弱视动物模型的制作与评价*

曹朝霞 刘安国 李小娟 严兴科

(1. 甘肃中医药大学针灸推拿学院，兰州 730000)(2. 达州市中西医结合医院，达州 635000)

弱视(amblyopia)是指眼部无器质性病变，在视觉发育关键期内由双眼相互作用或视觉剥夺异常所引起的单侧或双侧视力减退，且矫正后视力仍小于0.9的眼科疾病[1-2]。在我国，儿童弱视的发病率已达1.2%[3]。自Hubel和Wiesel[4]成功制作弱视模型猫后，越来越多的学者开始致力于弱视的实验研究，目前弱视动物的造模方法主要有：眼睑缝合法、眼内外直肌切断法、黑暗环境饲养法、视网膜摘除法。本文通过分析现有弱视动物模型的优、缺点，为研究者们对弱视动物模型的选择提供参考。

1 实验动物的选择

人类和哺乳动物在出生时视觉系统尚未发育成熟，出生后在一定时期内视觉系统还有相当大的可塑性，能够根据环境刺激来调整和改变与生具有的神经联系和突触结构，这一时期称为视觉可塑性关键期[5]，在视觉可塑性关键期对实验动物进行干预，能成功模拟人类弱视的发病过程，常用于弱视模型制备的动物有大鼠、豚鼠[6]、树鼩、猫、猴、鸽、雪貂[7]等。以上动物作为制作弱视模型的对象，各有其优缺点，研究者们可以根据实验的要求以及条件来选择适合的动物来建立模型。

1.1 哺乳类啮齿目弱视模型

用于制作弱视模型的啮齿目动物有大鼠、豚鼠等，因其价格较低、容易获得、容易饲养且造模周期短等特点，目前已被广泛用于弱视模型的建立[8-9]，所选大鼠有出生后14 d健康SD大鼠、健康SPF级Long-Evans大鼠，所查文献中，14 d健康SD大鼠应用较多。大鼠视觉发育的关键期约在出生后14 d，在这段关键期内进行单侧眼睑缝合，可以阻断视觉信息的进入，形成弱视[10]。

1.2 哺乳类食肉目弱视模型

近年来，猫作为一种哺乳类食肉目动物，已被广泛用于弱视模型的制作[11]，猫的视觉系统和人较相近，所选猫主要以2～3周健康清洁级新生猫为主，研究发现，猫视觉发育的敏感期在出生后4～16周[12]，在这期间进行单眼缝合或者切除外直肌，可以建立弱视模型。但猫的视网膜以视杆细胞为主，而人类的视网膜以由不同比例的视杆细胞和视椎细胞组成。因此，弱视模型猫的建立是否能正确模拟人类弱视的发病，还有待进一步研究。

1.3 哺乳类攀鼩目弱视模型

近年来，有学者[13]对树鼩进行了全基因组的测序，发现树鼩在神经及免疫系统与人类有较高的同源性，而树鼩在生物学分类上属于攀鼩目[14]，是介于啮齿类跟灵长类之间的一个物种，是灵长类的近亲，其研究结果用于人类的可信度较大，且实验成本不高，容易获取，因此，树鼩可以作为研究人类视觉系统的良好动物模型。树鼩视觉发育的关键期约在出生后30 d左右[15]，此期对其进行弱视造模，容易成功。周广龙[16]对出生30 d的树鼩进行单侧眼睑缝合，在正常环境下饲养1月后进行检测，成功制作了弱视模型。

1.4 哺乳类灵长目弱视模型

哺乳类灵长目动物属于动物界高等的类群，越是高等动物其解剖生理结构越与人类相似，所造的弱视模型越能模拟人类弱视的发病特点。猴视觉发育敏感期约为出生后6周，Sparks等[17]对出生后1～2周的恒河猴进行单侧眼睑缝合，成功制作了短期视觉剥夺弱视模型。丁娟等[18]在对出生后1周的棉耳绒猴采用单侧眼睑缝合法，成功制作弱视模型。但灵长类动物因价格较贵而很难被推广使用。

1.5 其他弱视模型

其他用于建立弱视模型的动物包括鸽、雪貂等，这些动物因其解剖结构与人类有一定的差距，而较少被用于弱视模型的制作。

2 弱视动物模型的制作方法

目前弱视动物模型的制作方法主要有眼睑缝合法、眼直肌切断法、黑暗环境饲养法、视网膜摘除法，每种方法各有其优、缺点，所选动物也因造模方法不同而有所差异，研究者们可以根据实验的要求来选择适合的方法建立弱视模型。

2.1 单侧眼睑缝合法

弱视发病原因之一是指在视觉发育过程中，由于上眼睑下垂、角膜混浊、先天性白内障等原因，无法使视觉获得充分光刺激的眼科疾病，而眼睑缝合很好地模拟了此类弱视的发病过程，是研究发育期视觉剥夺效应的一种有价值的实验方法，近年来，通过单侧眼睑缝合来建立视觉剥夺弱视模型，已成为公认的建立弱视的经典模型[19-20]。张轲等[21]选用出生后2周内的SD大鼠16只，10%水合氯醛麻醉后，自内眦到外眦剪除上下睑缘1.0～1.5 mm，间断缝合封闭术眼，在自然光线下饲养4周后，用P-VEP记录其结果，单眼缝合组较正常未缝合组的P波潜时延长、波幅降低。该方法的病理过程与在视觉发育关键期内由视觉剥夺异常所引起的单侧或双侧视力减退发病情况相似。Headon等[22]通过对29只恒河猴出生后的不同时期进行单眼睑缝合术，发现外侧膝状体神经元细胞的大小因缝合时期的不同而不同，结果表明，不同时期缝合会导致不一样结果，因此，应根据实验的目的来选择合适的缝合时期。

2.2 眼直肌切断术

斜视性弱视是指患者双眼不能同时对同一物体协同聚焦，从而产生视觉混淆，脑皮层主动抑制由斜视眼黄斑输入的视觉冲动，该眼黄斑部功能长期被抑制就形成了弱视。眼内、外直肌切断术很好地模拟了这种发病过程，于湛等[23]将普通4周龄家猫18只，随机分为正常对照组、斜视组和斜视治疗组，每组6只，实验组在4周龄时行右眼外直肌切断术，术后4周经P-VEP检测，发现正常组在不同年龄段的P1波幅随年龄增长而增高，而实验组P1波幅较正常组明显降低，从而确定弱视造模成功。Adama等[24]通过对猕猴实行眼内直肌切断术，成功制造斜视性弱视模型。

2.3 黑暗环境饲养法

目前研究中常用的视觉剥夺模型就是黑暗饲养模型，因其对光觉剥夺的彻底性及模型稳定性而经常被使用，He等[25]将出生后70 d的大鼠放在黑暗环境下饲养，结果发现经长时间黑暗饲养的正常成年大鼠在短期单眼剥夺后能导致眼优势柱移动。但在正常生理状态下，光觉剥夺是一个很难实现和很难遇到的情况，因而期望用黑暗饲养模型所得出的实验结论广泛应用于临床有一定的局限性[26]，与黑暗条件下饲养的模型相比，眼睑缝合后的视觉剥夺是一种更接近临床现实，更容易实现的模型[27]。

2.4 视网膜摘除法

从视网膜到初级视觉中枢为完全交叉至对策投射，即为完全视交叉，摘除一侧视网膜，则阻断了一侧光线的传导，吕立夏等[28]取美洲纯种大白鸽5只，孵出后第1天在严格无菌条件下完整摘除左侧视网膜，由母鸽哺至10 d，建立单眼视网膜剥夺模型。弱视的病理基础到底是中枢神经还是视网膜目前尚无定论，因而此法在弱视模型的建立中应用较少。

3 模型动物的评价指标

目前没有明确的标准来判断动物模型是否已经达到弱视的诊断标准，Wiesel[29]认为可以通过测定细胞外侧膝状体大小来评价单眼视觉剥夺效果，也有人认为c-fos基因及蛋白的表达与否取决于弱视是否形成，因而c-fos基因及蛋白可作为弱视的一个可靠的检验指标[30]，但目前应用较多的评价弱视模型的方法主要是用图形视觉诱发电位(pattern visual evoked potential， P-VEP)法测定。

Halfeld等[31]发现P-VEP在弱视复杂的机制中具有重要作用，P-VEP是一种在生物活体上进行的、客观的、定量的检测方法，其原理是大脑皮层对模式刺激发生的一簇电信号，可提供关于视觉系统功能正常与否的重要诊断信息。近年来有学者将P-VEP 用于人双眼视功能的研究，并且得到广泛认同。Burns和Pritchard[32]用电生理学的方法研究人和猫的双眼视功能，发现二者的双眼视觉机制相同。李林林等[33]用P-VEP 评价猫的双眼视觉，通过在猫视觉发育的关键期内对双眼视觉进行干扰，用P-VEP 记录猫单眼和双眼P 波潜时和振幅的变化，评价干扰因素对猫视功能产生的影响，为双眼视觉模型制作和双眼视觉的客观诊断上提供了可能的实验手段。

4 讨论

目前的一些弱视模型并不能很好地模拟人类弱视的发病情况。比如外伤性白内障的发病容易在动物身上复制，而一些先天性白内障的发病和发展却很难被复制，视觉剥夺主要与空间视觉或形式有关，而不仅是光本身，因为光也能通过混浊的晶状体到达视网膜。猫和猴天生缺乏眼睑板，同样情况下，比人类的眼睑传播的光线更多，Crawford和Marc[34]用光谱测量仪发现猫和猴在眨眼瞬间进入瞬膜的光较进入眼睑的光多。但出生后就进行眼睑缝合的猫，在眼睑打开后，视力很快会趋于正常，缝合眼睑的猫仍能进行横向可见光的辨别[35]，缝合后的猫和雪貂仍能通过初级视皮层细胞感受特定的方向[36]。成年大鼠可以通过闭合的眼见来辨别光的浓密度，但不能辨认出最基本的图形，表明一些光线可以通过动物的眼睑进行传播，就像先天性白内障，单一的眼睑缝合可以产生视觉剥夺，却不能阻挡一些光与视网膜接触。有研究发现[18]，异常的视觉刺激首先导致视锥细胞数量、比例、形态及视蛋白表达的变化，通过一系列机制进一步引发了视网膜功能的变化，视网膜再将此信号传递至大脑皮质，引起皮质的改变，最终导致弱视的发生。有的动物视网膜以视杆细胞为主，如：猫、豚鼠等，有的动物视网膜以视锥细胞为主，如鸽、树鼩等，有的动物视网膜由不同比例的视锥和视杆细胞组成，如人类、猴等。

总的来说，目前关于弱视动物模型的研究较少，且采用传统常规的实验动物(实验啮齿类和非人灵长类等) 研究人类眼科疾病仍遇到了很多困难。动物模型的作用在于模拟临床病症特点，最大程度地符合疾病的演变过程[37]，今后可以通过做进一步研究，制造出一种更加接近人类弱视发病的动物模型，为弱视模型的制作提供更可靠的依据。