病证结合的功能性消化不良动物模型的研究进展
2023-12-04刘昊王馨嫒李文静吴亚轩王晨琪肖洪玲
刘昊,王馨嫒,李文静,吴亚轩,王晨琪,肖洪玲
(1. 天津中医药大学研究生院,天津 301600;2. 天津中医药大学护理学院,天津 301600)
功能性消化不良(functional dyspepsia,FD)是以胃和十二指肠区域功能障碍为主的一种非器质性疾病,其病因尚未明确,但研究表明,幽门螺杆菌感染[1]、十二指肠嗜酸性粒细胞增多[2]和脑-肠互动障碍[3]等因素均与其发病机制相关。 中医学则将其归于“胃脘痛”和“痞满”等范畴,认为其病机在于中焦气机失衡,脾胃升降失职所导致。
中医辨证分型是治疗FD 的重要步骤之一,直接决定治疗方式和中药方剂的选择。 目前FD 动物模型更倾向于模拟疾病的病理特点,但与中医证型相联系进行造模仍占少数。 病证结合的FD 动物模型是指在中医理论指导下,采用西医辨病与中医辨证相结合,制备出同时具备西医病理特征与中医证候特点的动物模型[4]。 稳定而可靠的动物模型是开展FD 中医研究的关键和基础,病证结合的FD 动物模型可以优化FD 的中医治疗方案,促进中医药治疗FD 的机制研究。 因此,本文对病证结合的FD动物模型造模方式进行收集和归纳,并对具体造模措施的选择原因进行分析,以期对今后FD 的中医药研究提供动物模型基础。
1 FD 的中医分型
现代医学多参考Rome 标准将FD 划分为上腹痛综合征和餐后窘迫综合征两类,但其标准制订的样本来源仅包含少部分我国人群[5],因此Rome 标准并不能完全地代表我国FD 人群的发病症状,而立足于我国人群并更贴合症状表现的中医辨证分型对FD 的治疗则更为适用。
刘汶等[6]对247 例FD 患者进行中医辨证分型发现,肝气犯胃者占26.2%,肝气郁结者占25.8%,湿热滞胃者和脾胃气虚者分别占24.7%和23.2%。由于生活环境的不同和饮食文化差异,我国不同地区间存在证型的侧重。 因此,应根据具体的研究目的或治疗方式,选择合适的证型后进行对应造模更为科学。 目前FD 的中医分型尚未有统一定论,主要参考《功能性消化不良中医诊疗专家共识意见(2017)》[7]中的诊断分型,包括脾虚气滞证、肝胃不和证、脾胃湿热证、脾胃虚寒(弱)证和寒热错杂证5 种证型。 但未有研究表明,选择何种证型进行造模可以代表FD 患者的临床表现。 因此,本文对FD动物模型的证型归纳采用专家共识分类与常用临床证型相结合,以期更为全面地归纳且贴近临床患者的真实情况。
2 不同证型FD 动物模型的制备方法
2.1 脾虚气滞型FD 动物模型
脾虚气滞,胃失和降是FD 的主要病机之一。中医学认为脾主运化,而胃主受纳,脾升胃降,则运化无阻,饮食不节(洁)或过度倦劳伤脾则气机阻滞。 《丹溪心法》云“脾气不和,中央痞塞”,现代医学研究表明FD 患者胃排空延迟肠蠕动减慢,与中医学中脾虚气滞导致胃降失和的理论相一致。
何桂花等[8]在SD 大鼠10 ~16 日龄时,每天给予含0.1%碘乙酰胺的2%蔗糖混合液0.2 mL 灌胃1 次,16 d ~6 周龄期间常规喂养,6 周龄后采用水环境小平台站立联合隔日禁食,继续喂养14 d 后进行模型评价,并应用此模型成功验证健脾理气颗粒治疗FD 大鼠的疗效。 此外,甘国兴等[9]、吴晓芳等[10]采用“慢性束缚+游泳+不规则饮食”的多因素复合造模法进行模型制备,具体为每日束缚2.5 h,游泳10 min,隔日禁食,持续21 d,并采用此模型成功验证五磨饮的治疗效果。
对于脾虚气滞证动物模型,目前造模方式主要分为两类:一类是选择碘乙酰胺蔗糖混合液灌胃结合水环境小平台站立,造模多从动物幼年开始,利用碘乙酰胺将胃肠蛋白组织烷基化造成内脏炎症,胃肠敏感性升高,模拟FD 内脏高敏状态,同时采取水中小平台站立使动物长期疲倦,二者结合进行模型制备;另一类则更为贴合脾虚的病机,即采用慢性束缚、强迫游泳、水环境小平台站立和不规则饮食等多因素慢性不可预知性刺激,使模型动物长期倦劳和饮食不节,导致脾气不升、胃气不降、脾胃运化失调产生“痞满”“胃痞”等症状。 结合临床实际情况和脾虚气滞的产生病机,动物造模方式可从过度倦劳与饮食不节(洁)入手,延长造模时间,同时避免规律性刺激使实验动物产生耐受,影响最终成模水平。
2.2 肝郁型FD 动物模型
肝胃不和型、肝郁脾虚型和肝郁气滞型是临床中较为常见的肝郁型FD 证型,主要由于情志改变造成肝郁进而影响胃肠功能。 中医学认为肝属木主疏泄,喜条达而恶抑郁,脾属土主运化,肝郁将直接导致脾胃运化失司,是为“木郁戕土”。 现代医学认为FD 是脑-肠互动紊乱而产生的疾病,且FD 患者常伴焦虑、抑郁等精神症状,胃肠症状与精神疾病互联互作,但其具体机制仍不明确,而通过中医学中“怒伤肝,思伤脾”和“郁而生热,或素有热,虚热相搏,结郁于胃脘而痛”等理论则能得到较好的解释。
2.2.1 肝胃不和型
早期研究者多采用单因素夹尾刺激制备肝胃不和型FD 动物模型[11-12],因其急性刺激直接激怒动物,使之产生愤怒情绪后相互打斗,长期刺激导致动物暴躁易怒,使之“郁怒”,是早先最为常用且便捷的FD 模型制备方法。 随着对FD 研究的深入,潜在的发病机制和脑肠轴等概念的提出,FD 动物的造模方式逐步由单一的夹尾刺激产生“郁怒”,转变为多因素复合刺激产生“肝郁”。 如龚彦溶等[13]采用慢性束缚、电击和强迫游泳联用,使小鼠产生疲倦状态,连续干预30 d 后,通过糖水消耗实验证明小鼠产生抑郁状态,成功制备出肝胃不和型小鼠模型。
2.2.2 肝郁脾虚型
“夹尾刺激+饮食失节”[14-15]是目前常用的肝郁脾虚证造模方式,夹尾刺激可激怒实验动物使之相互厮打产生“郁怒”,而单双日不规则饮食可使脾胃运化失调,脾升胃降失司,二者结合可对肝郁脾虚证的病机进行模拟。 范明明等[16]采取“慢性疲劳+夹尾刺激+饮食失节”联用,连续造模28 d 后进行模型评价,评价指标包括实验动物一般情况、胃肠动力、胃窦组织学形态和胃肠激素含量,结果表明其成功制备出肝郁脾虚型FD 大鼠模型,并成功验证中药方剂柴术理胃饮对FD 大鼠的疏肝健脾疗效。 龙飘等[17]采用“慢性束缚+夹尾刺激+游泳+饮食不节”联用,通过慢性不可预知性刺激连续对大鼠造模21 d,结果表明大鼠同样出现肝郁脾虚证的临床表现。
2.2.3 肝郁气滞型
谭树慧等[18]采用慢性不可预知性刺激对实验动物进行造模,具体措施包括慢性束缚、食物剥夺和过度疲劳,每日选择上述刺激中的一种,相邻两日刺激不能重复,持续21 d 后进行模型评价表明造模成功,并验证传统理气药乌药、木香对肝郁气滞型FD 大鼠的理气作用。
中医学认为“肝为起病之源,胃为传病之所”,脾胃病的产生和治疗多强调肝的重要性。 因此,FD动物模型的制作也多从情志干预入手,如单因素造模法中的夹尾刺激,但单纯夹尾刺激导致动物产生的暴躁情绪并不符合FD 患者长期低迷的精神状态。 而慢性不可预知性刺激已被证明可以诱导动物产生抑郁样行为[19],使实验动物产生焦虑、抑郁情绪导致肝郁。 同时,长期慢性刺激也会使动物疲倦导致脾虚气滞,二者结合制备肝郁型动物模型。需要注意的是,由于造模周期长、刺激温和且相对无创,慢性不可预知性刺激有时难以建立FD 动物模型,如采用水环境小平台站立剥夺动物睡眠,每日应至少剥夺8 h,持续最少3 周[20],对干预水平的降低和造模周期的缩短将直接影响实验动物的成模结局。 因此,对选择何种刺激联用、具体某一刺激产生的应激程度的把控、造模总周期的选择等问题,仍需进一步研究。 此外,脾虚型和肝郁型动物模型都可采用慢性不可预知性刺激进行造模,在具体刺激因素的选择上应格外注意,采用何种刺激联用模拟不同证型仍是需要解决的关键问题。
2.3 脾胃湿热型FD 动物模型
目前,脾胃湿热证动物多作为器质性胃肠疾病的研究模型,而对于非器质性的FD 尚未有可靠的脾胃湿热证动物制备方法。 脾胃湿热证可通过“内因湿热+外因湿热”[21]或“内因湿热+外因湿热+外邪入侵”[22]的多因素复合造模法进行模拟,“肥甘饮食+湿热环境”是研究者选择较多的造模方式,即采用高脂高糖饮食模拟内湿,结合32℃、95%湿度的环境模拟外湿进行造模,检测指标多选取粪便性状、舌苔颜色、体温、皮色等外在症状和体征进行成模评价[23]。 此外,“肥甘饮食+湿热环境+生物因子”也是常用的湿热证模型制备方法,在内湿和外湿的基础上,采用幽门螺杆菌[24]或大肠埃希菌[25]等致病因子灌服使其出现病毒感染症状,同时具备湿热证特征。
朱洁等[26]采用高脂饲料(84%玉米粉+15.5%猪油+0.5%胆固醇)喂养SD 大鼠2 周进行FD 模型制备,评价结果表明大鼠出现毛发干枯、活跃度低、急躁易怒或抑郁焦虑等情况,胃肠动力学检测表明其胃排空率和小肠推进比均有所降低。 刘成全等[27]采用食积内热法对FD 腹泻模型进行造模,将肉松、蛋黄粉、玉米粉、猪油、白糖和牛奶粉等比例混合,连续喂养42 d 后进行模型评价,观测结果表明大鼠出现毛色枯黄、体重减轻、精神低靡、稀便和进食减少等症状,尿D-木糖排泄率和血清胃泌素含量降低,血清乳酸含量升高。 尽管以上研究都采用高脂高糖饮食对实验动物进行饲养,但均未表明其动物模型为湿热证FD 模型,也未有湿热证的评价指标出现。 因此,脾胃湿热证的FD 动物模型制备方法仍在研究中,对于该证型的成模方式值得更多研究者予以重视。
2.4 脾胃虚寒(弱)型FD 动物模型
对相关文献进行整理发现,有关脾胃虚寒(弱)型FD 动物模型的研究较少,但有数据表明[28],仅在广州326 例FD 人群中就有36 例(11.04%)患者属脾胃虚寒证,因此该证型的动物模型制备需要研究者予以重视。 中医学认为“阴盛伤阳,阳盛伤阴”,脾胃虚寒(弱)的成模方式可依据“寒邪直中脾胃”进行选择,使寒邪伤阳导致脾胃虚弱。
邱赛红等[29]采用冷水灌胃+冰氢氧化钠灌胃结合进行造模,在持续造模期间大鼠出现脾胃虚寒证,但造模结束后相关指标迅速回归正常,模型持久性差,而采用4℃的冷食醋以10 mL/kg 连续灌胃10 d 则可以在造模后维持较长时间。 陈苏宁等[30]采用该法成功制备出脾胃虚寒型FD 大鼠模型,证明其可行性较好。 此外,何杰滢等[31]采用25℃HCl、8℃HCl、8℃NaCl 和0 ~4℃NaCl 对大鼠灌胃分别进行模型制备,结果表明8℃HCl 灌胃+夹尾刺激+不规则饮食可以成功制备出脾胃虚寒型FD 动物模型。 目前,脾胃虚寒型动物模型的制作难点在于灌胃溶液类型和温度的选择上,有研究者采用番泻叶水煎剂灌胃[32]制作脾胃虚寒型动物模型,但其掌握不当会造成不同程度的胃肠黏膜损伤,并不符合FD 的病理表现。 《素问》中提到“味过于酸,肝气以津,脾气乃绝”,食醋作为常见的调味品,可以有效地防止动物产生病理性损伤,采取凉食醋灌胃可同时达到脾虚胃寒的目的。
对相关文献的整理结果表明,脾胃虚寒证FD动物模型的制备方式仍存在不足之处,仅从现代医学的角度出发进行模型制备仍不完善,合理选用中医理论进行指导可以对造模方法的选择提供不同的思路。
2.5 寒热错杂型FD 动物模型
在临床证候分型中,患者同一时间出现寒证和热证交错表现为寒热错杂证,但同时对实验动物采取冷热刺激易导致作用相抵,造模难度大、实验周期长、动物死亡率高等原因使寒热错杂型FD 动物模型的研究相对较少。
廖志成[33]采用夹尾刺激+不规则饮食+冷热水喂养法连续造模14 d,选择4℃和40℃冷热水交替喂养,通过冷热刺激影响大鼠正常的胃肠功能,研究者认为该方法可以成功建立FD 模型。 但对文献进行阅读后发现,造模方式中冷热水喂养的效果并不明确,且评价指标仅包含胃排空率、乙酰胆碱及其酯酶和转移酶含量的改变,其结果难以证明寒热错杂证的产生。
宋捷民等[34]依据“虚寒为本,表热为标”的理论指导,采用凉中药石膏+知母+番泻叶灌胃4 周制备虚寒证大鼠模型,并在第29 天皮下注射20%干酵母混悬液10 mL/kg 模拟热证。 有研究表明,酵母菌可激活内源性致热源(endogenous pyrogen,EP)细胞产生和释放EP,直接影响体温调节中枢释放发热性中枢介质,从而升高体温[35]。 检测结果表明大鼠血清T3、T4、NO、SOD 含量降低,体温持续升高约40 h,综合其他研究者对虚寒证的评价指标显示造模成功[36-39]。 在未来,研究者可以据此对FD 模型进行优化,进一步制作出更具寒热错杂证型特点的FD 动物模型。
3 思考与展望
近年来,随着中医药现代化进程的快速发展,病证结合的动物模型制备方法也在随之完善。 但作为研究体系中的重要组成部分,病证结合动物模型应同时符合西医病理特点,又满足中医证候表现,二者缺一不可。 因此造模方式的选择和评价指标的选取是当下亟需解决的重点和难点。 常见的FD 病症结合动物模型见表1。
表1 FD 常见病证结合动物模型归纳Table 1 Induction of FD common diseases and syndromes combined with animal models
在评价指标的选择上,病证结合模型的评价维度仍局限在西医病理特点的检测,而缺少对中医证候维度的评价指标。 尽管多数研究者在造模完成后都对动物外在表现及精神状态等进行观测,但仍是从现代医学角度出发,仅与正常组模型进行对照,观测结果未侧重于四诊辨证,也未对所模拟证型的证候表现进行科学的评价。 中医证候模型的评价指标体系仍在研究中,由于无法收集实验动物的主诉,研究者可采取客观指标对其进行评价。 如李灿等[44]将唾液淀粉酶分泌比值和D-木糖排泄率作为脾虚证模型的评价指标;钟宇晨等[45]将血液流变学、凝血功能等作为血瘀证的模型评价指标。 需要注意的是,客观指标只能对特定证型的某一方面进行量化评价,采用多指标结合可以增加模型的科学性与可靠性,但实验动物与人类、不同品系间实验动物存在的差异性,使证候评价的实施过程产生较大阻碍,因此,选择合适的证候评价指标是未来急需解决的首要问题之一。
对文献进行整理发现,目前的研究仍存在以下不足:(1)造模方式与证型不符:部分文献标注为病证结合动物模型,但造模方式仍按研究者的经验进行选择,所选的刺激因素并不符合该证型的发病机制。 应结合中医相关理论,根据该证型的病机选择具体刺激因素单用或联用,尽可能模拟真实患者的起病过程。 (2)部分证型的研究存在不足:有关脾胃虚寒型和寒热错杂型的制备研究较少,这与造模周期长、刺激因素相互冲突、实验动物易死亡等原因有关。 因此,造模周期的选择和干预因素的刺激程度仍需更多实验予以验证。 此外,目前尚未有科学可靠的脾胃湿热型FD 动物模型制备方法,可以采取“异病同治”的中医学思想,完善部分证型制备方式的短缺情况。 (3)成模指标的选择主观性强,评价体系不完善,且缺少对中医证候的评价维度:FD 模型制备的成功与否尚未有公认的评价标准,成模指标多依据研究者自身的经验进行选择,模型评价主观性较强。 此外,评价指标仍依据以往病理特点进行选择,未与中医证型特点相联系。 尽管无法收集动物主诉,但仍可根据体表症状进行证候评价,如观察动物耳廓、鼻唇、舌质颜色等[46]。 未来,需建立统一的评价体系,选取贴合西医病理特征和中医证候特点的检测指标,增加模型评价的客观性与科学性,完善评价指标的多系统与多维度。