林豐夏,李 亮,曾志聰,宋銀枝
動脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)是冠心病、腦梗死等心腦血管疾病發(fā)病基礎(chǔ),因其有非常高的發(fā)病率和死亡率,所以引起廣泛重視[1]。盡管以調(diào)脂、抗血小板凝聚等為核心的動脈粥樣硬化疾病的防治手段不斷推進(jìn),但AS仍是威脅發(fā)達(dá)國家與發(fā)展中國家人類健康的“罪魁禍?zhǔn)住?。近年來中醫(yī)藥在動脈粥樣硬化性疾病防治上取得許多可喜成果。辨證論治是中醫(yī)學(xué)的特色,在AS的中醫(yī)診治中具有關(guān)鍵性的作用。對于AS的辨證分型存在地域性差異,溫暖潮濕的嶺南地區(qū)病人則以濕熱證為主[2],而寒冷的西北地區(qū)病人以陽虛證多見[3]。不同證型的AS,遣方用藥可截然相反。對于中醫(yī)藥的研究不能停留在“只見樹木不見森林”的程度,在實驗研究中堅持“整體觀”與“辨證論治”原則,可讓傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)與現(xiàn)代生命科學(xué)領(lǐng)域充分接洽。因此完成“濕熱證”與“陽虛證”AS動物模型的建立,在研究AS不同證型的病理特征及驗證中醫(yī)辨證論治的思想有重要意義。隨著“濕熱證”與“陽虛證”AS模型的建立,將進(jìn)一步了解不同證型AS的病理特點。對于濕熱證的AS模型,在其模型上使用小檗堿等清熱祛濕藥物是“正治”,其效果是否較“陽虛證”AS模型好?若在“濕熱證”AS模型使用已證實具有改善AS的辛溫通陽藥物(如蔥白提取物等[4])還能否取得良好效果?這些設(shè)想將在“濕熱證”與“陽虛證”AS模型建立的基礎(chǔ)上進(jìn)一步明確中醫(yī)辨證論治的重要性。
鑒于此,本研究通過對既往文獻(xiàn)的檢索、閱讀、理解提煉,加入簡單評述,探討建立動脈粥樣硬化疾病中常見的兩種中醫(yī)證型(濕熱證、陽虛證)動物模型的建立方法,為進(jìn)一步揭示中醫(yī)中藥在防治動脈粥樣硬化中的作用機(jī)制提供幫助。
AS是一種慢性的血管病變,建模時間一般較久,故需要選擇與人類的血管解剖特點相似、生命力及抗感染能力較強(qiáng)的實驗動物。常用的動物模型包括大鼠、小鼠、兔、小型豬等。
1.1 大鼠 大鼠容易飼養(yǎng),生命力頑強(qiáng),且大鼠為雜食性動物,食性特點與人類相似,手術(shù)耐受性好[5]。因此基于大鼠建立AS模型的研究較多,如邢玉桂等[6]利用8周齡的Wistar大鼠,經(jīng)高脂高糖飲食+維生素D3灌胃8周后,成功制作出動脈粥樣硬化大鼠模型;賴玲等[7]利用健康成年的SD雄性大鼠,高脂飲食+維生素D3+L-甲硫氨酸喂養(yǎng)4周、6周、8周后,SD大鼠分別出現(xiàn)了動脈粥樣硬化早、中、晚期的典型改變。有學(xué)者應(yīng)用高脂飲食配合免疫損傷,比較了HFJ近交系大鼠與Wistar封閉群大鼠在AS模型建立中的優(yōu)劣,結(jié)果發(fā)現(xiàn)HFJ大鼠造模成功率優(yōu)于Wistar大鼠,可作為新一代的AS動物模型[8]。但HFJ大鼠體形及動脈較小,無膽囊,對外源性膽固醇吸收差,具有抗實驗性 AS 特性等不利因素[5],制約了其進(jìn)一步發(fā)展。
1.2 小鼠 基于小鼠建立的 AS 動物模型的研究最為廣泛,主要是因為小鼠的病變過程與人類相似,另外小鼠價格低廉、飼養(yǎng)成本低、易于繁殖、可進(jìn)行基因操作的特點也很大程度上促進(jìn)了小鼠的應(yīng)用。同時其發(fā)病周期相對較短,這有利于觀察與操作[9]。隨著基因工程技術(shù)的進(jìn)步、轉(zhuǎn)基因與基因敲除等技術(shù)的出現(xiàn),誕生的新型轉(zhuǎn)基因AS模型小鼠更具有獨特優(yōu)勢。載脂蛋白E(apolipoprotein E,ApoE)缺陷株(ApoE-/-)小鼠和低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)受體缺陷株(LDL-R-/-)小鼠是當(dāng)前研究、應(yīng)用最成熟的模型小鼠。ApoE-/-小鼠在正常的飲食情況下也會自發(fā)出現(xiàn)動脈粥樣硬化,配合高脂飼養(yǎng)能更快產(chǎn)生易損斑塊或形成血栓,AS模型的成功概率會明顯增加[10]。但ApoE-/-小鼠缺乏在人類AS病變過程中非常重要的LDL,其血漿中的膽固醇主要被脂蛋白殘粒所運載而非LDL,且ApoE蛋白同時還具有影響免疫功能及巨噬細(xì)胞、脂肪組織的生理功能,而這些均參與AS形成過程,所以將分析其具體機(jī)制[11]。 LDL-R-/-小鼠的優(yōu)勢在于LDL受體(LDLR)蛋白的缺失主要影響脂蛋白的攝取和清除,較ApoE-/-具有功能單一性,但LDL-R-/-小鼠不采用高脂高糖飲食難以產(chǎn)生滿意的AS模型,造模成功的概率相對較低[12]。總之,轉(zhuǎn)基因小鼠經(jīng)過高脂飲食喂養(yǎng)后容易產(chǎn)生AS模型且病變過程與人類相似,近年來已成為AS動物模型制作的主要實驗動物。
1.3 豬 豬不但心臟、血管等結(jié)構(gòu)在解剖和功能,包括血液學(xué)特點和血液的生化指標(biāo),都與人類極其相似。而且其脂質(zhì)代謝機(jī)制也和人類相仿,其形成AS斑塊的分布、組織結(jié)構(gòu)和發(fā)病機(jī)制也與人類相近[13]。以往受限于家豬的較大體型、飼養(yǎng)管理與操作困難、維持成本高、研究者不熟悉等缺點,其應(yīng)用不廣泛。但近年來培育的小型豬相對解決了這些不足,應(yīng)用小型豬制作動脈粥樣硬化模型的研究越來越多。李艷君等[14]通過高脂、高熱量方法飼養(yǎng)廣西巴馬小型豬半年,發(fā)現(xiàn)其主動脈、頸動脈、腹動脈內(nèi)膜均明顯增厚,內(nèi)膜下可觀察到少量的泡沫細(xì)胞,并且觀察到動脈粥樣硬化指數(shù)值達(dá)到3.8以上并維持3個月,即可初步認(rèn)定AS模型建立成功。
1.4 其他AS動物模型 目前報道的文獻(xiàn),還有利用兔、鴿、猴子、鵪鶉等實驗動物制作AS動物模型。兔對外源性的膽固醇吸收率高,且體內(nèi)脂質(zhì)不易清除,采用不同的飼養(yǎng)方法可形成不同的AS類型,且具有大小合適、喂養(yǎng)成本相對可接受等特點,但因為其是食草動物,不能自發(fā)形成AS動物模型,免疫力低下,死亡率較高,造模周期長等不足限制了其應(yīng)用[5]。田卉等[15]利用高脂+煙酰水楊酸75 mg/(kg·d)喂養(yǎng)鵪鶉6周后,高脂喂養(yǎng)的兩組動物血清總膽固醇(total cholesterol,TC)、三酰甘油(triglyceride,TG)、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(how density lipoprotein cholesterol,HDL-C)升高,動脈斑塊發(fā)生率達(dá)到100%,但其缺點在于血管特點與人類不相近。猴子經(jīng)過高脂高膽固醇飼料喂養(yǎng)后,可產(chǎn)生與人類類似的AS病變[16],但猴子作為靈長類保護(hù)動物,價格昂貴,使用受到限制。
AS相關(guān)的研究很多,根據(jù)AS不同的發(fā)病機(jī)制,AS動物模型的制作方法也很多。比如基于脂質(zhì)浸潤學(xué)說,采用高脂高膽固醇喂養(yǎng)的方法被研究者廣泛使用;基于內(nèi)皮損傷反應(yīng)學(xué)說,采用機(jī)械損傷的方法制作AS模型;基于免疫損傷學(xué)說,采用免疫損傷法等。各種復(fù)制方法均有其優(yōu)缺點。
2.1 高脂高膽固醇飼喂法 基于脂質(zhì)浸潤學(xué)說,采用高脂飲食的喂養(yǎng)方法,接近人類飲食,制作成功的AS動物模型病變特點近似人類。文依等[17]將膽固醇溶解于乙醇后與普通飼料混勻配成高膽固醇飼料(1.5 g膽固醇配148.5 g普通飼料),喂養(yǎng)新西蘭兔12周后成功造模;李淑蓮等[18]在普通飼料中添加10 %膽固醇和20 %豬油乳劑,連續(xù)喂養(yǎng)日本大耳白兔8周成功造模。但目前在飼料成分種類、配伍比例未達(dá)成共識,而且造模時間較長,這均為其缺點。
目前常用混合型飼料的喂養(yǎng)方法,該法克服了單純高脂飲食喂養(yǎng)的動物模型病變血管無鈣質(zhì)沉積缺陷,并且可以加速AS的形成,縮短試驗周期。賴玲等[7]利用高脂飲食+維生素D3+L-甲硫氨酸喂養(yǎng)健康成年的SD雄性大鼠,其中模型組分為3組,模型一組采用30%蛋黃粉、25%花生、34.3%基礎(chǔ)飼料、0.7%礦物質(zhì)維生素、10%豬油喂養(yǎng);模型二組采用3%膽固醇、0.5%膽酸鈉、0.2%丙硫氧嘧啶、5%白糖、10%豬油、81.3%基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng);模型三組采用1%膽固醇、0.4%膽酸、5%豬油、93.6%基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng),在第4周、第6周、第8周測定大鼠血脂,發(fā)現(xiàn)模型組大鼠血清 TG、TC 和 LDL與對照組相比均呈現(xiàn)上升趨勢,而高密度脂蛋白(HDL)則呈下降趨勢,高脂飲食+維生素D3+L-甲硫氨酸三則聯(lián)合的方法最終加速了AS的形成,且認(rèn)為模型一組喂養(yǎng)方式形成的模型更適合建立AS早中晚模型,適用于基礎(chǔ)、臨床多方面研究。
2.2 機(jī)械損傷法 基于內(nèi)皮損傷反應(yīng)學(xué)說,采用機(jī)械損傷的方法刺激內(nèi)皮細(xì)胞致其大量損傷,從而導(dǎo)致內(nèi)皮功能發(fā)生紊亂,產(chǎn)生一系列的炎癥反應(yīng)和內(nèi)膜反應(yīng),最終可形成AS。目前有采用球囊法、氣體干燥法、輻射損傷法成功制作AS模型的報道,其中采用球囊法的報道相對較多。楊炯等[19]利用短期的高脂飲食喂養(yǎng)+球囊損傷的方法成功建立了ApoE-/-小鼠AS模型,且認(rèn)為該法造模具有周期短、斑塊形成穩(wěn)定、病變部位明確、與人類AS性質(zhì)接近等優(yōu)勢,可作為AS小鼠模型更為合適的造模方法,適用于血管再狹窄的研究。但是球囊法造模也有其缺點,包括技術(shù)操作要求高、所形成的斑塊易破裂而形成血栓,球囊的應(yīng)用不當(dāng)可能會造成動脈破裂后果。艾志兵等[20]采用高脂飲食聯(lián)合氣體干燥法,在高糖高膽固醇飼養(yǎng)日本大耳白兔1周后于頸動脈處進(jìn)行氣體干燥術(shù),術(shù)后繼續(xù)高脂飲食喂養(yǎng),結(jié)果發(fā)現(xiàn)在第4周、第6周即可出現(xiàn)頸病變。目前關(guān)于氣體干燥法在干燥的時間、氣體用量方面沒有達(dá)成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),有待進(jìn)一步研究。
2.3 免疫損傷法 基于免疫損傷學(xué)說,許多學(xué)者采用免疫損傷制作AS模型,取得一定成果。張勇等[21]通過靜脈注射牛血清白蛋白(250 mg/kg)+高脂飲食喂養(yǎng)干預(yù)日本大耳白兔3周后,血清中TC、LDL-C明顯升高,6周后,肉眼及光鏡下都發(fā)現(xiàn)明顯的動脈粥樣斑塊;連偉光等[8]則利用通過牛血清白蛋白(40 mg/kg) 和卵清白蛋白(2.5 mg/kg)進(jìn)行免疫損傷,并輔以維生素D3(250 U/g)灌胃,經(jīng)高脂飲食喂養(yǎng)90 d后,成功建立HFJ近交系大鼠AS模型;王衛(wèi)群等[22]在1周、3周分別經(jīng)新西蘭白兔鼻腔感染肺炎衣原體,發(fā)現(xiàn)肺炎衣原體感染與高脂飲食能誘發(fā)及加快AS病變進(jìn)程。此外許多學(xué)者采用內(nèi)毒素、鼠傷寒沙門氏菌等作為炎性刺激導(dǎo)致免疫損傷,而成功建立AS模型[23-24]。
中醫(yī)濕熱證包含外感濕熱與內(nèi)傷濕熱,常見的證型有脾胃濕熱證、肝膽濕熱證、濕熱下注證等。在濕熱證的形成上,吳鞠通認(rèn)為“內(nèi)不能運化水谷之濕,外復(fù)感時令之濕”,薛生白則有“太陰內(nèi)傷,濕飲停聚,客邪再至,內(nèi)外相引,故病濕熱”的精彩論述。由此可見濕熱證以脾胃為中心,內(nèi)傷外感共作而致病?!秲?nèi)經(jīng)·素問·太陰陽明論》:“脾者土也,治中央,常以四時長四藏,各十八日寄治”。長夏為四時之余氣,五臟歸屬于脾,脾主運化水濕。所以根據(jù)這些理論,多數(shù)學(xué)者在制作濕熱證模型時,多注意模擬長夏的氣候特點,改變模型動物喂養(yǎng)環(huán)境的濕度和溫度,增加其外感濕熱邪毒的機(jī)會;同時應(yīng)用高脂飲食喂養(yǎng),制造飲食失節(jié)、過食肥甘厚膩的辦法損傷脾胃,致實驗動物脾胃失其運化,達(dá)到產(chǎn)生內(nèi)濕的目的。
吳仕九等[23]提出了飲食+氣候+生物因子(鼠傷寒沙門氏菌)的造模方法,將大鼠高熱量、高膽固醇喂養(yǎng)10 d后放入氣候箱(溫度35 ℃,相對濕度95%)96 h,再灌胃給子鼠傷寒沙門氏菌2 mL/200 g,120 h后再加強(qiáng)感染1次(1 mL/200 g),成功復(fù)制濕熱證模型,并且認(rèn)為其模型從病因模擬、癥狀體征表現(xiàn)都與中醫(yī)濕熱證型相近,且有可重復(fù)性及可操作性的優(yōu)勢[23]。楊開清等[24]以高膽固醇飼料喂養(yǎng)6周+從耳緣靜注內(nèi)毒素(1 pg/kg,每周1次)的方法,成功制作了新西蘭大白兔濕熱證AS模型,并且認(rèn)為濕熱內(nèi)蘊是動脈粥樣硬化(特別是早期)重要的發(fā)病機(jī)制,濕熱進(jìn)一步致瘀,所以采用清熱化濕消瘀法是AS治療的主要方法。
總之,依據(jù)濕熱證形成中以脾胃為中心,內(nèi)外合邪而致病理論,結(jié)合目前常用制造AS動物模型的方法中高脂飲食喂養(yǎng)方法,加上增加動物生活環(huán)境濕度和熱度產(chǎn)生濕熱外邪,可以成功制作既具有中醫(yī)濕熱證典型特點,又符合AS病理改變特點的AS動物模型。
中醫(yī)陽虛證主要包括心陽虛、脾陽虛、腎陽虛及多者相兼為病。關(guān)于陽虛證形成,《黃帝內(nèi)經(jīng)·素問·陰陽應(yīng)象大論》中提到“陰勝則陽病,陽勝則陰病”,基于此中醫(yī)多認(rèn)為陽虛證的形成與過食生冷、久居陰冷潮濕之地、久病陽氣耗傷等后天因素和先天稟賦不足有關(guān)。氣屬陽,氣虛為陽虛之漸,陽虛為氣虛之極,氣作為運行于生命周身的無形精微物質(zhì),是保持機(jī)體生命活力的力量源泉。氣為血之帥,血為氣之母,氣行則血行,氣虛、陽虛無力推動血液運行則血為之瘀,正如《仁齋直指方·血榮氣衛(wèi)氣論》所說:“蓋氣者,血之帥也。氣行則血行,氣止則血止,氣溫則血滑,氣寒則血凝,氣有一息之不運,則血有一息之不行?!标P(guān)于陽虛血瘀導(dǎo)致血府(脈管)病變,《靈樞·九針論第七十八》有載“邪入于陰,則為血痹?!薄吨T病源候論》中亦有記載:“血痹者,由體虛邪入于陰經(jīng)故也。血為陰,邪入于血而痹,故為血痹也。”《醫(yī)林改錯·下卷》中也指出:“元氣既虛,必不能達(dá)于血管,血管無氣,必停留而癖?!被谶@些理論,多數(shù)學(xué)者在復(fù)制陽虛證動物模型時多通過制造陰冷潮濕的環(huán)境、飲食不節(jié)等制造陽虛證形成的后天因素,或者通過手術(shù)等方式制造陽虛證形成的先天不足因素,以此形成外感寒濕等傷其陽氣、先天不足陽氣不充格局,達(dá)到復(fù)制陽虛證動物模型的目的。
如李芹等[25]系統(tǒng)綜述了脾陽虛證動物模型的建立方法,包括利用苦寒瀉下藥(大黃、番瀉葉等)灌胃、將動物模型放置在寒濕環(huán)境中、連續(xù)喂養(yǎng)的飲食失節(jié)等法模擬外感內(nèi)傷病因均能成功制造脾陽虛證模型;還有通過注射利血平等西藥建立脾陽虛模型,并且認(rèn)為評價脾陽虛模型的癥狀指標(biāo)包括納差、倦怠少動、大便溏泄、皮毛枯槁、肛溫下降、喜聚堆等。氫化可的松等激素注射及切除動物一側(cè)腎臟、腎上腺、睪丸等手術(shù)方式也可成功制作陽虛證動物模型[26]。唐漢慶等[27]通過手術(shù)切除Wistar大鼠肩胛骨棕色脂肪后1周,在19 ℃的環(huán)境刺激下,飼以高脂飼料后大鼠出現(xiàn)畏冷寒戰(zhàn)、喜扎堆、納差、便溏等陽虛癥狀或體征,成功制作冠心病心脾陽虛證。于柏青等[28]利用人工氣候箱模擬西北寒冷干燥環(huán)境[人工氣候箱系統(tǒng)溫度設(shè)定為(6±2)℃,相對濕度控制在25%~32.8%],配合高脂飲食成功建立陽虛證AS模型。
通過對目前已發(fā)表的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn),復(fù)制陽虛證動物模型的方法很多,復(fù)制動脈粥樣硬化陽虛證模型的研究則非常少,個別的報道散在冠狀動脈粥樣硬化性心臟病、下肢動脈粥樣硬化性疾病等研究中?;跉馓撗?、陽虛血瘀、陽虛寒凝等理論,以及臨床動脈粥樣硬化性疾病氣虛、陽虛證型的較高發(fā)病率,許凌之等[3]分析1 264例動脈粥樣硬化病人的中醫(yī)證候,提示以氣虛、陽虛為主證,或兼有氣虛、陽虛證的病人比例達(dá)到42.09%。因此探索建立具有陽虛特點的動脈粥樣硬化動物模型具有重要意義。
醫(yī)學(xué)動物模型的出現(xiàn)是人們了解疾病發(fā)生發(fā)展的本質(zhì),了解人體生理病理的一把利劍,醫(yī)學(xué)動物模型的出現(xiàn)是當(dāng)今醫(yī)學(xué)飛速發(fā)展的一個重要原因,建立醫(yī)學(xué)動物模型是為了更好地防治疾病、服務(wù)臨床,為人類健康保駕護(hù)航,但是無論是建立何種醫(yī)學(xué)動物模型,復(fù)制出的模型與疾病表現(xiàn)在人類身上的征象都有一定的差異。所以建立醫(yī)學(xué)動物模型的關(guān)鍵,必須基于研究的目的,遵循目前以了解的疾病發(fā)病機(jī)制,采取合適的方法盡可能模擬近似人類疾病病理特點的動物模型。因此,無論是建立何種證型的AS動物模型,都必須符合AS的發(fā)病機(jī)制,符合中醫(yī)病因病機(jī)特點?;跐駸嶙C脾胃為中心,內(nèi)外合邪的致病理論,造模過程中盡可能地模仿內(nèi)濕外濕致病的先后天因素;基于陽虛證陰勝則陽病的理論,造模也要盡可能地營造能導(dǎo)致陽虛的先后天條件,如此復(fù)制出的AS動物模型才能更好地服務(wù)于基礎(chǔ)研究、臨床研究。
目前AS動物模型的造模途徑很多,選用的材料與方法各異,模型動物的選擇上,有用大鼠、小鼠,也有用兔、豬、鴿、猴子、鵪鶉等,各小類之間又有不同的區(qū)別,它們各有自己優(yōu)缺點,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,越來越先進(jìn)的動物模型會不斷涌現(xiàn),就目前來說,ApoE-/-與 LDL-R-/-等基因敲除小鼠因具有病變過程與人類相似、易于繁殖、維持成本低等優(yōu)勢,是建立AS模型較好的選擇。在造模方法上,目前方法很多,多數(shù)方法都沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),比如高脂高膽固醇飼料在具體配伍方面各學(xué)者采用不同的比例都成功復(fù)制了AS動物模型,一方面說明通過高脂高膽固醇飼喂的方法成功率高、靈活性大,另一方面也說明如何配置出更符合人類飲食特點、盡可能地節(jié)約資源、加速AS形成的相關(guān)研究欠缺。又比如在構(gòu)造動物生活環(huán)境上,在濕度、溫度等方面采用怎樣的干預(yù)措施也有待進(jìn)一步研究。同時目前也注意到,在濕熱證與AS的研究方面相對較多,構(gòu)造具有濕熱證特點的AS動物模型方法相對較多,而在陽虛與AS結(jié)合的研究則很欠缺,如何構(gòu)造具有中醫(yī)陽虛證特點的AS動物模型是今后應(yīng)該努力的方向。隨著“濕熱證”與“陽虛證”AS模型的建立,將了解不同證型AS的病理特點。并且基于兩個截然相反的證型,可進(jìn)一步探討“寒者熱之,熱者寒之”及“同病異治”的中醫(yī)特色理論的科學(xué)依據(jù)。