点亮模型第25期 | 鼻窦炎动物模型的构建

医学研究

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]慢性鼻窦炎（chronicrhinosinusitis，CRS）是鼻窦黏膜炎症性疾病，病程超过12周，是耳鼻咽喉科常见疾病之一。国际上广泛采用的大体分型模式将CRS分为不伴有鼻息肉CRS（chronic rhinosinusitis without nasal polyps，CRSsNP）和伴有鼻息肉CRS（chomic rhinosinusitis with nasal polyps，CRSwNP）。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]CRS动物模型主要是用鼠、兔、羊等进行建模，方法主要包括滴鼻、雾化、手术干预等，由于所使用的干预措施不同，建模时间也长短不一（7~112d）。01

一、羊的CRS模型的构建

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]由于大体解剖结构和组织特征与人的鼻窦相类似，方便手术干预，以及羊本身天然感染了一种名为羊狂蝇（oestrus ovis）的体外寄生虫导至羊潜在的嗜酸性CRS，羊很早之前便被用作CRS的动物模型。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]优缺点：因为体型大，羊的CRS模型手术操作方便，所以建模多用手术干预的方式，研究方向也倾向于黏膜组织损伤后修复与重构、CRS发病过程中细菌或真菌生物膜形成以及针对生物膜的治疗措施的有效性。同样地，因为体型关系，羊的CRS模型构建成本较高，而且构建的样本量有限制，不便于进行大样本的研究。

02兔的CRS动物模型的构建

造模方式	造模方法	优点	缺点
手术造模	手术填塞高膨胀止血棉（merocel）关闭上颌窦自然开口并注入细菌来诱发上颌窦炎。	稳定建立CRS疾病模型	因为过多的手术操作和诱发的CRS实际并非鼻源性CRS且炎症持续时间并没有达到 CRS定义中的12周以上
改良的手术造模	上颌窦口不完全堵塞＋窦腔留置棉絮	建立了更接近人类CRS病因及病理学特征的兔CRS模型	观察不到鼻息肉的形成
手术+药物造模	皮下注射卵白蛋白（OVA）使家兔致敏，然后通过手术封闭自然窦口，将缬氨酸-甘氨酸-丝氨酸-谷氨酸（VGSG）或聚左旋精氨酸（PLA）注射到窦内	可见嗜酸性粒细胞型息肉	与理想的模型还是有差距

03鼠的CRS模型的构建

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]鼠的种类很多，常用于建模的种类为SD大鼠、C57BL/6小鼠、BALB/c小鼠3类。

品系	造模方式	造模方法	优点	缺点
SD大鼠	手术造模	与兔类似	SD大鼠更方便进行手术操作且能提供足够的鼻窦黏膜组织样本，被很多研究者用作兔模型的替代品， 采用与兔造模相似的方法进行研究，以便于利用标准化的鼠源性实验试剂进行对其分子生物学机制的深入研究	过多的手术干预对窦腔造成直接损害，更为重要的是，大鼠不像兔一样有明显的上颌窦结构
小鼠	鼻内给药	鼻内接种肺炎链球菌2周	急性鼻窦炎模型	与临床不相符
BALB/c小鼠	腹腔致敏+鼻腔滴注	烟曲霉菌（aspergillis fumigatus，AF）提取物 200ug加入2mg的明矾中，后用0.5ml磷酸盐缓冲液（PBS）稀释，腹腔注射；用生理盐水稀释至AF提取物为20mg/ml，鼻腔滴注；BALB/c小鼠腹腔内注射稀释的AF混合物 0.1ml致敏1周后，每周3次给予10ug（或 5ul）AF提取物滴注鼻腔，连续  12周。	成功构建了嗜酸性粒细胞增高的小鼠CRS模型，病理显示了与人类鼻息肉有许多相似的变化，包括固有层嗜酸性细胞明显增多、分泌细胞增生、细胞内附着体破坏、基底膜区结构改变	未见明显息肉形成
小鼠	腹腔致敏+鼻腔滴注+手术操作	在嗜酸性粒细胞增高的小鼠CRS模型的基础上，用Rosen针利用小鼠鼻腔解剖间隙直接在上颌骨隐窝、鼻侧壁和鼻底造成直接黏膜损伤，较好地模拟了内镜鼻窦手术造成的鼻黏膜损伤，分别在伤后0、3、7、14d对小鼠进行损伤后炎症反应的组织学和基因表达效果	建立了嗜酸性粒细胞增高的小鼠 CRS黏膜损伤愈合模型
BALB/c小鼠	腹腔致敏+鼻腔滴注	用混合20ug卵清蛋白 （ovalbumin，OVA）的2mg氢氧化铝溶液，第1天和第5天在BALB/c小鼠腹腔注射致敏实验小鼠，在 第12天至第19天，每天用40ul PBS稀释的 3%OVA溶液滴注小鼠鼻腔，随后连续12周，每周用3%OVA 40ul滴注小鼠鼻腔3次，后5周到12周，除了3% OVA外，每周用金黄色葡萄球菌肠毒素B (staphylococcus aureus enterotoxin B，SEB)5或 500ng滴注小鼠鼻腔 1次，第104天处死小鼠	成功建立CRSwNP模型。 鼻腔黏膜出现伴嗜酸性粒细胞浸润的水肿结缔组织、上皮细胞浸润性生长以及微腔，呈典型的息肉样变，黏膜上皮破坏明显增多，炎症细胞、嗜酸性粒细胞和淋巴细胞浸润明显增加，鼻灌洗液中白介素-5、嗜酸性粒细胞趋化因子、OVA特异性IgE水平升高
BALB/c小鼠	鼻腔滴注	用75ug OVA与0.54U曲霉属真菌蛋白酶混匀，并用PBS稀释至30ul，滴注BALB/c小鼠鼻腔，每周3次，持续5周	成功建立变态反应性CRS模型
C57BL/6小鼠		HDM 100ug用100ulPBS稀释在第1天和第5天C57BL/6小鼠皮下注射致敏，第12至第19天，HDM 20ug用40ul PBS稀释的混合溶液每天小鼠鼻腔滴注，此后连续12周每周3次20ng HDM小鼠鼻腔滴注，从第5周开始每周加3次10ngSEB小鼠鼻腔滴注，第104天处死小鼠	嗜酸性粒细胞增高的小鼠改良CRSwNP模型。 HDM+SEB诱导的嗜酸性粒细胞增高的小鼠CRSwNP模型具有人类CRSwNP的多种特征，包括黏膜组织嗜酸性粒细胞增多、杯状细胞增生、上皮增厚和上皮下纤维化

05总结

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]近几年来，由于小鼠价格低廉，易于处理，转基因或基因敲除小鼠更容易获得，许多特异性试剂在商业上可用，以致在研究鼻窦疾病的遗传和分子水平上较其他动物更具有优势，小鼠CRS模型逐渐被大家所认可。