鄒國發(fā),歐慧瑜,陳迪新,鄭家敏,陳艷芬,郭秋平
(1.廣州醫(yī)藥研究總院有限公司/藥物非臨床評價研究中心,廣東 廣州 510240;2.廣東藥科大學中藥學院,廣東 廣州 510006)
兒童藥品短缺已經(jīng)嚴重影響兒童的健康。研發(fā)滿足臨床急需和兒童群體的藥物成了迫切訴求,但幼齡個體與成年個體在藥物代謝和藥效方面不完全一致,采用成年動物模型獲得的數(shù)據(jù)不足以支持幼齡個體用藥評價,使得兒科藥物的基礎病理、藥理研究受到很大限制,故而相關幼齡動物模型的建立尤其重要。本文對兒科神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等疾病模型進行總結,以期為廣大研發(fā)者提供參考。
腦癱是由先天性及圍生期因素所致的靜止性腦損傷,其臨床癥狀主要包括活動姿勢異常、運動功能障礙、語言不流利。動物模型根據(jù)主要病因可分為宮內(nèi)感染、缺血缺氧、膽紅素等腦癱模型。李曉捷等[1]選用宮內(nèi)感染建立早產(chǎn)鼠腦癱動物模型,將孕期16、17天的大鼠連續(xù)2天腹腔注射脂多糖(350 μg/kg),孕22天前分娩仔鼠,結果顯示10/16例30日齡早產(chǎn)鼠具有神經(jīng)行為學異常、以白質損傷為主的腦損傷,腦癱鼠光鏡與電鏡下腦組織的變化與人類腦癱患兒病理改變基本一致。該模型較好地模擬了人類腦癱表現(xiàn)典型臨床癥狀階段,且規(guī)范了腦癱動物模型每項指標的鑒定標準。
Xu等[2]采用幼齡大鼠頸外動脈插入線結扎頸內(nèi)動脈的方法建立幼齡缺氧缺血性腦損傷模型,造模后動物出現(xiàn)站立不穩(wěn)、對側肢體癱瘓及轉圈運動。幼齡重度缺氧缺血性腦損傷模型方法中以Rice法最為經(jīng)典[3],其方法是采用出生后7天的SD大鼠麻醉后進行左側頸總動脈結扎,術后4~8 h放置于8%氧氣+92%氮氣混合氣體中3.5 h,同時以37℃水浴控制環(huán)境溫度。該法操作簡單,成本低且結果穩(wěn)定,但也存在缺陷,如麻藥劑量不易掌握易出現(xiàn)動物死亡、結扎并未剪斷導致結扎的動脈可能再通過旁路影響腦損失的程度、動物存活率為79%且存活動物大腦損失程度較輕。Lyu等[4]在Rice法的基礎上進行改良,采用幼齡大鼠雙側頸總動脈閉塞,在8%的氧氣條件下缺氧30、60、90 min后釋放頸總動脈結扎線,模擬再灌注。結果顯示60 min短暫頸動脈閉塞的改良腦癱模型與人類中度腦損傷相類似。該模型被認為比經(jīng)典的Rice模型更接近人類的情況。Wison等[5]采用3日齡小鼠在異氟醚麻醉下結扎右頸總動脈,小鼠恢復1~2 h后在37℃下進行8%O2與N2平衡20 min以誘導缺氧,低氧暴露后,幼鼠被送回母鼠身邊。結果顯示缺氧處理后幼齡小鼠表現(xiàn)出顯著的腦損傷。Terashima等[6]為了闡明造模溫度微小變化影響新生兒缺氧缺血性腦病模型的病理生理變化差異,采用幼齡小鼠在36.0、36.5、37.0℃下接受10%低氧暴露50 min,結果顯示缺氧時溫度越高,半球、紋狀體和海馬體的體積縮小率越嚴重。說明通過改變環(huán)境溫度有助于構建不同嚴重程度的腦癱嚙齒動物模型,從而建立新的治療方法。
Amini等[7]采用7日齡雄性Wistar大鼠腹腔注射苯肼和皮下注射磺胺異惡唑建立的一種間接膽紅素誘導的腦功能障礙模型。該方法誘導的大鼠模型可以完美地模擬人類新生兒高膽紅素血癥的腦功能障礙,這項研究提供了一種簡單的技術,可為后續(xù)研究開發(fā)更穩(wěn)定的模型。Baysal等[8]采用幼齡Wistar大鼠建立了膽紅素誘導的腦功能障礙,其方法是小腦延髓池穿刺給予膽紅素注射液,在第6小時和第24小時測試行為變化、在第10天和第28天測試聽力功能、在第30天測試空間記憶功能。
近年來,越來越多現(xiàn)代技術應用于新生兒缺氧缺血性腦損傷動物模型。Kinoshita等[9]采用定時定量監(jiān)測總血紅蛋白、氧飽和度等漫反射信號檢測幼齡大鼠腦損傷模型。這套評估體系對產(chǎn)科管理以預防分娩過程中的缺氧缺血性腦損傷、降低新生兒腦癱的發(fā)病率很重要。Wang等[10]采用常規(guī)超聲、彩色多普勒超聲和虛擬觸摸組織定量(VTQ)技術檢測血流動力學變化、組織病理學變化、VTQ值和神經(jīng)行為學結果來評估新生大鼠缺氧缺血性腦損傷。其中彩色多普勒超聲和VTQ作為無創(chuàng)定量超聲彈性成像方法,可以評估新生大鼠腦損傷程度,具有特定價值。該方法為新生兒缺氧缺血性腦損傷的早期診斷和早期治療提供了基礎研究和理論基礎。Zhu[11]采用超聲診斷儀獲取二維超聲圖像、聲輻射力脈沖彈性成像虛擬觸摸組織量化測量橫波速度來評估缺氧缺血性腦損傷,其中虛擬觸覺組織量化技術獲得的橫波速度數(shù)據(jù)可用于新生兒缺氧缺血性腦損傷的早期診斷。
張葆青等[12]選用28 d幼齡大鼠連續(xù)28 d腹腔注射戊四氮32 mg/kg,建立了可近似原發(fā)性癲癇的多種兒科癲癇模型。造模過程中,隨著時間的增加,大鼠驚厥等級逐漸增加,從面部抽搐、凝視,逐漸發(fā)展到全身肌陣攣、僵直-陣攣驚厥等。該造模方法的優(yōu)點是近似模擬包括原發(fā)性癲癇在內(nèi)的多種兒科癲癇發(fā)作形式,缺點是個體差異較大,動物易出現(xiàn)死亡。李沁芮等[13]采用21日幼齡大鼠腹腔注射12 mg/kg卡因酸,利用Racine制定的大鼠癲癇評價標準(0~V級)進行評價大鼠驚厥程度。給予卡因酸48 h后,癲癇大鼠神經(jīng)元受損(尼氏體顏色變淺、形態(tài)紊亂、數(shù)目減少),凋亡細胞數(shù)目增多,提示癲癇大鼠發(fā)生神經(jīng)元丟失以及腦損傷。該造模方法優(yōu)點是可接近的模擬人類幼兒期癲癇腦損傷情況,缺點是個體差異較大,動物易出現(xiàn)死亡。Barata等[14]采用1日齡仔豬經(jīng)30 min缺氧和雙側頸動脈結扎建立癲癇模型,使用振幅綜合腦電圖檢測癲癇發(fā)作、神經(jīng)運動障礙的神經(jīng)行為。Wang等[15]通過敲除小鼠Plppr5基因+缺氧缺血性誘導更嚴重的幼年癲癇模型,表現(xiàn)為小鼠喪失探索行為和記憶的功能。研究發(fā)現(xiàn)敲除Plppr5基因能降低HT22細胞存活率,加重氧化應激損傷,降低存活線粒體的比例,上調(diào)線粒體自噬活性。該模型揭示了Plppr5基因敲除與青少年癲癇發(fā)作后的神經(jīng)行為和認知障礙之間的第一個直接聯(lián)系,并為不良后果提供了潛在的機制解釋。
劉家奇等[16]采用幼齡ICR小鼠腹腔注射濃度為1×107cfu/mL的禽致病性大腸桿菌100 μL,通過檢測腦組織病理變化、血腦屏障損傷程度及腦膜炎相關炎癥因子表達,成功構建了小鼠腦膜炎模型。該模型的優(yōu)點是重復性好、模型穩(wěn)定,缺點是不方便操作,需精確把握注射的細菌數(shù)量和濃度。李飛等[17]采用5周齡仔豬經(jīng)靜脈接種濃度為5×106CFU/mL的豬鏈球菌2型2 mL,建立幼齡豬腦炎模型,感染后的臨床表現(xiàn)為體溫上升、食欲減退、站立不穩(wěn),逐漸發(fā)展成后肢癱瘓、角弓反張等神經(jīng)癥狀,病理學結果發(fā)現(xiàn)大腦神經(jīng)元腫脹壞死形成空腔,壞死灶內(nèi)有較多碎片。該方法的優(yōu)點是重復性好,表現(xiàn)出來的癥狀也與自然感染腦炎癥狀相一致,缺點是操作不當可能會導致感染程度不同。Zhang等[18]采用3周齡SD大鼠經(jīng)腦室內(nèi)注射肺炎鏈球菌,24 h后收集腦脊液進行細菌培養(yǎng)和白細胞計數(shù),同時第1、2、5天進行免疫組化染色觀察大鼠大腦皮層和海馬區(qū)(NT-4/5)的表達情況,造模后幼鼠大腦皮層和海馬中NT-4/5的表達增加。該模型很好的模擬了幼齡病程早期癥狀,但手術操作不當易導致動物死亡。
根據(jù)肺炎病原學可分為病毒性、細菌性、化學性誘導等多種類型[19]。王雪峰等[20]采用乙醚麻醉下經(jīng)幼齡小鼠鼻腔接種0.05 mL的甲型流感病毒FM1株,通過檢測動態(tài)觀察小鼠生命狀態(tài)、肺組織病理觀察、肺指數(shù)等指標來驗證流感病毒肺炎模型。該造模方法的優(yōu)點是易感性強,接近臨床上兒童流感病毒易感性特點,但模型維持周期短。邱瑜等[21]采用幼齡大鼠經(jīng)鼻腔接種甲型流感病毒,連續(xù)3 d,建立流感病毒感染的肺炎模型,經(jīng)鼻流感病毒感染的模型組動物飲食進水量顯著減少,活動量減少,精神狀態(tài)差,呼吸頻率加快,肺組織灌流液中成纖維細胞生長因子-2(FGF2)含量增加,肺組織中成纖維細胞生長因子受體-1(FGFR1)蛋白表達顯著降低。Zimmerman等[22]采用百日咳博德特氏菌感染幼年狒狒建立了高度炎癥性的支氣管肺炎,該模型的組織病理學變化僅限于細胞浸潤和粘液變化,同時免疫組織染色顯示細菌定位于導氣道纖毛上皮的表面。
王彥鋒[23]采用幼齡雄性C57BL/6J小鼠通過氣管接種肺炎克雷伯氏菌標準菌株建立肺炎模型,造模成功小鼠顯示:毛發(fā)暗淡、精神不振、活動量減少、飲食下降;肺組織肉眼觀可見充血、化膿等,鏡下觀察可見炎性細胞不同程度浸潤,肺泡結構損壞。這種造模方法的優(yōu)點是操作簡單且易感染、經(jīng)濟實用,來源廣泛,但模型維持周期短。蔣桂等[24]運用肺炎鏈球菌經(jīng)氣管滴注20μL約含有1×107CFU肺炎鏈球菌構建幼齡大鼠肺炎模型,結果顯示肺組織腫瘤壞死因子(IL-6)、TNFαmRNA水平顯著升高,以及幼齡大鼠出現(xiàn)精神萎靡、毛發(fā)枯槁易脫、弓背、呼吸急促、浮便、消瘦等癥狀。該模型的優(yōu)點是近似臨床上肺脾氣虛證候表現(xiàn),但操作不當易導致動物窒息死亡。徐穎等[25]選用幼齡大鼠經(jīng)尾靜脈注射脂多糖(1 mg/kg)成功建立急性肺炎模型,結果發(fā)現(xiàn)模型幼齡大鼠肺泡灌洗液及血清中炎癥因子白細胞介素-1β、IL-17、腫瘤壞死因子-α水平明顯升高、肺組織TLR4,入核NF-κB和NLRP3蛋白的表達升高。
2019年,冠狀病毒?。–OVID-19)爆發(fā)后,Rosa等[26]采用SARS-CoV-2病毒感染幼年獼猴建立肺炎模型,轉錄組學結果顯示獼猴感染的肺中顯著誘導干擾素(IFN)信號傳導、中性粒細胞脫粒和先天免疫通路相關的基因,幼年獼猴的肺中I型干擾素和Notch信號通路顯著上調(diào)。這些結果提高了對COVID-19免疫發(fā)病機制的理解。
哮喘是一種慢性呼吸道疾病,通常從兒童期發(fā)展到成年期。哮喘的危險因素包括早年接觸過敏原、呼吸道病毒感染等[27]。楊威等[28]采用幼齡大鼠每天腹腔注射屋塵螨過敏原(1000SQ-U/mL)0.1 mL/只,連續(xù)3 d后間隔14 d將動物置于霧化裝置中,每天不間斷霧化吸入屋塵螨變應原制劑(2000SQ-U/mL)5 min進行激發(fā),連續(xù)霧化激發(fā)7 d后成功建立幼齡大鼠哮喘模型,造模后動物呼吸系統(tǒng)阻力及彈性顯著升高,呼吸系統(tǒng)順應性明顯降低,肺指數(shù)、白細胞總數(shù)、IgE及組胺水平顯著升高,氣道壁皺縮、血管周圍疏松/水腫、支氣管/血管間質炎細胞浸潤。該造模方法較好地模擬出臨床上兒童因長期處于粉塵環(huán)境中而導致的過敏性哮喘疾病,但誘喘劑的制備困難。Dietz等[29]采用屋塵螨過敏原建立幼年小鼠哮喘模型,通過蛋白質印跡、免疫測定或組織學分析小鼠支氣管肺泡灌洗液、肺組織或人鼻息肉組織中的重塑因子。結果顯示幼年小鼠支氣管肺泡灌洗液白三烯水平降低、5-脂氧合酶水平增加。
張艷等[30]采用幼齡小鼠分別在實驗第1、8、15天腹腔內(nèi)注射0.2 mL卵清白蛋白(OVA)溶液進行致敏,在實驗第22天進行霧化吸入1% OVA激發(fā)液30 min激發(fā),每周2次,連續(xù)6周,通過檢測哮喘行為學、肺功能、肺組織病理學等指標來驗證哮喘幼齡小鼠模型。袁雪晶等[31]采用幼齡BALB/c小鼠雞卵蛋白腹腔注射和霧化吸入致敏,多次霧化吸入激發(fā)后建立幼齡哮喘緩解期小鼠模型,造模后的幼齡小鼠氣道阻力明顯增加、肺泡灌洗液中炎性細胞增加、肺組織病理明顯改變。這種造模方法簡單經(jīng)濟,可操作性強,不足之處是周期時間長。王雅娟等[32]采用傳統(tǒng)方法以0.2% OVA的氫氧化鋁凝膠10點致敏,并以1%OVA生理鹽水溶液霧化攻擊構建幼齡大鼠哮喘模型。此方法簡便、成功率高,也比較經(jīng)濟,但易出現(xiàn)死亡。
王明明等[33]采用幼齡豚鼠在實驗第1天腹腔內(nèi)注射l mL 10% OVA進行致敏,第15天起給予1% OVA的等滲溶液霧化誘喘建立幼齡豚鼠哮喘模型,造模后的動物支氣管肺泡灌洗液中嗜酸粒細胞、白介素-5受體mRNA表達明顯降低。該模型較好的模擬哮喘患者第二類遲發(fā)相哮喘反應,但操作不當易導致動物死亡。
Hazan等[34]采用4~6周齡的幼年小鼠感染仙臺病毒或甲型流感病毒建立了高度敏感的哮喘模型,其特異性反應與兒童感染早期出現(xiàn)的2型氣道炎癥的癥狀相類似。
郭姍姍等[35]采用幼齡小鼠咽部注射帶有100半數(shù)組織培養(yǎng)感染劑量(TCID50)稀釋度的腺病毒液,50 μL/只,連續(xù)3 d后建立幼齡小鼠急性咽炎模型。模型幼齡小鼠可見咽部組織光澤度差,呈暗紅色,出現(xiàn)明顯的充血、腫脹,咽部黏膜病變程度與正常組比較具有顯著性差異。這種模型簡單經(jīng)濟,可操作性強,不足之處是模型維持時間短。顧海鷗等[31]采用喉頭噴霧器于幼齡大鼠咽部噴霧體積分數(shù)15%氨水,每天2次,每次3掀,連續(xù)3 d后建立幼齡大鼠急性咽炎模型,病理結果顯示咽部黏膜腫脹增厚,黏膜上皮、固有層和黏膜下組織水腫,大量炎性細胞浸潤等。這種模型的優(yōu)點是可操作性強,但不太符合臨床上感染病因。郭姍姍等[35]采用柯薩奇B4病毒注射感染咽部黏膜的幼齡兔急性咽炎模型,其方法為將滅菌鑷子翻開白兔上頜口頰,使之暴露黏膜,注射針頭以接近水平方向點刺黏膜,每只注射0.4 mL帶有100 TCID50稀釋度的柯薩奇B4病毒液。幼齡兔急性咽炎模型病理結果可見咽喉黏膜上皮有不同程度增生、增厚,上皮有節(jié)段性退行性病變、染色淺,黏膜下有炎癥細胞浸潤等。該模型較好的模擬病毒感染引起小兒急性咽炎癥狀。Ndeh等[36]采用野生型和Ccr2-/-C57BL/6新生小鼠通過直接咽部滴入大腸桿菌進行感染,通過流式細胞術測量免疫細胞動力學并鑒定產(chǎn)生細胞因子的細胞、實時PCR和ELISA測量細胞因子/趨化因子的表達,該模型很好模擬了新生兒肺免疫反應對呼吸道感染的性質和動態(tài)。
陳希等[37]采用幼齡小鼠隔日1次腹腔注射1%卵蛋白氫氧化鋁溶液0.1 mL/只,腹腔注射7次后,以5%卵蛋白溶液滴鼻激發(fā)1日,建立幼齡小鼠過敏性鼻炎模型,通過觀察小鼠行為學、鼻黏膜病理學及變態(tài)反應相關指標,如免疫球蛋白E(IgE)、組胺(HIS)、白細胞介素-4(IL-4)、干擾素-γ(IFN-γ)含量來評價模型。該模型其臨床癥狀和病理改變均與人類過敏性鼻炎相似。靳冉等[38]建立幼齡大鼠慢性鼻炎模型的方法是將幼齡大鼠置于濃度為0.096 2 mol/m3的SO2染毒箱中染毒5 min,每日1次(周日停),染毒4周;當染毒進行到最后1周時,在染毒的同時肌肉注射苯甲酸雌二醇2 mg/kg,每天1次,連續(xù)注射7 d。造模后幼齡大鼠毛色發(fā)黃,鼻孔處有液體流出,精神略萎靡,常有搔鼻動作等情況。病理學結果顯示鼻黏膜上皮變性、損傷、破壞,腺體水腫增生,血管擴張充血,黏膜層可見炎性細胞浸潤。這種造模方法簡單經(jīng)濟,可操作性強,不足之處是造模周期時間長,動物易出現(xiàn)死亡。
Carey等[39]采用幼齡恒河猴循環(huán)臭氧暴露的方式建立鼻炎模型,通過光學顯微鏡和形態(tài)測量分析左鼻道變化,11個周期臭氧暴露后猴子的前鼻氣道中可見鱗狀化生和上皮增生。該模型其臨床癥狀和病理改變均與人類過敏性鼻炎最相似,但價格昂貴。
腹瀉是6月~2歲兒童時期最為常見疾病,嚴重腹瀉可引起水電解質紊亂,進一步發(fā)展可出現(xiàn)營養(yǎng)不良、生長發(fā)育障礙,甚至死亡,建立有效、安全的腹瀉模型是研究腹瀉及相關疾病的重要手段[40]。王海榮等[41]選用斷乳3天內(nèi)的小鼠作為研究對象,發(fā)現(xiàn)每只小鼠灌胃1.0 mL番瀉葉浸出液或0.15 mL蓖麻油原液可引起小鼠腹瀉樣便數(shù)顯著增加,成功建立了幼齡腹瀉模型。這種造模方法簡單經(jīng)濟,可操作性強。趙瓊等[40]采用幼齡大鼠灌胃不同濃度的番瀉葉連續(xù)4周,通過觀察大鼠每周稀便率、腹瀉指數(shù)、體重和電解質,得出30%番瀉葉致幼齡大鼠腹瀉2周時模型效果理想,安全性好。姜溪等[42]采用雌性Wistar幼齡大鼠每天灌胃10%番瀉葉20 mL/kg,連續(xù)2周建立慢性腹瀉模型。凌霄等[43]采用哺乳期小型豬作為模型動物,每只動物灌服不同劑量的大腸埃希菌后每3 h進行體重、體溫和腹瀉狀況檢測,發(fā)現(xiàn)灌服劑量為1×109CFU/kg時可建立理想的腹瀉模型,該模型在嬰幼兒細菌感染性腹瀉研究中具有很大推廣價值。
膳食蛋白質的水平和來源是腹瀉的潛在來源,但嬰兒腹瀉的發(fā)病原因與蛋白質攝入之間的關系仍然知之甚少。Gao等[44]將28天斷奶的仔豬連續(xù)2周給予高蛋白(HP,含30%酪蛋白)建立了持續(xù)性腹瀉模型。HP處理顯著降低了水通道蛋白和緊密連接蛋白的表達,但增加了炎性細胞因子。此外,抑制了5'-一磷酸腺苷(AMP)活化蛋白激酶(AMPK)信號通路,高度易消化的蛋白質飲食誘導腹瀉的機制可能與AMPK信號通路和腸道微生物群有關。
輪狀病毒(RV)是引起嬰兒腹瀉的主要病原體之一,Song等[45]首次建立了RV感染斑馬魚模型,利用RV-Wa株和RV-SA-11株可以感染5 dpf(受精后天數(shù))和28 dpf的仔魚,誘導出與嬰兒臨床感染高度一致的嬰兒腹瀉模型。仔魚感染后體內(nèi)可檢測到RV抗原VP4和VP6,同時仔魚形態(tài)、炎癥因子mRNA表達、炎癥相關細胞和腸道組織病理學發(fā)生明顯改變。腸致病性大腸桿菌(EPEC)被認為是全球嬰兒腹瀉的主要細菌原因之一。Ledwaba等[46]采用抗生素預處理斷奶C57BL/6小鼠后口服野生EPEC建立腹瀉模型。EPEC感染的小鼠中觀察到代謝組學變化,三羧酸(TCA)循環(huán)中間體發(fā)生變化,肌酸排泄增加和腸道微生物代謝物水平發(fā)生變化。該模型有助于進一步了解EPEC感染發(fā)病機制和潛在結果的相關機制,從而有助于開發(fā)潛在的預防或治療干預措施。Shen等[47]采用RV感染幼齡小鼠建立濕熱證腹瀉(RV-DH)模型,通過酶聯(lián)免疫吸附法、qRT-PCR法及流式細胞儀進行檢測,結果發(fā)現(xiàn)支氣管肺泡灌洗液和結腸黏膜中白細胞介素1β(IL-1β)、IL-2、IL-6、IL-8、RVvb和分泌型免疫球蛋白A(SIgA)的濃度顯著升高,occludin、claudin-1和zonula occludens-1(ZO-1)的表達降低。
新生兒壞死性小腸結腸炎(necrotizing enterocolitis,NEC)是新生兒童監(jiān)護病房常見的胃腸道急癥。三硝基苯磺酸(TNBS)誘導的結腸炎癥是誘導結腸炎動物模型的經(jīng)典方法。Winston等[48]采用出生后10天的大鼠通過插入遠端結腸2 cm處給予0.2 mL 130 mg/kg TNBS建立新生兒結腸炎模型。該方法無需麻醉,但在給予TNBS期間使動物保持頭朝下的位置約2 min,并保持肛門閉合1 min以防止TNBS溶液泄漏。Ginzel等[49]采用出生后3 d的幼齡小鼠進行LPS+缺氧+冷刺激和右旋糖酐硫酸酯鈉+缺氧+冷刺激兩種方式造模,研究結果顯示后者造模后的動物體重下降、炎癥因子和NEC樣腸道損傷增加更明顯。Nguyen等[50]采用出生后4 d幼齡小鼠腹腔注射109CFU/kg表皮葡萄球菌建立NEC模型。Liu等[51]采用新生小鼠作為研究對象,通過每天4次以配方奶喂養(yǎng)新生小鼠,并暴露在缺氧和冷刺激的環(huán)境下,連續(xù)4 d后成功建立NEC模型。該模型的優(yōu)點簡單經(jīng)濟,可操作性強,但成模率低。Jensen等[52]采用孕豬106 d早產(chǎn)幼齡豬后人工喂養(yǎng)8~9 d建立NEC模型。該方法可建立理想的新生兒結腸炎模型,該模型在新生兒結腸炎研究中具有很大推廣價值。
新生兒母體分離導致胃腸神經(jīng)膠質細胞的結構變化和胃排空延遲。Abdel等[53]采用大鼠幼崽從母鼠的籠子中取出,放置在單獨的籠子中3 h后送回母鼠籠,持續(xù)12 d或19 d成功構建功能性消化不良模型。孫建輝等[54]采用幼齡小鼠以2 d足食和1 d禁食循環(huán)實施的方式持續(xù)15 d,在造模的第11天腹腔注射左旋精氨酸3.7 g/kg,在第12~15天腹腔注射左旋精氨酸1.85 g/kg建立了幼鼠功能性消化不良模型。造模后動物炭末推進率、血清中胃泌素和胃動素水平明顯降低。該模型的優(yōu)點簡單經(jīng)濟,可操作性強,但易出現(xiàn)死亡。周紅等[55]采用幼齡大鼠進行不規(guī)則喂養(yǎng)加夾尾刺激法造模,逢雙日正常進食,逢單日禁食不禁水,連續(xù)2周后,在繼續(xù)上述喂養(yǎng)的同時,用長海綿鉗夾幼鼠尾巴遠端1/3處,以不破皮為度,令其暴怒,尋釁與其他幼鼠撕打,以激怒全籠幼鼠。每次刺激20 min,每隔3 h刺激1次,每日3次,連續(xù)刺激1周后建立功能性消化不良脾虛肝旺型模型。造模后幼鼠攝食量、飲水量減少、體質量減輕,胃腸排空率下降。該模型可接近地模擬中醫(yī)脾虛肝旺型功能性消化不良癥狀。張鳳香等[56]采用幼年巴馬小型豬頸部肌肉注射利血平注射液0.5 mL,每天1次,采用隔日交替不喂與喂飽的方法飼喂,連續(xù)5 d后建立了功能性消化不良模型,表現(xiàn)為肛溫下降、活動力下降,精神頹靡、體重下降及腹瀉等癥狀。該模型很好的模擬中醫(yī)脾虛證所致的功能性消化不良腹瀉,且簡便易行。
儲錦等[57]采用3~5周齡幼年雄性SD大鼠,實驗前禁食不禁水6 h,實驗當天早上堅持測體溫3次,取均值為基礎體溫;動物以10 mL/kg皮下注射質量濃度為200 mg/L的干酵母混懸液,通過檢測不同時間的體溫和下丘腦內(nèi)重要的發(fā)熱中樞介質—cAMP,發(fā)現(xiàn)模型組隨著時間變化體溫上升,且cAMP含量也上升,該模型的優(yōu)點簡單經(jīng)濟,可操作性強,但模型維持時間短。李妤蓉等[58]采用幼齡兔背部皮內(nèi)注射6×107CFU金黃色葡萄球菌活菌液2 mL,每隔2 h測量肛溫1次,同時心臟穿刺采血1 mL進行血細胞分析,檢測白細胞總數(shù)變化,造模后4 h即可引起發(fā)熱,表現(xiàn)出畏寒、倦怠、少動、腹瀉、體溫升高、白細胞總數(shù)降低等癥狀。該法簡便易行,接近于臨床細菌感染性發(fā)熱時的疾病狀態(tài),但操作不當可能會導致感染程度不同。
手足口病(HFMD)是由腸道病毒引起一種兒童常見傳染病,多見于5歲以下嬰幼兒[59]。姚榮妹等[60]以腸道病毒71型(EV71)和柯薩奇病毒A16型(CA16)建立的不同物種HFMD動物模型。HFMD動物模型中應用最廣泛的是幼齡小鼠,其優(yōu)點是高效快速、成本低且容易獲得,但缺點是個體過小、發(fā)病太短。幼齡小鼠模型多采用顱內(nèi)、腹腔注射的方式,僅僅模擬手足口病某一個或某幾個臨床癥狀,且與人體自然感染病毒存在較大差異,無法滿足深入研究的需要。理想的HFMD模型是非人靈長類動物模型,其優(yōu)點是最接近人體的自然感染病程,但由于實驗成本高,試驗周期長,不適合開展大規(guī)模篩選試驗研究。近年來,樹鼩模型被認為有望替代非人靈長類動物用于人類疾病的動物模型研究,該模型的發(fā)病癥狀、疾病周期以及病理病變等感染特性比小鼠模型更接近人類HFMD的病理與病程,且樹鼩的體型小、繁殖周期短、飼養(yǎng)成本低。
幼齡動物模型是進行兒科疾病研究的重要手段和平臺。由于兒科人群是一個生長發(fā)育處于動態(tài)變化的群體,解剖、生理結構和臟器功能與成人差異較大,使用成年動物模型顯然不符合幼齡個體用藥評價,因此建立符合臨床特點、穩(wěn)定的幼齡動物模型是研究兒科疾病的重要工具,對于深入研究兒科疾病的發(fā)病機制、進行相關藥物研發(fā)以及有效預防和治療兒科疾病具有重要意義。
目前,已對兒科的神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等相關疾病建立了幼齡動物模型。腦癱、癲癇、腦炎是目前兒科疾病中的常見的神經(jīng)系統(tǒng)疾病,已建立了多種動物模型來探究其發(fā)病機制,如宮內(nèi)感染、缺血缺氧等建立腦癱動物模型、病毒感染、細菌感染建立腦炎模型等。呼吸系統(tǒng)疾病是兒科最常見的疾病,根據(jù)臨床癥狀可分為肺炎模型、哮喘模型、咽炎模型、鼻炎模型。肺炎動物模型根據(jù)肺炎病原學可分為病毒性、細菌性、化學性誘導等多種類型,肺炎動物模型主要是病毒和細菌感染途徑,而造模對象是幼齡動物,因此感染病毒/細菌株的濃度尤為關鍵,以期保證模型的成功率及動物的存活率。消化系統(tǒng)模型中的腹瀉是6月-2歲兒童時期最為常見疾病,通過猴輪狀病毒SA11建立新生小鼠病毒感染性腹瀉,在接種后第2天,新生小鼠出現(xiàn)與臨床上幼兒腹瀉相似的癥狀,如糞便不成形、水分增多。在嬰幼兒細菌感染性腹瀉研究中幼齡小型豬是理想的模型動物,其體溫和腹瀉狀況與臨床癥狀極其相似。
近年來,幼齡動物模型的制備方法逐步完善和成熟,雖然越來越多現(xiàn)代技術應用于新生兒缺氧缺血性腦損傷動物模型,但大部分動物模型主要依靠肉眼觀察、病理組織學檢查來判斷造模成效,部分實驗性文章雖然在幼齡動物模型的基礎上附加了生化指標檢測,用于探索其發(fā)病機制,驗證藥物的療效,但幼齡動物模型研究深度及寬度依舊不夠,大多只是檢測幾個主要指標,忽略次要指標對疾病的診斷,如病史、部分臨床表現(xiàn)等指標在幼齡動物模型中尚未體現(xiàn)。此外,在涉及幼齡動物模型制備的文章中應詳細介紹模型制備的過程,如實驗動物的品系及性別、藥物使用方法、研究周期等信息,以便于為科研工作者根據(jù)模型特點及實際需要選擇適合的造模方法,達到良好的實驗重現(xiàn)性,這對于研究結果的可靠性具有重要意義。