慢性阻塞性肺疾病是一種具有氣流受限特征的以炎癥為核心的慢性呼吸系統疾病,與肺部對香煙煙霧等有害氣體或有害顆粒(特別是吸煙)的異常炎癥反應有關(guān),包括具有氣流阻塞特征的慢性支氣管炎和(或)肺氣腫。
【造模機制】吸煙是人類(lèi)COPD最主要的致病因素,香煙中有害成分可攻擊氣道上皮直接削弱呼吸道的凈化能力和防御功能,增加了肺的總吸入顆粒和煙霧的負擔,引起氣道炎癥及繼發(fā)的肺氣腫等,也可加重呼吸道癥狀和促進(jìn)COPD的發(fā)生。因此,采用被動(dòng)吸煙建立的COPD動(dòng)物模型而形成的改變是目前所有模型中最接近人類(lèi)COPD。
【造模方法】制備有機玻璃煙熏箱(20cm×25cm×30cm),煙熏箱的一側下端留有一個(gè)直徑為0.5cm的通氣孔,對側與不銹鋼的燃煙室相連(通),燃煙室進(jìn)氣孔連接小型電扇,香煙煙霧在電扇風(fēng)力的推動(dòng)下進(jìn)入煙熏箱,使煙霧在箱內均勻分布,同時(shí)使煙霧箱內有足夠的氧氣。熏煙組大鼠于每日上、下午各被動(dòng)吸煙1次,每個(gè)煙熏箱置入熏煙組大鼠3只,每箱每次點(diǎn)燃市售無(wú)過(guò)濾嘴雙喜牌香煙(約含焦油25mg,煙氣煙堿量1.4mg)3支,每次持續吸入新鮮的香煙煙霧1小時(shí)。
【模型特點(diǎn)】熏煙組大鼠氣管、支氣管及肺組織有慢性支氣管炎、阻塞性肺氣腫的特征性病理改變,總體表現為纖毛上皮部分剝脫,支氣管上皮和成纖維細胞增生變厚,黏液腺及杯狀細胞增生,管腔內黏液聚集,氣道壁和小血管周?chē)闻輩^以巨噬細胞和淋巴細胞為主的炎細胞浸潤。煙熏10周后纖毛上皮異常并伴隨黏液高分泌;煙熏12周后可見(jiàn)氣道纖毛上皮部分剝脫;煙熏12~24周后可見(jiàn)一些肺泡融合形成肺大皰,煙熏24~36周后上述病理改變更加明顯,尤其在煙熏36周后肺泡腔明顯擴大,氣道管壁明顯增厚和纖維化,并可見(jiàn)大量炎細胞浸潤。
【模型評估和應用】采用熏香煙36周的方法制備大鼠COPD模型,所建大鼠COPD模型符合人類(lèi)COPD的特點(diǎn)。多種炎癥細胞參與了COPD發(fā)生及發(fā)展,氣道腔內炎癥細胞以中性粒細胞、巨噬細胞、淋巴細胞為主,肺實(shí)質(zhì)以巨噬細胞(CD68+)、T淋巴細胞尤其是CD3+、CD8+細胞浸潤為主。IL-2、 IL-4、IL-6、IL-10、IL-13、IL-18、IFN-γ、單核細胞趨化蛋白(McP-1)、內皮素(ET)-1在COPD氣道炎癥中起重要作用。氣道黏液高分泌、炎癥細胞增多、氣道壁增厚且以膠原為主的細胞外基質(zhì)過(guò)度沉積是 COPD氣道重塑的重要病理改變,是引起阻塞性通氣功能障礙的主要原因。采用氣道阻力與肺順應性-RC系統(BUXCO)檢測大鼠的氣道阻力和肺順應性,該模型主要用于COPD病理、病理生理改變及其藥物治療的研究。