哮喘防治的关键在于对哮喘发病各环节分子机制的深入研究,从而从病因学、基因水平研制出针对哮喘的靶向治疗药物,而新药研究都需要进行前期细胞实验和动物实验,因此建立与人类哮喘病理生理及临床变化高度拟合的哮喘实验动物模型一直是哮喘实验研究的基础和中心环节。
过敏性哮喘动物模型是目前研究最广泛,也是与人类哮喘病理生理机制最接近的哮喘模型类型。过敏性哮喘的造模剂常有卵清蛋白、花粉和有机粉尘等,其中卵清蛋白致敏研究最充分,模型最成熟。季节性哮喘的诱因主要是花粉和真菌蛋白等致敏,建立此类模型对研究变应性哮喘有很大意义。
常见构建方法:应用蓬草花粉粗浸液致敏激发的BALE /C 小鼠建模: 首先于第一天腹腔注射300μg 蓬草花粉粗浸液加氢氧化铝凝胶2mg 致敏,之后第7、14 天后加强致敏,第24 天给予30 μL( 10 g /L) 蓬草花粉粗浸液滴鼻激发,每日1次,连续5 次激发。在有机粉尘致敏方面,应用于诱发支气管哮喘模型研究较多的是屋尘螨及蟑螂。
动物品系:SPF级的Balb/c小鼠,雄性,20g~22g
实验分组:正常对照组、模型组、阳性药组、受试药组低、中、高三个剂量组
实验周期:4~6W
感染性哮喘的经典模型是应用呼吸道合胞病毒(RSV),内毒素、脂多糖等致敏。RSV感染可致OVA致敏激发的哮喘小鼠呼吸道炎症明显加重,气道高反应性及其时间明显延长。
职业性哮喘是由工作场所特定的环境因素所诱发的哮喘病症,其临床症状和其他哮喘类型相似,表现为可逆的气道阻塞,非特异性气道高反应性。流行病学调查认为哮喘发病率上升和过去数十年工业化进程加速导致的职业暴露密切相关。而各种各样的环境因素,特别是大量的富含可吸入蛋白的人造化合物和环境污染物,被认为是导致职业性哮喘的主要诱因。有证据表明环境抗原能造成非特异性血清IGE 升高,这被认为和其引起的哮喘症状相关。
常见构建方法:用2.0 mg /m3 的气态甲醛预处理BALB /C 小鼠10 d,每天6 h,小鼠产生的血清(其他过敏原)特异性IGE 较未处理组抗体含量提高3 倍。
我国学者多采用不含致敏原的自制高脂饲料喂养、卵清蛋白致敏激发C57BL /6 J 小鼠,成功建立了肥胖哮喘动物模型。探索在高脂饲料诱导肥胖基础上建立哮喘动物模型,并对模型进行评估。
现约50%的哮喘患者存在气道中性粒细胞(NEU)浸润,且NEU 与重症哮喘、迟发型哮喘、激素不敏感型哮喘有密切联系。迄今为止,OVA是制备中性粒细胞哮喘动物模型最常用的致敏原,有单纯OVA 和复合OVA(含佐剂) 两种,以复合OVA 较常用。除了致敏原以外,细菌内毒素(LPS)、环境污染、香烟烟雾、支原体感染等许多非过敏性因素也可导致哮喘患者或小鼠气道NEU增多,活性增强,并与AHR有关,因此通常采用OVA 联合非过敏因素建立中性粒细胞哮喘实验动物模型。
难治,并不是说所有严重的,甚至危及生命的哮喘类型,而是指当使用最大推荐剂量的吸入治疗后,仍未有效地控制的哮喘。关于难治性哮喘模型的复制目前尚无权威方案,过敏性豚鼠哮喘模型结合变应原反复刺激造模、过敏性豚鼠哮喘模型结合反复呼吸道感染造模、过敏性豚鼠哮喘模型结合呼吸道合胞病毒等病毒感染造模及过敏性与运动性哮喘相结合造模等思路有望成功复制难治性哮喘模型。
哮喘气道重塑是一个不断发展的过程,从炎症细胞浸润到气道内腺体的增殖和肥大,最终导致基底膜和气道平滑肌增厚,引起不可逆性气流受限和非特异性的气道高反应性。气道重塑的发生代表哮喘病程从炎症性病变到结构改变的转化趋势。
以雄性豚鼠作为实验对象,通过卵清蛋白腹腔注射致敏雾化吸入激发的方法复制哮喘气道重塑动物模型。采用连续10 周雾化的长程干预措施后发现豚鼠出现血氧分压降低,提示气道重塑模型复制成功。
通过普通级BALB/C雌性小鼠采用卵清白蛋白(OVA)致敏、激发造模,给予地塞米松干预并连续雾化9 周,结果成功复制激素抵抗型小鼠哮喘模型。