前言
肺間質纖維化(pulmonary interstitial fibrosis)是以彌漫性肺泡炎和肺泡結構紊亂最終導致肺間質纖維化為特征的疾病，根據病因一般分為特發(fā)性和繼發(fā)性兩類。彌漫性肺間質纖維化是由多種原因引起的肺間質的炎癥性疾病，病變主要累及肺間質，也可累及肺泡上皮細胞及肺血管。病因有的明確，有的未明。明確的病因有吸入無機粉塵如石棉、煤；有機粉塵如霉草塵、棉塵；氣體如煙塵、二氧化硫等；病毒、細菌、真菌、寄生蟲感染；藥物影響及放射性損傷。因此，建立穩(wěn)定而可靠的肺間質纖維化動物模型是探索其發(fā)病機制和開發(fā)有效治療藥物的重要保障。目前，肺纖維化動物模型所采用的動物主要是嚙齒類動物，如小鼠、大鼠、地鼠、家兔等，也有選用較大體型的犬、貓、羊、豬等。
部分造模方法
使用動物：大鼠、小鼠、山羊
【造模機制】：
博來霉素(bleomycin)是一種多肽類抗腫瘤藥物，其導致肺間質纖維化的機制主要是通過活性氧的作用。在博來霉素致肺損傷的早期， 即肺泡炎階段，產生大量氧自由基，對肺造成損傷。
【造模方法】：
大鼠：選用體重170~200g的Sprague Dawley大鼠。博來霉素(30mg/支），用0.9％氯化鈉稀釋成4g/L，氣管內滴入博來霉素溶液0.25~0.3ml (5mg/kg)，可建立肺間質纖維化模型。以2％戊巴比妥鈉(40mg/200g，即0.25ml/只）腹腔麻醉大鼠，約3~5分鐘后，大鼠進入麻醉遲緩狀態(tài)（如麻醉不深，須用乙醚加強）。麻醉后將其仰臥固定于鼠板，將四肢和頭部固定，剪去頸毛。用聚維碘（碘伏）消毒皮膚， 在無菌操作下切開長約1cm的頸中切口，逐層分離暴露氣管（若室溫低，須用保溫措施）。用彎尖眼科鉗經氣管下方穿過，輕微抬起氣管，盡量接過氣管分叉處，抬高鼠板頭端，使與桌面成30°~35°。選擇1個7號的注射用針頭，將針頭用砂片磨成弧形使其變得圓鈍。在進針前用注射器試通注射針頭，避免堵塞。進針時與水平面成150°，在兩個環(huán)狀軟骨之間刺入。針孔方向面向術者，有落空感證明已刺進1~1.5cm，約到氣管分叉處停止進針后注入博來霉素。注入博來霉素0.2ml（約4mg/kg)，再向氣管內注入0.2ml的空氣2~3次，使藥物在肺部分布 均勻。以大鼠身體長軸為中心，正反快速旋轉鼠板1~2分鐘?？p合皮膚，局部聚維酮碘消毒（或用青霉素消毒）防止感染，室溫保持在24~25℃，待動物自然清醒后置籠內常規(guī)飼養(yǎng)。
小鼠：選用體重18~20g的雄性昆明小鼠。氯胺酮(100mg/2ml)腹腔注射(10mg/100g)，將實驗動物麻醉后仰臥，縱行切開皮膚，鈍性分離暴露氣管，用4號針頭刺入氣管，盡量接近氣管分叉處，將0.05ml博來霉素緩慢滴入（博來霉素每支8mg，用前以生理鹽水配制成0.2％藥液），立即將動物直立旋轉，使藥液在肺內均勻分布，然后縫合皮膚，局部乙醇消毒防止感染。同樣，也可選用雌性BLAB/C小鼠，將小鼠腹腔注射水合氯醛麻醉后固定于操作臺，以動物喉鏡壓下小鼠舌根暴露聲門，霧化器從聲門插入氣管并霧化注入博來霉素溶液100µl (5mg/kg)。
山羊：選用12~15kg的山羊，3％戊巴比妥鈉麻醉下通過球囊導管選擇性地向左肺下葉支氣管緩慢滴入博來霉素1.5~3.0U/kg，滴入液體總量按2~3ml/kg給予，滴注完畢后，將山羊左側臥位30分鐘，以利于藥物的吸收和均勻分布，復制成肺間質纖維化模型。
【造模特點】：
大鼠模型病理組織學與病理生理學改變與人類肺間質纖維化相似。其病變早期表現為滲出性肺泡炎，炎癥細胞在病變處聚集增多。晚期為肺間質纖維化，間質細胞增生，基質膠原聚集取代正常的肺組織結構。注入博來霉素2周時，可見肺系數（肺重／體重×100％）、羥脯氨酸含量明顯升高。顯微鏡下可見廣泛炎癥細胞浸潤，以淋巴細胞、單核吞噬細胞為主，并有肺泡壁增厚、成纖維細胞增生等Ⅱ級肺泡炎表現。第4周可見肺間質內有大量散在綠染的膠原纖維，肺泡結構破壞，見有許多纖維細胞等Ⅲ級肺間質纖維化病變。
小鼠使用博來霉素后15天，病變彌漫，但以肺泡間隔、血管和小氣管周圍顯著。病變處肺泡壁增厚，毛細血管擴張，肺泡腔變小，其中充滿大量的中性粒細胞、單核細胞、淋巴細胞等炎癥細胞。在氣管、血管周圍及近胸膜處出現以中性粒細胞、單核細胞為主的炎癥細胞浸潤，呈3級肺泡炎性改變。30天后病變彌漫，病變處肺泡壁增厚，肺泡間隔增寬。在氣管和血管周圍及近胸膜處肺組織可見以單核細胞和淋巴細胞為主的炎癥細胞浸潤，胸膜增厚，并可見較明顯的成纖維細胞和膠原纖維的增生和集聚。主要呈1級纖維化改變。
經典的復制肺纖維化小鼠模型方法是氣管內滴入博來霉素溶液。氣管內滴入或霧化博來霉素均能引起明顯的肺組織損傷與肺纖維化改變。單次氣管內滴入博來霉素即可引起明顯的肺纖維化，但病灶分布欠均勻，不能準確地模擬人類原發(fā)性肺纖維化病變的彌漫性分布。氣管內霧化給藥方式能使博來霉素更均勻地分布于肺內，纖維化改變更彌散，更接近人類肺纖維化改變。氣管內霧化博來霉素溶液不需穿刺氣管，減少了動物的損傷與痛苦，可作為復制肺纖維化小鼠模型的優(yōu)選方案。
山羊使用博來霉素第3~4天，在中央小葉出現斑片影和粗線條。在第1周末，上述區(qū)域變大、融 合，到達胸膜下區(qū)域。肺泡和間質內可見到滲出物。第2~3周，主要表現為毛玻璃樣病灶和微細的放射性線條，位于中央小葉和氣管血管束周圍，沒有小葉間隔增厚的征象。第4周，顯示了肺間質的異常。肺標本的大體觀察顯示呈灰色，組織學檢查了CT顯示的異常區(qū)域，結果顯示主要病變在氣管周圍，肺段以下肺小葉周圍病變分散。1周內主要是肺細胞化生，伴有肺泡壁破壞、炎癥細胞浸潤，第2周以后，主要是間質內成纖維細胞聚集，伴有膠原纖維增加。第3周后，肺泡間隔增厚。
【模型評估和應用】：
目前用于該模型制作的誘導劑很多，如其中以博來霉素最為常用。博來霉素氣管內一次性注入可復制出與人類肺間質纖維化病理過程相似的動物模型，可全身給藥，也可局部給藥，可一次性給藥或分多次給藥，也可采用微型藥物泵持續(xù)給藥。具體方法如下：①氣管內給藥：是目前較為常用的給藥途徑，是一種局部給藥方法，將誘導劑直接注入動物氣管，造成肺部的病變，可以是一次性的，也可以是重復多次的。對于博來霉素的水溶液，多采取的是經氣管滴注法。該法雖操作簡單、成本低，但病變范圍較局限，與人類病變的彌漫性分布有差異，因此采用霧化吸入給藥，克服了前者的弊端，使病灶分布均勻彌散。②腹腔內給藥：是一種全身給藥的方法，將誘導劑（如博來霉素）注入動物的腹腔內，進而發(fā)揮致纖維化作用。一般是多次給藥，有每日連續(xù)給藥的，也有間隔幾日給藥的。當藥物在體內累積達到一定量時，即可建立動物模型。但與氣管內給藥相比，所致病變部位胸膜、支氣管周圍均比較重，而后者所致病變以支氣管周圍明顯，胸膜不明顯，這與人類的肺間質纖維化的病變（病變先由胸膜開始）不太相符，故認為該法優(yōu)于后者。但與后者相比，因所需藥物量過多，其費用也高，使其在國內的應用受到了一定的限制。
本模型為研究肺間質纖維化的病因、發(fā)病機制及防治提供了一種新的實驗研究手段，可以在嚴格控制各種條件下觀察肺間質纖維化的發(fā)生、發(fā)展和疾病轉歸以及這些不同改變在病理形態(tài)學、分子生物學以及影像學上的表現等規(guī)律，提高對肺間質性疾病的認識水平。
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