107ccu/mL的肺炎支原体菌液100 μL。第11 d处死，摘眼球取血，无菌取肺。造模开始第1 d，小鼠精神略差，第6 d精神差，活动度降低，出现咳嗽、竖毛、寒战等症状。HE染色显示小鼠肺组织中出现炎症改变。姜永红等[17]给Balb/c小鼠乙醚麻醉后，以肺炎支原体国际标准株100 μL（含1×107/ mL）缓慢滴入鼻腔，使其进入支气管，连续3 d。成模后处死，摘眼球取血，灌洗左肺，回收灌洗液。小鼠从实验开始第3 d出现症状，被毛蓬乱，失去光泽，少动，畏寒，呼吸异常。测得小鼠肺泡灌洗液白细胞计数高。病理学观察可见肺间质和支气管大量淋巴和浆细胞浸润，血管扩张充血严重，肺泡壁增厚破坏，支气管变窄。

2.2 衣原体 目前，小鼠是建立衣原体肺炎模型的最佳实验对象。施毅等[18]选2个月鼠龄的TLR4基因缺失小鼠C3H/HeJ，用带有4号半针头的的注射器通过鼻腔接种，滴入0.5 mL的浓度为1.12×108cfu/ mL的肺炎衣原体无菌缓冲液。建立模型后，脱颈处死，可观察到肺组织病理变化表现为不规则分布的间质性肺炎，伴较多中性粒细胞浸润。

2.3 军团菌 建立军团菌肺炎模型实的报道很少，邬惟为[19]以6～8周龄的C3H/HeN小鼠作为实验对象，腹腔注射水合氯醛麻醉后，将浓度为1.2×107cfu/ mL的军团菌悬液50 μL注射到气管内，建立肺炎模型。造模成功的小鼠肺组织病理切片结果显示中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、单核巨噬细胞增多，肺泡壁增厚，伴有渗出液。

2.4 病毒 流行性感冒病毒是引发肺炎的病毒中最常见的病毒，此外还有副流感病毒、巨细胞病毒、腺病毒、鼻病毒、冠状病毒和某些肠道病毒等。婴幼儿肺炎常由呼吸道合胞病毒感染发生。有研究[20-23]在复制大鼠、小鼠病毒性肺炎模型时，将已配制好的病毒液滴入实验动物的鼻孔，动物呼吸感染病毒，建立模型。另有研究[24]通过给小鼠腹腔注射病毒悬液建立模型，左丽娜等[25]在给小鼠腹腔注射接种病毒的前1 d给小鼠腹腔注射环磷酰胺降低免疫力，达到成功造模的理想效果。

3 小结

其他因素导致慢性肺炎的造模方式还有烟雾造模、卡氏肺孢子虫感染等。烟雾造模耗费时间久、实验成本高，使用此类造模方式的学者不多。卡氏肺孢子虫肺炎多发于免疫缺陷或免疫抑制的病人，有学者通过半量诱导剂建立卡氏肺孢子虫肺炎。有研究[26]选用SD大鼠，注射地塞米松磷酸钠注射液于腹股沟皮下，并预防继发性感染，成功复制卡氏肺孢子菌肺炎模型。细菌、病毒、支原体、衣原体等微生物感染导致的肺炎发病率高，成模周期短，成本低，成模指标明确。小剂量、反复式鼻腔吸入接种更适用于小鼠造模，损伤小，死亡率低，操作简单。

近年来，使用大肠杆菌复制肺炎模型的造模方法鲜见，有关治疗大肠杆菌导致的特效药及其作用机制的报道并不多。然而，成人感染大肠杆菌导致肺炎的报道却屡见不鲜；采用衣原体感染的方法建立肺炎动物模型的报道寥寥无几，而肺炎衣原体导致肺炎临床病例却不胜枚举，通过大肠杆菌和肺炎衣原体感染实验动物复制肺炎模型来寻找特效药仍然很有必要[27-32]。

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