蔡端

摘 要 研究膽石成因和膽石病的防治方法常需制作膽石病動(dòng)物模型。許多脊椎動(dòng)物可產(chǎn)生膽石病，但不同種系的動(dòng)物致石能力不同。運(yùn)用膽道梗阻感染法、異物核心埋藏法、藥物注射法、植物神經(jīng)刺激法和喂飼法可成功地制作膽石病的動(dòng)物模型，其中低蛋白飲食喂飼法是誘發(fā)膽色素結(jié)石的常用方法。近年來(lái)已對(duì)膽石模型的定向控制技術(shù)引起重視，但進(jìn)展尚少。膽石模型在研究膽石成因、病理和臨床治療上有一定價(jià)值。

關(guān)鍵詞膽石病動(dòng)物模型致石法

中圖分類號(hào)：R657.4+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C文章編號(hào)：1006-1533（2012）20-0003-03

Research on the animal model of cholelithiasis

CAI Duan

（Department of General Surgery， Huashan Hospital， Fudan University， Shanghai 200040， China）

ABSTRACTAn animal model of cholelithiasis is necessary for the research on gallstone formation and treatment of cholelithiasis. Cholelithiasis can be induced in many vertebrate animals and different strains of animals have different capacity to form cholelithiasis. An animal model of cholelithiasis can be established by many procedures， such as biliary obstruction and infection， foreign body core implantation， drug injection， autonomic nerve stimulation， lithogenic diet and so on. Low-protein diet feeding is used mostly to establish an animal model of pigment stone. Recently， more attention has been paid to the directional control in the formation of animal model of cholelithiasis in spite of less progress. The animal model of cholelithiasis does have a role in the study of gallstone formation， pathogenesis and clinical treatment of cholelithiasis.

KEY WORDScholelithiasis； animal model； lithogenic procedure

研究膽石成因和膽石病的防治方法常需制作膽石病動(dòng)物模型。我們?cè)鵀榱颂接懤憶_劑和膽寧片的作用和機(jī)制，用低蛋白Ⅱ號(hào)飼料在豚鼠中誘發(fā)了膽色素類結(jié)石，用高膽鹽-膽固醇飲食誘導(dǎo)制作了小鼠膽固醇膽石病模型，茲將文獻(xiàn)中與此有關(guān)的問(wèn)題作一簡(jiǎn)要復(fù)習(xí)。

1致石動(dòng)物模型的要求

已知至少有30多種脊椎動(dòng)物會(huì)產(chǎn)生膽石病。其中牛、馬、豬、狗、豚鼠和大鼠較易產(chǎn)生膽色素結(jié)石，而狒狒、倉(cāng)鼠、小鼠和草原犬鼠較多會(huì)產(chǎn)生膽固醇類結(jié)石，有些動(dòng)物還會(huì)產(chǎn)生人類所不具有的特種結(jié)石。如大鼠中的甘氨石膽酸結(jié)石和兔中的甘氨異脫氧膽酸結(jié)石，這與動(dòng)物的不同種系有關(guān)。各種動(dòng)物的膽石發(fā)生率很不一致，例如牛為0.68%，馬為0.09%，豬為0.24%，狗為0.02%～0.04%，狒狒為0.01%～0.93%，禽類（如靈鳥(niǎo)）和野生動(dòng)物（如虎、象等）結(jié)石較少，而河貍及蜥蜴的膽石更屬罕見(jiàn)。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)黑熊也會(huì)產(chǎn)生膽石，在特定的條件下，其結(jié)石的發(fā)生率較高。

理想的膽石動(dòng)物模型應(yīng)該具有下列條件① 接近人類膽石病；② 動(dòng)物來(lái)源廣，易于飼養(yǎng)；③ 致石方法簡(jiǎn)便，致石率高。但至今還沒(méi)有一種動(dòng)物能完全達(dá)到上述要求，常用的動(dòng)物仍為倉(cāng)鼠、豚鼠、兔、狗等，也有用狒狒進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的。Nakayama認(rèn)為豬的胃腸道、飲食和膽汁成分均與人類接近，因此非常適用于作為致石實(shí)驗(yàn)的對(duì)象。我們?yōu)榱酥谱鞣衔覈?guó)特點(diǎn)的膽色素結(jié)石模型，故選用較易產(chǎn)生膽色素結(jié)石的豚鼠作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。

2致石方法

致石方法大致分為下列5種。

2.1膽道梗阻感染法

用手術(shù)造成膽道不同部位的梗阻和感染，易誘發(fā)結(jié)石，如久次在狗中造成肝內(nèi)膽管狹窄，Chow和鈴木在大鼠中用結(jié)扎法和結(jié)扎后注射細(xì)菌造成膽總管狹窄和感染，Imamoglu在狗、兔和猴中造成膽總管下端狹窄，Palmer介紹結(jié)扎狗、兔、猴的膽囊管，結(jié)果都誘發(fā)了結(jié)石。此法的優(yōu)點(diǎn)是成石快、致石部位肯定，誘發(fā)的結(jié)石比較一致，大多為膽色素結(jié)石，但方法比較復(fù)雜，與人類實(shí)際致石情況也有一定距離。

2.2異物核心法

在動(dòng)物膽道內(nèi)埋入無(wú)菌性異物，作為膽石核心以誘發(fā)結(jié)石，如Sato在狗膽道內(nèi)埋入蛔蟲(chóng)，王訓(xùn)穎等在兔膽囊內(nèi)植入肝組織、線結(jié)、人結(jié)石和蛔蟲(chóng)等，結(jié)果誘發(fā)了結(jié)石，此法對(duì)研究異物核心的致石作用有一定意義。

2.3藥物注射法

用某些藥物或毒素對(duì)動(dòng)物進(jìn)行皮下靜脈或膽囊內(nèi)直接注射，也可誘發(fā)結(jié)石。例如皮下注射膽固醇誘發(fā)兔和豚鼠的膽固醇結(jié)石，靜脈注射克雷伯氏肺炎桿菌的莢膜多糖或皮下注射林可霉素（60 mg/d）誘發(fā)豚鼠膽色素結(jié)石，皮下注射Vitamin D誘發(fā)兔的含鈣結(jié)石，以及直接的膽囊內(nèi)注射藥用炭使狗和豚鼠致石均可歸入此類。注射法的優(yōu)點(diǎn)在于致石迅速、用藥劑量可靠。但須注意，用藥劑量較大與人體成石情況差距較大。

2.4植物神經(jīng)刺激法

刺激動(dòng)物迷走神經(jīng)或內(nèi)臟神經(jīng)，通過(guò)改變膽道運(yùn)動(dòng)功力和膽汁成分而促發(fā)膽石形成。例如Caicaodeonciae刺激狗迷走神經(jīng)引起的膽囊內(nèi)色素沉淀，Shull切斷狗迷走神經(jīng)，并用滑石粉刺激右側(cè)內(nèi)臟神經(jīng)，使半數(shù)動(dòng)物產(chǎn)生結(jié)石，Shein也有類似報(bào)道。這種方法對(duì)研究神經(jīng)紊亂對(duì)致石的作用有一定價(jià)值。

2.5喂飼法

用特殊的“致石飲食”可誘發(fā)許多動(dòng)物產(chǎn)生結(jié)石，此法簡(jiǎn)單易行，并可避免手術(shù)和注射的器械損害，致石效果也較肯定，因此使用較廣泛。根據(jù)“致石飲食”的特點(diǎn)又可分為“低營(yíng)養(yǎng)致石法”和“加藥致石法”兩類。

2.5.1低營(yíng)養(yǎng)致石法

主要包括“低脂”、“低蛋白”和“低維生素”3種食譜。

（1）低脂致石最著名的是Dam等配制的“284”號(hào)倉(cāng)鼠致石飼料，其中含20.00%酪蛋白、74.30%蔗糖及足量的維生素和鹽類，但不含任何脂肪和膽固醇，用這種食譜飼養(yǎng)倉(cāng)鼠在3個(gè)月內(nèi)可使82.00%（50.00%～90.00%）的倉(cāng)鼠產(chǎn)生膽固醇結(jié)石。在此基礎(chǔ)上Dam和Rolin等又配制了低脂含糖食譜，無(wú)必需脂肪酸的致石食譜（EFAD）等。

（2）低蛋白飲食最常用于動(dòng)物致石實(shí)驗(yàn)，Borgman、Palmer、Zaki、鈴木、佐藤和長(zhǎng)瀨正夫等在兔、狗和大鼠中誘發(fā)了結(jié)石，所用蛋白質(zhì)約為正常動(dòng)物飼料中的一半量，平均占食譜的10.00%左右（6.00%～20.00%）。單一低蛋白飲食的膽石致石率不高，誘石周期也較長(zhǎng)。為了克服這一弱點(diǎn)，Zaki等在大鼠食譜中加入了石膽酸，結(jié)果致石作用明顯增強(qiáng)。作者推測(cè)可能是石膽酸影響了肝功能，使膽酸代謝產(chǎn)物升高，與膽紅素共同沉淀的緣故。低蛋白飲食誘發(fā)的結(jié)石中含有較多的膽色素，其機(jī)制尚不明確，可能為①減少膽汁中葡萄糖醛酸（GA）含量，升高膽汁β-G酶活力，增加了膽汁非結(jié)合膽紅素（UCB）濃度；②降低組織的抗損傷能力，增加了膽道感染的發(fā)生率；③改變膽汁中牛璜氨酸和甘氨酸的比例，降低了膽汁中Zeta的電位；④改變膽汁中粘蛋白性質(zhì)。低蛋白飲食符合我國(guó)和日本的飲食習(xí)慣，鈴木等認(rèn)為這是日本多發(fā)色素結(jié)石的原因之一。為了接近我國(guó)飲食習(xí)慣并誘發(fā)色素結(jié)石，我們?cè)谥率瘜?shí)驗(yàn)中選用了低蛋白飼料喂養(yǎng)豚鼠，結(jié)果成功地誘發(fā)了色素結(jié)石。

（3）低維生素缺乏維生素A、D的飲食已在兔、大鼠、豚鼠、狗和田鼠中造成結(jié)石，其成石機(jī)制尚不明確，結(jié)石發(fā)生率也不高，膽石成分與人類結(jié)石相差較大，故近年來(lái)已很少應(yīng)用。

2.5.2加藥致石法

（1）高膽固醇致石主要應(yīng)用于草原犬鼠致石模型。Brennemen、DenBeaten、Hutton、Roslyn等所用的致石飼料中分別含有膽固醇1.20%～2.40%，在一個(gè)月內(nèi)使100.00%的動(dòng)物產(chǎn)生了膽固醇結(jié)石。此外在猴子和倉(cāng)鼠中亦曾用此法致石。

（2）膽固醇-膽鹽致石劑（C-CA）Teppenman等首先應(yīng)用C-CA在小鼠中致石，并且證明膽固醇和膽鹽的合并存在是致石的必要條件。常用劑量為膽固醇1.00%，膽鹽0.50%。Bengman、Pedrcin、Culdwell等多次重復(fù)了上述結(jié)果，并且證實(shí)了C-CA致石的機(jī)制是干擾動(dòng)物的膽固醇代謝、使膽汁膽固醇增加、超出了BS—PL的溶解能力、升高了膽汁LI。Frey用無(wú)菌小鼠（裸鼠）實(shí)驗(yàn)，證明C-CA致石與細(xì)菌感染無(wú)直接關(guān)系，但感染存在可增加結(jié)石發(fā)生率。

C-CA致石率較高，效果肯定，一般在一個(gè)月內(nèi)可使60.00%的小鼠致石，但結(jié)石較小，需用吸水實(shí)驗(yàn)才能明確。我們?yōu)榱颂岣叩偷鞍罪暳显陔嗍笾械闹率剩陲暳现屑恿薈-CA，以干擾豚鼠的膽固醇代謝，使膽固醇和膽色素共同沉淀，實(shí)驗(yàn)證明，這個(gè)方法較為成功。

（3）其他致石劑石膽酸可增加低蛋白飼料在大鼠中的致石率已如前述；大劑量鵝去氧膽酸（CDCA）（0.50%）可提高Dam's飲食的致石作用，這可能與CDCA在腸道內(nèi)轉(zhuǎn)化為有膽酸有關(guān)；去氫膽酸對(duì)小鼠有致石作用；雙氫膽固醇可誘發(fā)兔、豚鼠的膽酸類結(jié)石。Bengman曾用甲狀腺素在田鼠中誘發(fā)色素結(jié)石，用藥劑量為人類治療劑量的3～7倍；消膽胺（1.00%）可縮小膽酸池增加膽汁的致石性，在豚鼠和狒狒中已誘發(fā)了膽固醇結(jié)石，在豚鼠中的致石率也高達(dá)86.00%。

文獻(xiàn)中尚有報(bào)告用新霉素、考的松、雌激素等致石，但尚有一定爭(zhēng)議。

3膽石模型的定向控制

為了獲得符合實(shí)驗(yàn)要求的“成石膽汁”和結(jié)石類型，常需對(duì)致石動(dòng)物進(jìn)行“定向控制”，主要包括下列幾項(xiàng)措施。

3.1選擇致石動(dòng)物

已如前述，不同種系的動(dòng)物成石特性很不一致，Redinger和Small將各種動(dòng)物的膽汁成分標(biāo)在A-S三角上，結(jié)果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生膽固醇結(jié)石的動(dòng)物（如狒狒），膽汁坐標(biāo)點(diǎn)接近或超過(guò)A-S曲線；而較易產(chǎn)生色素結(jié)石的動(dòng)物（如牛、狗、豬等）坐標(biāo)點(diǎn)遠(yuǎn)離這一曲線；介于二者之間的動(dòng)物，則產(chǎn)生膽固醇結(jié)石或膽色素結(jié)石的可塑性較大。應(yīng)用這一方法，為選擇膽石模型創(chuàng)造了有利條件。

3.2選擇致石方法

不同致石方法?？烧T發(fā)不同類型的結(jié)石。如284號(hào)飲食可在倉(cāng)鼠中誘發(fā)膽固醇結(jié)石；但換用甲狀腺飲食后即可產(chǎn)生膽色素結(jié)石；當(dāng)混和使用295號(hào)飲食和甲狀腺飲食則大部分田鼠產(chǎn)生了混合結(jié)石。又如，給豚鼠注射林可霉素，可誘發(fā)色素結(jié)石，但是用消膽胺喂飼，則幾乎均產(chǎn)生了膽固醇結(jié)石。在兔、狗、大鼠和小鼠等實(shí)驗(yàn)中亦有類似情況。

3.3其他措施

為了使動(dòng)物模型更接近于人類膽石病，近來(lái)已有人研究控制動(dòng)物膽石結(jié)構(gòu)和成石膽汁的措施。例如1979年P(guān)earlman模擬人類高膽固醇飲食在田鼠中致石，用掃描電鏡研究膽石結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)與人類結(jié)石十分相似，此外，成石過(guò)程中致石膽汁和肝酶的變化也與人類一致。這個(gè)過(guò)程還與人類一樣可用CDCA和熊去氧膽酸（UDCA）加以阻斷；又如鈴木用模擬日本人飲食習(xí)慣的低蛋白飼料在大鼠中致石。并用紅外光譜和薄層層析技術(shù)研究了大鼠色素石的特點(diǎn)，認(rèn)為與日本人的膽石相似。為了獲得與人類相似的致石膽汁，也可采取一定的措施，如Hikasa用低脂飲食在小鼠和田鼠中致石，發(fā)現(xiàn)致石膽汁中亞油酸含量比人類低。于是重新調(diào)整了飼料中亞油酸的比例，結(jié)果動(dòng)物致石膽汁就接近于人類的變化。

但這方面研究尚少，各項(xiàng)措施也不成熟，因此膽石病動(dòng)物模型還不能完全代替臨床研究，僅能部分的反映膽石病的一般規(guī)律。

4膽石動(dòng)物模型的應(yīng)用

4.1探討膽石成因

利用動(dòng)物模型可進(jìn)行臨床上無(wú)法完成的實(shí)驗(yàn)性研究，探討成石的一般規(guī)律。許多作者已在不同的動(dòng)物中研究了膽道感染、代謝異常、神經(jīng)激素紊亂和膽囊功能改變?cè)谥率械淖饔茫瑸椴∫驅(qū)W研究提供了重要線索。

4.2尋找溶石和防石的藥物及療法

20世紀(jì)50年代初，Dam等就利用膽石模型研究過(guò)許多防石和溶石因素（如yeast、Vit C等），隨著新的溶石藥物的發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物模型對(duì)探討CDCA和UDCA以及Rowachol的機(jī)制起到了重要作用，近年來(lái)我國(guó)學(xué)者應(yīng)用動(dòng)物模型篩選和探尋中藥化石藥物也做了大量工作。

4.3研究膽石病的病理生理特點(diǎn)

Gillman曾觀察動(dòng)物致石與肝癌的關(guān)系；Scott等在許多種動(dòng)物（兔、小鼠、豚鼠）中詳細(xì)研究了膽囊組織學(xué)變化與形成結(jié)石的關(guān)系。而動(dòng)脈硬化、血脂水平的變化與膽石病的關(guān)系，以及心血管病變與膽石病的關(guān)系亦在動(dòng)物模型中得到了研究。Pearlman還在動(dòng)物中研究了膽石病與肝組織的變化，動(dòng)物膽石模型的研究為膽石病的病理研究提供了重要資料。

4.4其他

利用動(dòng)物制備某些藥物，如人造牛黃、馬寶；提取CDCA和UDCA亦是實(shí)驗(yàn)性膽石病研究的重要課題。

許多脊椎動(dòng)物可產(chǎn)生膽石病，但不同種系的動(dòng)物致石能力不同。運(yùn)用膽道梗阻感染法、異物核心埋藏法、藥物注射法、植物神經(jīng)刺激法和喂飼法可成功地制作膽石病的動(dòng)物模型，其中低蛋白飲食喂飼法是誘發(fā)膽色素結(jié)石的常用方法。近年來(lái)醫(yī)學(xué)界已對(duì)膽石模型的定向控制技術(shù)引起重視，但進(jìn)展尚少。膽石模型在研究膽石成因、病理和臨床治療上有一定的價(jià)值。

（收稿日期：2012-09-04）