卢向阳 唐芳 马武开 姚血明 陈琳英 周静
【摘 要】 骨关节炎病因尚不清晰，需求动物模型来研讨和防备该疾病。科研工作者选用的试验动物模型有许多种，近几年常用的动物模型有自发性、诱发性、转基因等，对这几类动物模型以及试验动物进行剖析比照，以便利挑选更适宜的动物模型。
【关键词】 骨关节炎；动物模型；文献总述
骨关节炎（osteoarthritis，OA）是一种由多种要素相互效果导致的以关节软骨危害为主的进行性骨关节疾病[1]。致病要素包含炎症、伤口、老龄化、肥壮、软骨细胞分解或遗传易理性等[2-3]。临床体现为关节痛、生硬、肥壮、活动受限。本病有必定的致残率，也是中年以上人群损失劳动力、日子不能自理的首要原因。现在，我国晚年化日趋严峻，但还没有有用的办法治好OA，只能操控症状和推迟疾病开展，不只给患者带来巨大的苦楚，也给国家带来了社会担负。为处理这一问题，科研工作者们运用动物模型讨论OA的发病机制及医治办法。OA动物模型首要有自發性动物模型、诱发性动物模型、转基因动物模型3种，所选试验动物首要有鼠、兔、大型哺乳动物等。本文对常用的动物模型和试验动物的挑选进行详细剖析比照，以便科研工作者挑选更适宜的造模办法。
1 试验动物的挑选
试验动物的挑选是医学科研工作者首先要考虑的问题。动物试验为现代医学的开展起到了不可磨灭的效果，临床上每一种新药物的发作和医治办法的打破，都离不开动物试验。挑选试验动物要归纳考虑动物疾病的发病机制、基因与人类的相似性、动物是否简略操控、费用、道德等许多要素。
现在，常用的试验动物有小鼠、大鼠、豚鼠、家兔、大型哺乳动物等[4]。小鼠养殖便利、易于获取、费用合理、造模周期短；但小鼠跟人类的基因谱差异较大，因而不能彻底模拟人OA。大鼠在试验研讨中不只具有小鼠的优势，还具有生存能力强、试验成功率高的特色，现在广泛用于试验研讨。豚鼠是自发性OA模型最常用的动物，因为其发病率与人OA相似，且性情温柔、体型较小易于养殖、调查，花费较低。家兔性情温柔，被广泛用于试验室研讨，家兔因膝关节较大，可行关节内操作，更合适OA动物模型的挑选。大型哺乳动物所需费用比较贵重，养殖本钱大，因为OA试验研讨需求许多动物，因而不适宜；可是相关于小动物而言更适宜手术操作。有试验用刀在狗的膝关节软骨上构成软骨划痕，
2周后呈现OA病理改动，该动物模型试验数据精确，试验中可依据状况挑选[5]。
2 试验动物模型
2.1 自发性动物模型 自发性动物模型是指试验动物没有任何人为要素参加的在天然状况下构成的OA。Moskowitz等[6]记录了30多个天然自发OA模型，其间对Hartly豚鼠的研讨最多。Wei等[7]研讨证明，Hartly豚鼠软骨降解进程与人OA退行性改动相似。Hartly豚鼠到达约3月龄时，其膝关节软骨安排首要体现关节面粗糙不平，软骨细胞数反常，软骨中糖胺聚糖反常散布，这与人OA构成的机制相似。肖萍等[8]在对2月龄Hartly豚鼠做试验时，发现空白对照组1个月后即可自发呈现软骨安排病理性改动。Yamamoto等[9]对C57黑鼠关节软骨安排剖析研讨发现，跟着年纪的添加，OA的发病率和严峻程度逐步添加，且退化进程非常相似人OA。人类在天然状况下构成的OA与自发性动物模型构成的OA有许多的相似之处，首要发病机制是关节劳累过重，比方体质量大、关节受力不均衡等。Bendele等[10]发现，减轻豚鼠体质量后，可下降豚鼠膝OA的发作率及减轻OA的严峻程度。这为临床供给了考虑，减轻体质量，防止肥壮，少负重能够防备、减轻OA症状。该类动物性情温柔，简略养殖，天然状况下病理机制安稳，是研讨人OA构成机制的重要动物模型。可是该类动物自发构成的OA与人OA存在差异，并且构成时间长，不易把握数据，费用高，导致该模型一般不作为试验研讨的首选。
2.2 诱发性动物模型 诱发性动物模型是经过试验办法诱导OA的发作。科研人员能够经过人工干与的办法更好地操控试验的开展趋势以及搜集数据，比较自发性OA模型愈加安稳，发病进程相对较短，是常选用的动物模型。一般将诱发性模型分为手术办法和非手术办法两大类，每类办法又详细分为许多种，以下是对试验中常用的几种诱发动物模型介绍。
2.2.1 手术办法 手术办法诱导OA，首要是经过构成关节正常受力改动，导致关节应力长时间处于失衡状况使关节变形发作的动物模型，也有部分手术办法是经过损坏相关安排影响软骨细胞的正常成长而发作的OA模型。现在常用的造模办法首要有Hulth模型、半月板切除法、前穿插韧带堵截法、卵巢切除法、臀肌堵截法等。
2.2.1.1 Hulth模型 Hulth模型是最经典的手术造模办法[11]，分为Hulth法和改善Hulth法。其间Hulth法是直接悉数切除动物膝关节内侧半月板，并堵截内侧副韧带及前后穿插韧带，使关节损坏，应力失衡，构成关节腔狭隘，关节面冲突增大，术后任其活动，不固定伤肢，构成相似人OA的病理性改动。王婧等[12]在SD大鼠膝关节行Hulth法造模术后4周，呈现关节软骨外表粗糙不平等OA病理特征。方锐等[13]发现在兔膝关节行Hulth法造模后12周呈现相似OA体现。Hulth模型损坏动物保持关节安稳的几条首要韧带，使关节受力失衡，部分关节软骨负重添加，加速关节软骨变形，该类模型合适研讨因韧带危害导致的OA的医治及关节置换等方面的研讨。但Hulth法对关节危害比较大，很难防止关节感染和伤口对模型动物生理损坏。因而王云峰等[14]对Hulth法进行改善，将家兔右膝内侧半月板以及前穿插韧带堵截，但不堵截后穿插韧带，别离于造模后2，6，10，14周时调查膝关节的安排学改动，成果在14周内成功复制出不同时期的膝OA，证明了此种改善办法的可行性。改善Hulth法相关于Hulth法操作较为简略，手术伤口较小，试验模型较安稳，试验数据较牢靠，有利于动物模型造模成功，为OA的深入研讨打下了根底。
2.2.1.2 半月板切除法 半月板是保持膝关节安稳的重要结构，可传布膝关节负荷力，能最大极限地增大关节间的接触面和削减磨损，然后确保了膝关节长时间负重运动不受危害[15]。Welch等[16]发现，切除大鼠膝关节内侧半月板模型中，4周时即发现关节评分显着添加，证明半月板切除法能够制备膝OA模型。宋涛等[17]对膝关节半月板切除的患者进行随访，发现根本呈现OA样病理改动，得出结论：半月板切除后最终会导致膝OA。半月板切除法比Hulth法操作简略，手术伤口小，动物模型安稳，简略操控试验方向，可在较短时间内完结造模，是手术办法造模比较牢靠的办法之一。但这种造模办法对试验动物本身仍有不小的危害，简略构成伤口性感染，因而该模型多用于研讨因伤口引起的关节炎的发病机制，不适于讨论药物对OA生化代谢影响方面的研讨[18]。
2.2.1.3 前穿插韧带堵截法 前穿插韧带堵截法是将试验动物膝关节前穿插韧带切除构成部分关节应力发作改动，导致软骨细胞发作病理改动而引起OA。王婧等[12]將SD大鼠麻醉后剪断其膝前穿插韧带，不固定伤肢，任其自在活动，术后
6周调查到严峻软骨残缺，软骨下骨开端硬化，阐明前穿插韧带切除法可构成OA改动。孙先润等[19]堵截SD大鼠右侧膝关节前穿插韧带，于术后28 d
见全膝形状显着改动，膝关节骨密度增高及滑膜纤维化增生等OA病理改动。前穿插韧带堵截法较Hulth法有了较大的改善，本模型手术伤口小，模型安稳，成功率高，操作简洁，是试验中常用的OA模型。但本法和半月板切除法相同易呈现伤口性关节炎、滑膜炎症和术后感染，该模型也是研讨伤口性关节炎较好的模型之一，因而试验办法应依据试验本身需求挑选[20]。因而在临床上关于伤口性关节炎应防止负重，卧床为主，尽早修正伤口对OA的防备和缓解有很大协助。
2.2.1.4 卵巢切除法 卵巢切除法是将试验动物卵巢切除致使雌激素缺少而直接影响软骨细胞改动引起OA的办法。李楠等[21]对SD大鼠行卵巢切除法，术后3个月大鼠呈现不同程度关节软骨层变薄，摆放紊乱等OA病变体现，证明单纯卵巢切除术能够成功树立OA动物模型。李钊等[22]经背部堵截切除大鼠双侧卵巢，术后12周可见软骨外表粗糙，表浅层软骨细胞削减，软骨细胞摆放紊乱。该模型因其特别的致病机制，适用于研讨雌激素及其相似物对关节的维护效果和绝经期妇女关节危害，因而临床上关于女人OA患者，应查看体内雌激素水平，并使之保持正常水平。可是其运用面比较窄，操作杂乱，造模时间长，手术条件要求严厉，很难实践运用。
2.2.2 非手术办法 非手术办法是指经过外界压力致使关节应力失衡和机体体系循环妨碍使试验动物发作OA样改动而树立动物模型的办法。现在首要有关节固定法、关节腔内打针法、骨内高压法等。该类办法操作简洁、经济适用，不受手术伤口影响。
2.2.2.1 关节固定法 关节固定法又名关节制动，依据制动部位可分为委曲位和伸直位制动，委曲位制动因约束关节运动，削减关节邻近肌肉和韧带缩短运动而导致关节软骨的萎缩性改动，伸直位制动是使关节应力发作改动而发作关节软骨退变，因而临床上多运用伸直位制动法。唐进等[23]用管型石膏将兔左后膝关节伸直位固定6周后，软骨安排可见细胞削减，摆放不规则，部分软骨外表有损坏，阐明伸直位关节制动可导致关节炎病变。田世坤等[24]
将兔膝关节伸直位固定，4周后呈现软骨退行性改动的OA症状。该办法直接在关节外操作，无手术伤口影响，操作简略，资料易于获取，合适于外界要素导致的关节炎的研讨。其缺陷是动物会在固定进程中感觉不适而撕咬扯坏固定的资料，影响试验成果和进程，乃至吞服固定资料感到不适，有些资料如石膏等简略导致动物逝世，因而模型制备的成功率不高，乃至导致试验失利[25]。所以在挑选该动物模型时要考虑到各种要素，并且在试验进程中尽可能一次性固定完美，防止耗材耗时。关节固定造模成功提示咱们，关于OA的防备和缓解症状，应适当运动，防止运动约束以减轻软骨
退变。
2.2.2.2 关节腔内打针法 关节腔内打针药物可分为化学类、酶类、激素类等，化学因子影响软骨能快速构成相似人OA的终晚期软骨病理改动，常见的打针药物有胶原酶、碘醋酸盐、碘乙酸盐、木瓜蛋白酶、菲律宾素等。其间最常用的是木瓜蛋白酶，关节腔内打针能较快诱导OA，较其他打针药物具有造模成功率高、造模时间短等长处[26]。
嵇波等[27]别离在造模第1，4，7 d将木瓜蛋白酶溶液与半胱氨酸溶液的混合液打针入兔膝关节腔内，造模4周后均呈现OA病理改动。王平乐等[28]
将质量分数为1.6%的木瓜蛋白酶生理盐水溶液打针入兔膝关节腔内，造模2周后可调查到关节软骨变薄，外表粗糙乃至有纤维样改动等关节炎病理改动。王婧等[12]在鼠膝关节腔内注入100 μL碘乙酸溶液，造模4周后，软骨呈现显着危害；6周后，关节面软骨层腐蚀殆尽。该模型造模时间短，能在短期内构成相似人OA的软骨终末病理改动，是最快构成的OA动物模型，其伤口较小，模型安稳，简略发作，适用于OA终晚期软骨病理、医治药物及办法效果研讨。临床上应防止此类药物进入关节腔内。但不同动物、不同部位所需的药物剂量不同，试验中很难掌控，简略给试验带来必定
差错。
2.2.2.3 骨内高压法 骨内高压法是骨内静脉受阻导致静脉淤滞、骨内压升高构成的早中期膝OA。戴七一等[29]结扎并堵截兔的右侧臀下静脉，右下腹部的股静脉和大隐静脉，造模8周后关节面可呈现显着残缺和骨赘构成，到达OA初中期的改动。黄肖华等[30]别离在股静脉远、近端两层结扎造模，造模8周后呈现软骨细胞摆放紊乱，各层细胞数显着削减等OA病理体现。贺文楠等[31]行结扎股静脉并堵截腓肠肌内外侧头造模，造模8周后呈现滑膜增厚，软骨纤维化，12周后呈现软骨面剥脱，有骨赘构成，证明了结扎股静脉可诱发OA样病变。该办法打破了骨内和骨外软安排血液循环之间的动态平衡，导致机体经络气血阻滞不通，契合不公例痛的中医理论。该模型对试验动物的全体损伤较小，有利于后续试验研讨；可是对结扎静脉的肢体损伤较大，可能会导致伤肢供血缺乏而坏死，引起动物不适乃至逝世，使试验成功率低，因而该模型对试验水平要求较高。临床上关于静脉淤阻构成的OA应活血化瘀通络，使血液畅行，关于OA防备应防止血管堵塞。
