病证结合便秘动物模型研究进展
2022-03-25朱书斌刘金响张聪伟冯群虎
朱书斌 刘金响 张聪伟 冯群虎
(1 陕西中医药大学,咸阳,712046; 2 陕西中医药大学第一附属医院,咸阳,712000; 3 深圳市保安中医医院,深圳,518100)
便秘是指排便困难,每周大便次数少于3次,伴或者不伴大便干硬的疾病[1],具有顽固性、复发性的特点,可发生于任何年龄段。现代医学中尚无特效药物能彻底治愈便秘,仅能对症治疗取得短期疗效,常用的药物有乳果糖、聚乙二醇电解质散、开塞露等,但导泻药多具有依赖性,停药后易反复,长期使用会导致严重的并发症,威胁患者的身体健康[2]。而中医药通过辨证论治,可以取得较好的疗效,同时减少患者的不良反应及复发率[3]。有研究发现,近10年中医治疗便秘机制的研究中,中医证候便秘造模多选用西医学实验的便秘动物模型[4-5]。中医辨证论治体现在不同的中药方剂治疗不同的证型[1],因此在基础实验中,设计特定证型的动物模型至关重要。但中医证型抽象,相关的研究经验比较缺乏,目前的研究均采用“病证结合”的方式复制相关证型的模型[4],在便秘的动物模型中,此种方法亦被广泛使用。虽然有相关的综述阐述了便秘不同证型动物模型复制方法[5-6],但仍比较笼统,对用药剂量、造模时间、造模流程等叙述不清,对模型复制的指导意义不大。为了深入了解中医证型便秘模型复制过程中的细节问题,现从药物剂量、造模周期、模型评价方式等细节方面进行归纳综述,为以后的研究提供参考。
1 便秘动物模型分类
根据《便秘中医诊疗专家共识意见(2017)》,临床分为“热积秘”“寒积秘”“气滞秘”“气虚秘”“阳虚秘”“阴虚秘”6种证型[1]。通过文献整理发现中医证型便秘模型与临床分型不完全相同,常见的动物模型包含“脾虚型便秘”“血虚型便秘”“阳虚型便秘”“津亏型便秘”4种,以虚证便秘居多。
2 便秘模型复制方法
2.1 脾虚型便秘 脾虚型便秘多选用昆明小鼠,模型复制方法为“番泻叶灌胃+控制饮食、饥饱失常法”[7-9]。先用浓度为100%的纯番泻叶溶液灌胃,制造脾虚证模型;待脾虚模型制备成功后,再用控制饮食,给予模型动物间断性喂食的方法制备便秘模型。脾虚型便秘模型具体复制方法如下:第1步,先将所有小鼠适应性喂养2~7 d,然后利用100%浓度的纯番泻叶溶液0.4~0.8 mL给小鼠灌胃,每日灌胃2次,连续灌胃7 d,番泻叶灌胃期间,所有小鼠自由饮食;第2步,从第8天开始,停止番泻叶灌胃,并禁饮食,每隔1 d给每只小鼠4~8 g低纤维饲料生大米,并让所有小鼠自由饮水0.5 h,之后继续禁饮食,共持续8 d。脾虚便秘的造模共持续15 d,造模结束后评价小鼠造模是否成功。
若小鼠体型干瘪、瘦小、体毛无光泽、拱背、精神萎靡,活动减少,体质量减轻,大便干燥结块、排便减少、大便颗粒细小;肠道组织特征:将模型动物颈脱臼处死后解剖,若大便集结在结肠,且大便性状为球状或串珠状,空肠、回肠无明显粪便残留;肠道推进率和血清D-木糖水平降低,则表示脾虚便秘模型复制成功。肠道推进率评估方法:在造模结束后,给予活性炭或者墨汁灌胃,观察模型动物与正常动物第1粒黑便排出时间,若大于正常动物的排出时间,则表示肠道推进率降低。
100%浓度的纯番泻叶溶液制备方法参照彭昕欣等[10]的研究:第1步,取500 g番泻叶,并加入10倍量的沸水,即5 000 g沸水,浸泡10 min;第2步,将番泻叶过滤,取得的滤液放入75 ℃的水浴锅中蒸发浓缩,当生药浓度达到1 g/mL时,100%浓度的纯番泻叶溶液制备成功。制备成功的纯番泻叶溶液需要放置在4 ℃的条件下保存备用。
2.2 血虚型便秘 血虚便秘模型多选用昆明小鼠(KM小鼠),采用“腹腔注射药物+灌胃”的方法制备,模型复制周期共28 d[11-12]。具体复制步骤如下:第1步,先将小鼠适应性喂养2~7 d,在自由饮食的情况下,在第1、4、7、10天的时候,按照小鼠体质量60 μg/g的剂量给予乙酰苯肼皮下注射,1次/d;第2步,在第10~14天时,按照小鼠体质量40 μg/g的剂量给予环磷酰胺腹腔注射,1次/d,用以复制血虚模型;同时在第10~14天时,按照小鼠体质量25 μg/g的剂量给予复方地芬诺酯混悬液灌胃,1次/d,复制便秘模型;第3步,将第1步和第2步的操作重复1次,复制血虚便秘小鼠模型。此外,在刘五州等[13]的研究中,报告了另一种血虚便秘造模方法:模型复制共需要4周,所有动物正常喂养。第1步,在老鼠适应性喂养结束后,将鼠尾尖部消毒后,剪去尾尖端2 mm,并将尾尖浸入38 ℃恒温水浴中放血3 min,之后再正常喂养2周;第2步,从第3周开始,每次用20 μL毛细吸管,在眼眶静脉窦放血约0.6 mL,每周1次,制备血虚模型;同时从第3周开始,采用盐酸洛哌丁胺灌胃,按照小鼠体质量3.0 mg/kg的剂量换算,1次/d,持续2周,以复制便秘模型。若模型动物出现精神萎靡、蜷缩、运动量减少,毛枯疏、无光泽,耳、鼻、唇、尾苍白,排便次数减少,粪便质地干结、粘连,肠道推进率降低,同时血液中红细胞及血红蛋白水平下降,则表示血虚便秘模型复制成功。
2.3 阳虚型便秘 阳虚型便秘模型复制方法有2种。第1种以“食醋+冰水活性炭灌胃”复制阳虚秘模型[14]:现有的阳虚秘模型研究以大鼠为主,造模周期共9 d,适应性喂养2~7 d。造模的第1天按照大鼠体质量20 mL/kg的剂量,给予白醋灌胃,之后以15 mL/kg的剂量灌胃,1次/d;并在第7天开始,加用0 ℃的活性炭冰水灌胃,2次/d,持续3 d,模型复制完成。第2种以“咯哌丁胺悬液灌胃+给予氢化可的松肌内注射”的方法进行模型复制[15]:造模周期共21 d,选用200 g左右的Wistar大鼠,造模周期共21 d。先按照大鼠体质量3.0 mg/kg给予咯哌丁胺悬液灌胃,同时按照25 mg/kg的剂量给予氢化可的松后肢肌内注射,1次/d。造模完成后,给予大鼠活性炭灌胃1次,记录大鼠排出首粒黑便的时间。若模型动物出现畏寒喜暖、踡缩、运动量减少,倦怠嗜睡、消瘦,大便质地干或不干,排出困难,且肠道推进率降低,表明阳虚便秘模型复制成功。
2.4 津亏型便秘 津亏型便秘目前尚无成熟的动物模型,现有的研究多采用“限水+药物注射或灌胃”的方法复制便秘模型,共有2种。第1种采用“限水+洛哌丁胺灌胃法”进行模型复制[16],多采用无特定病原体(Specific Pathogen Free,SPF)级SD[美国斯泼累格·多雷(Sprague Dawley)农场用Wistar大鼠培育而成]大鼠,造模周期共5周。但现有文献中对给药的次数、持续时间、具体饮水剂量均未明确描述,具体操作中仍需审慎参考。每只大鼠每日正常进食,给予每日平均正常饮水量的1/3,为严格控制单只大鼠饮水量,具体饮水量需要根据前期实验获得更严谨的数据,并按照大鼠体质量1.5 mg/kg的剂量给予洛哌丁胺溶液灌胃,按照125 mg/kg的剂量给予D-半乳糖皮下注射。第2种采用“限水+复方地芬诺酯混悬液灌胃”[17],选取200 g左右的SD大鼠,造模周期为7 d,每只大鼠每日正常进食,给予每日平均正常饮水量的1/3,约10 mL;同时按照大鼠体质量10 mg/kg的剂量,将复方地芬诺酯溶入2 mL的生理盐水中,制成混悬液,另行灌胃。每只大鼠每日灌胃4次,第1次先用复方地芬诺酯混悬液灌胃,之后将10 mL双纯水分3次进行灌胃,每次间隔时间相等。若实验动物出现粪便干硬,呈黄豆样大小,精神倦怠、皮毛光泽变暗、小便量少色黄,排便次数、排便量显著减少,同时,肠道推进率降低,解剖见粪粒积结在结肠,呈圆珠状或串珠状,空肠、回肠内容物较少,则津亏便秘模型复制成功。
3 讨论
3.1 便秘动物模型的中医理论基础 中医理论认为虚证便秘的病因与患者的体质、饮食习惯、年龄等有关[1]。若患者饮食劳倦,损伤脾胃或过食生冷、苦寒攻伐,伤及气阳,中焦脾胃受损,则水谷运化无力,气虚则大肠传导无力,阳虚则肠道失于温煦,致使阴寒内结,排便时间延长,导致便秘;年老患者,素体阴虚,或失血夺汗,伤津亡血,导致阴亏血少,血虚则大肠不荣,阴亏则大肠干涩,肠道失润,大便干结,便下困难,而成便秘。
在脾虚便秘中,利用“番泻叶灌胃+控制饮食、饥饱失常法”复制动物模型[9,18],番泻叶苦寒攻下,药效峻猛,损伤气阳;控制饮食、饥饱失常则损伤脾胃,模型具备一定的合理性,但番泻叶属于攻下药,常用于脾虚泄泻动物模型的复制[19-20],用于便秘模型仍有一定争议;在阳虚便秘模型中,运用“0 ℃冰水灌胃”复制阳虚模型,遵循中医“苦寒伤阳”的理论,但冰水灌胃首先伤及脾胃,所复制模型应为脾阳虚模型;“注射氢化可的松”复制的阳虚模型应为肾阳虚模型[21],基于现代医学理论的研究认为肾阳虚的病理机制与下丘脑-垂体-靶腺轴功能紊乱有关,而氢化可的松可导致使下丘脑-垂体-肾上腺功能减退,抑制促肾上腺皮质激素的释放,模拟中医理论的肾阳虚证[22]。在血虚证模型中[11],乙酰苯肼是一种强氧化剂,可以诱导溶血,导致红细胞和血红蛋白减少;环磷酰胺是一种细胞毒性化疗药物,会产生骨髓抑制作用,导致骨髓造血系统异常,2种药物联合,导致实验动物发生贫血,模拟中医理论的血虚证,但有会议论文报道环磷酰胺还用于肾阳虚模型的制备[23-25],理论基础仍不十分明确;“剪尾法”使得实验动物失血,模拟“亡血”病因导致的血虚证。在津亏模型的复制中,限制实验动物饮水可以模拟伤津的病因,但限水方法描述不够完善,缺少每日饮水量,需要前期实验获得数据,为控制实验变量,保证造模成功率,每只实验动物应单笼饲养,但目前的文献未明确报告饲养方法。
3.2 中医证型动物模型的局限性 中医理论中的“证”概念较抽象,不同于现代医学的疾病概念,一个完整的证型诊断必须包括舌苔和脉象,但是在动物模型中目前尚无法做到对舌苔、脉象的复制和观察,缺少了中医证型辨证的一个重要体征[26]。在目前的研究中,中医证型的动物实验多采用“病证结合”的方式,利用现代医学手段,分别复制西医疾病模型和中医证型模型,二者叠加构成中医证型的动物模型,这种模型复制方式,割裂了中医理论中病和证的关系,不合乎中医临床病证的理念[4]。在模型复制过程中,实验动物所用的药物种类较多,如番泻叶、环磷酰胺、乙酰苯肼、氢化可的松、地芬诺酯、洛哌丁胺,其中不少药物复制的动物模型仍存在一定争议,如环磷酰胺剂可以导致血虚[11,27-28],也可以导致阳虚[23-25];番泻叶常用于脾虚泄泻模型[19],是否可以用于便秘模型;还有人认为冰水灌胃属于冷秘模型[29]。还有药物使用剂量的问题,在同一证型的模型中,存在不同的使用剂量,缺乏统一的标准。
除以上问题,便秘动物模型尚缺乏科学严谨的评价标准,现有的研究评估手段单一,针对便秘的评估以粪便质地、数量、第1粒黑便排出时间、肠道推进率等为主;针对中医证型的评估指标仅以实验动物的症状为主,但却存在症状相似的问题,如血虚、肾虚、脾虚模型均有实验动物消瘦、倦怠、蜷缩的症状,证型鉴别存在一定困难,模型复制成功的评价标准仍需进一步研究完善。
3.3 中医证型动物模型改进方法 首先,改进病证结合法模拟的中医证型,在模型复制阶段,不应机械地将中医证型模型和便秘模型叠加,应根据实验设计及所要验证的中药治疗理论机制,结合中医病因病机,从饮食、情志、生活习性等方面复制中医证型模型,更符合临床实际情况。如针对阴虚模型,采用年老的大鼠[30];热秘模型采用高脂高热量喂养,模拟饮食习惯所致的便秘;其次,完善模型评价体系,对中医证型及便秘模型分开评价,在便秘模型评价指标中,存在相似症状及体征,无法做到“四诊合参”,容易干扰判断。应参考现有的研究,结合现代医学的检测手段,适当纳入血液指标的检测,并充分观察实验动物的表现,扬长避短,如血虚模型检测红细胞及血红蛋白水平[13],津亏模型检测肠道含水量等[31-32]。便秘模型的评价可以通过观察大便性状、含水量,并结合肠道推进率评估,将评估指标统一;在便秘造模用药中,根据不同的实验需求选取不同的药物,探索造模用药的最佳剂量,节约实验成本,将实验规范化、合理化。
4 小结
虽然中医证型动物模型仍不完善,不能完全符合中医临床证型,现有研究的种类也未完全囊括临床证型,需要不断地补充。但可通过不断改进和完善,为中医药的基础机制研究发挥重要作用。