吸入烟雾联合经鼻滴入肺炎链球菌建立大鼠慢性阻塞性肺疾病模型

陈庆芸，刘美花，韦超超，蔡兴俊

(海南省人民医院 呼吸与危重症学科， 海南 海口 570311)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一种不完全可逆的以气流受限为特征的疾病，病情呈进行性发展，不仅会影响呼吸功能，也会对循环系统造成影响，甚至危及生命。研究显示，COPD与颗粒吸入，慢性炎性反应等有关。但是目前，临床对COPD的发病机制并不是很清楚。因此，建立可靠的COPD动物模型对COPD发病机制及治疗方案的研究具有重要价值。本研究采用吸入烟雾与肺炎链球菌经鼻滴入建立SD大鼠COPD模型。结果显示该方法建立COPD模型效果较好，且可以建立相应细菌感染的COPD动物模型。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 动物:SPF级50只雄性SD大鼠，体质量200～250 g，平均(228±16)g，(海南省实验动物中心,合格证号：43006700014526)。

1.1.2 试剂与器材:肺炎链球菌混悬液(北京北纳创联生物技术研究院)；有机玻璃熏箱70 cm×65 cm×50 cm；血气分析仪(雷度米特公司)；肺功能仪(北京贝兰博科技有限公司)；芙蓉王牌香烟(焦油含量15 mg，烟碱含量1.2 mg，烟气CO量14 mg)(湖南中烟工业公司常德卷烟厂)。

1.2 方法

1.2.1 动物的分组及处理：将大鼠分为对照组(C组)(control)10只，单纯烟雾吸入组(A组)(smoke)，烟雾吸入联合鼻腔滴入肺炎链球菌组(B组)(smoke+drip)。3组大鼠均饲养在SPF级动物房。A组大鼠放入有机玻璃熏箱内，使用香烟10支烟熏2 h，每周3次，烟熏4周。B组，在A组的基础上，分别在实验开始的第1天，第14天，第28天，经鼻滴入2.4×109cfu/mL肺炎链球菌混悬液0.2 mL。C组与A组同时予0.2 mL 0.9%氯化钠溶液经鼻腔滴入肺内。实验结束24 h后经麻醉处死大鼠,进行相关的检测。

1.2.2 观察：大鼠皮毛、精神、饮食、活力。

1.2.3 肺功能检测：测定潮气量(tidal volume，TV)、呼气峰流速(peak expiratory flow，PEF)、气道内压上升坡度(internal pressure rise slope，IP-slope)。

1.2.4 血气分析：取左侧颈总动脉血液0.4 mL，在血气分析仪上测定动脉血氧分压(PaO2)、动脉血二氧化碳分压(PaCO2)和pH。

1.2.5 肺组织匀浆：经麻醉处死大鼠，在无菌条件下，将肺组织取出，选部分在研磨器中研磨，在4 ℃条件下制成肺组织匀浆，稀释10倍后，涂于血琼脂板上，在35 ℃条件下培养24 h，检测是否存在细菌[1]。

2 结果

2.1 大鼠一般情况：C组大鼠毛发光泽，反应灵敏，营养均衡。A组大鼠毛发缺乏光泽，活动力较弱，偶出现咳嗽，无死亡。B组大鼠毛发杂乱伴脱落，精神萎靡，进食与饮水较少，呼吸急促，1只大鼠死亡。

2.2 3组肺功能对比(表1)。

表1 3组肺功能对比Table 1 Pulmonary function comparison in 3

2.3 3组血气分析对比(表2)。

表2 3组血气分析对比Table 2 Blood gas analysis comparison in 3

2.4 3组肺组织匀浆对比 B组检出肺炎链球菌，A组与C组均为无菌。

3 讨论

鼠类是目前COPD最常用的动物模型，其具有基因背景明确，操作方便、繁殖速度快等优点[2]。暴露于有害气体中是建立COPD模型较常用的一种方法。包括：局部烟熏方法，将管道直接连接到动物的鼻腔输送有害气体；烟雾静式吸入法，也称为全身烟熏法，即将动物暴露在烟熏箱内，被动吸烟[3]。本研究采取的为后一种方法。由于COPD的发病机制复杂，单纯采用一种方法建立的COPD模型，往往难以模拟COPD复杂的病理改变，不能满足临床研究的需要。因此，采用联合方法建立COPD模型，如：生物方法、化学物吸入、基因工程等，是建模的一种较佳选择[4]。本研究选取从鼻腔给大鼠滴入肺炎链球菌的方法建立COPD模型。另外，COPD动物模型建立后，有效的评估模型是否建立成功，也是很关键的。研究显示，目前评估COPD模型效果的方法主要包括：肺功能检测、血气分析、支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid，BALF)中细胞计数、感染细菌检测、炎性因子水平等。

本研究使用吸入烟雾联合肺炎链球菌鼻腔滴入的方法建立了大鼠COPD模型。结果提示经过吸入烟雾或细菌鼻腔滴入的处理后大鼠的身体状况受到了影响；大鼠的肺功能受到了损害，且烟熏联合细菌鼻腔滴入组受损程度较重；大鼠的血氧含量降低，且烟熏联合细菌鼻腔滴入组降低程度较重，同时CO2含量升高，气道出现一定的阻力，与临床患者表现相似。B组大鼠肺组织匀浆培养出肺炎链球菌，A组与C组均无细菌培养出。说明使用肺炎链球菌鼻腔滴入的方法，可使大鼠发生COPD合并肺炎链球菌感染，能够更好的模拟COPD合并肺炎链球菌感染患者病情。

综上所述，吸入烟雾联合肺炎链球菌鼻腔滴入可以建立相应细菌感染COPD模型，值得推广应用。COPD动物模型在临床前研究中具有重要作用，但目前没有建立动物模型的统一方法，还需要研究人员进一步探讨。