實驗猴動物模型在內分泌及心腦血管疾病研究中的應用

徐文漭 王媛媛 蔡 琳 李 霞

（1 成都軍區昆明總醫院病理科，云南 昆明 650032；2 成都軍區昆明總醫院全軍骨科中心，云南 昆明 650032）

靈長類動物是人類的近親，是極其珍貴和重要的實驗動物，其應用價值遠超過其他種屬的動物。靈長類動物在組織結構、免疫、生理和代謝等方面與人類高度近似，與人類的遺傳物質有75%～98.5%的同源性，顯示了許多相似的生物學和行為學特征，成為解決人類健康和疾病問題的基礎研究和臨床前研究的理想動物模型。實驗猴動物模型的研究主要集中在以下幾類：傳染性疾病、營養性疾病、遺傳性疾病、心血管疾病、老年病、行為學和精神病及神經生物學、內分泌疾病、生殖生理、環境衛生公害、藥理學和毒理學、畸胎學、腫瘤學。在內分泌疾病如糖尿病、地方性甲狀腺腫及心腦血管疾病如動脈粥樣硬化等多種相關疾病的研究中，實驗猴表現出了良好的模擬性及可重復性。

1 內分泌疾病實驗猴動物模型

1.1 1型糖尿病實驗猴動物模型

隨著經濟條件的發展，人民生活水平的提高及飲食結構的改變，心理壓力的增大，與世界各國一樣，我國糖尿病發病率增長迅速，已成為越來越嚴重的一個公共衛生問題。糖尿病動物模型主要有誘發和遺傳自發性兩類，其次還有轉基因的糖尿病動物模型，但因成本過高，研究相對較少。國外有用鏈脲佐菌素（STZ）誘導青年恒河猴糖尿病的報道，國內有1例也選用青年恒河猴建立1型糖尿病模型的報道[1-4]。徐傳磊等[5]采用食蟹猴進行1型糖尿病造模成功，該研究給4只實驗組食蟹猴禁食16h后一次性靜脈注射STZ 45mg/kg，給藥后第2天就開始出現糖尿病早期癥狀，給藥后第4周就出現了攝食量、飲水量、排尿量的明顯增加，第7周空腹血糖顯著上升（P＜0.01），造模后第5周出現糖耐量異常，胰腺組織病理學檢查發現胰島萎縮、纖維化。

動物糖尿病的血糖標準各文獻報道不一致，多為11.1～16.7mmol/L[6-10]。參考對人類糖尿病的診斷標準，復制實驗猴糖尿病動物模型的主要觀察指標為空腹血糖水平及糖耐量測試。徐傳磊等[5]研究結果顯示，結合食蟹猴正常的空腹血糖值（至少8h未進食，血糖值為5.10±1.89mmol/L），判定造模成功的標準為包括以下兩點：一是空腹血糖值≥8.0mmol/L，且時間持續3周以上；二是葡萄糖耐量試驗中，葡萄糖負荷2h后血糖值≥10.0mmol/L。此外，C肽水平的高低能直接反映出胰島β細胞分泌功能的狀態[11]。若在實驗中可檢測到C肽水平下降以及谷氨酸脫羧酶抗體陽性，則可判斷為1型糖尿病。

1.2 2型糖尿病實驗猴動物模型

糖尿病患者中90 %為2型糖尿病[12]，其發病主要與遺傳因素及個體因素（多食、肥胖、體力活動減少）有關，而與自身免疫無關。目前對糖尿病的發病機理、藥物實驗、毒理、病理和治療研究主要是通過化學藥物或生物制品損傷動物β細胞，甚至手術切除部分胰腺或全部切除，從而建立動物模型進行系列糖尿病研究。然而用這些方法制造的動物模型是非自然的，其發病機理及發病過程與人存在差異，這種模型的研究效果不甚理想。設如果能從正常飼養的猴群中篩選出自發性糖尿病動物模型，這將有利于克隆出人類同源糖尿病基因，這種的動物模型對于研究人類糖尿病會更貼近于自然，結果會更加可靠。

王艷靜等[13]從100只年齡為8～11歲（相當于人類50～60歲）的獼猴中篩選出3只經葡萄糖耐量試驗及尿糖測定屬于自發性糖尿病的獼猴，其年齡分別為12歲3個月、12歲11個月、13歲11個月，屬中老年，篩選比例為3%，這與人類2型糖尿病患病率很相近，同時表明了獼猴自發性糖尿病的好發于年齡與人一樣均為中老年。該動物模型與其他糖尿病模型相比顯示了在病理學、遺傳學等方面的優越性。實驗通過長達一年的觀察，發現糖尿病獼猴各種臨床指標逐日明顯，且多次空腹血糖測定，數值均高達20mmol/L以上。通過對自發性糖尿病獼猴的篩選，具有兩個方面的重要意義：一是為人類建立理想的糖尿病動物模型；其次是通過子代繁育，并進一步對子代及種群的血糖監測，建立糖尿病獼猴動物模型的種群。

1.3 地方性甲狀腺腫實驗猴動物模型

地方性甲狀腺腫是由于一個地區存在特定的環境致甲狀腺腫因素（主要是碘缺乏）而導致甲狀腺腫大的一種疾病。地方性甲狀腺腫是世界性疾病，據聯合國世界衛生組織在1960年估計，全世界患地方性甲狀腺腫的患者不少于2億，我國不少于2000萬～3000萬。我國經多年推廣碘鹽預防已使其發病率大幅下降，但長期補碘后地方性甲狀腺腫的殘留患者仍高達10%～20%[14]。

在1907～1908年，Marin用羊、豬、狗、牛復制了飼以低碘飼料所致的甲狀腺腫動物模型[15]，闡明了碘和甲狀腺腫的關系，證實碘缺乏可造成甲狀腺的膠樣腫和增殖。Mano等[16]于1985年用狨猴復制了低碘動物模型，國內在2000年由杜紅艷等[17]采用狨猴飼以低碘飼料及去離子水成功復制了甲狀腺腫模型，其在血清學及組織形態學上的改變與人患地方性甲狀腺腫時的表現極為相似。靈長類動物在種屬上與人類極為接近，由它得到的研究結果能更加準確地推斷出人類在長期缺碘狀態下甲狀腺的病理生理改變。

此外，在內分泌疾病方面，實驗猴還可被選用作為尿崩癥、庫欣病和肥胖癥的動物模型。

2 心腦血管疾病的研究

2.1 動脈粥樣硬化實驗猴動物模型

1908年俄國病理學家Ignatowski用蛋和奶喂飼家兔引發動脈粥樣硬化病變（AS），開啟了AS實驗研究新時代[18]。猴的正常血脂、AS病變的性質和部位、臨床癥狀以及各種藥品的療效關系等，都與人的非常相似，是適合的造模動物。實驗猴不同種屬對AS的敏感各有所不同，其中獼猴更為理想。給予高脂肪、高膽固醇飼料，可發生嚴重而廣泛的AS，其誘發的廣泛性和復雜性，均超過其他動物，也是常發生心肌梗賽的少數動物，動脈粥樣硬化病變的部位，不僅出現在主動脈，也出現于冠狀動脈、腦動脈、腎動脈及股動脈等，其中以冠狀動脈好發[19]。皇莆超中等[20]用脂質浸潤法于成年獼猴和老年獼猴成功實施了造模。

動脈粥樣硬化實驗猴模型的檢測，主要為病理形態學檢查、免疫組織化學檢查及生化檢查三個方面。

2.2 腦缺血實驗猴動物模型

腦缺血具有很高的發生率、致殘率和致死率，嚴重威脅著人類的健康。臨床上85%的腦缺血是由血栓栓塞大腦中動脈引起[21]。國際腦血管病委員會極力要求腦缺血的研究應建立在局部腦缺血動物模型的基礎上[22]。

大多數實驗動物腦血管的部分生理因素（如動脈二氧化碳分壓變化）的反應與人類近似，但就顱內、外動脈之間的解剖關系方面，卻有很多差別。相比較而言，與人最為接近的還是靈長類動物，如猴及狒狒。目前，通過夾閉大鼠、小鼠等實驗動物大腦中動脈（MCA）建立腦缺血模型已取得成功[23]，但采用靈長類動物建立模型的報道相對較少。韋日明[24]、周智鵬[25]等通過介入的方法用導入食蟹猴自體白色血栓栓塞MCA，表現出了典型的局部腦缺血特征，建立了局部腦缺血食蟹猴動物模型。該模型為深入研究局部腦缺血的發病與治療奠定了實驗基礎。朱華等[26]首次將光化學法應用于食蟹猴的局部腦缺血模型，該模型制作簡單、快速、重復性好，短期內可完成較多樣本的制作，為進行與臨床有重要意義的神經細胞保護研究，特別是干細胞治療提供了重要的工具。

在心腦血管疾病方面，實驗猴還可被用作高膽固醇血癥、腦出血等的動物模型。

3 結 論

猴作為靈長類的高級哺乳類動物，具有特殊的生物學地位，為人類的生存、發展及科研事業做出了巨大貢獻。由于國外發達國家實驗猴資源有限，同時由于動物保護主義的影響以及動物福利和倫理學的要求，加之高昂的實驗成本，發達國家的醫藥動物實驗，特別是實驗猴的臨床前研究呈現出向我國及周邊發展中國家轉移的趨勢，這為我國承接國際醫藥動物實驗業務帶來了機遇，同時也提出了新的挑戰，如何高效地利用這一稀缺資源將是我們今后研究的重大課題。

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