急慢性大鼠梗阻性黄疸模型的建立

摘要

目的: 探讨急慢性SD大鼠梗阻性黄疸模型的建立, 评价其模拟临床梗阻性黄疸的价值, 提供一种新型的慢性梗阻性黄疸模型.

方法: SD大鼠随机分成3组, 每组每时段6只: 急性梗阻性黄疸模型组(A组), 慢性梗阻性黄疸模型组(B组), 对照组(C组). 造模后于第1、2、3、4、5周分别抽取大鼠静脉血检查肝功能, 显微镜下刻度目镜检测大鼠胆总管直径, 光学显微镜观察肝组织的病理改变, 其中第4周行胆总管十二指肠吻合再通.

结果: A组造模术后4 wk内黄疸进行性加重(TB: 749.38 μmol/L±38.99 μmol/L vs 84.86 μmol/L±49.09 μmol/L, P<0.05), 胆总管直径扩张明显(1.50 cm±0.30 cm vs 0.35 cm±0.15 cm, P<0.05), 肝细胞变性、坏死明显, 伴有增生. 第4周行胆总管与十二指肠端侧吻合后黄疸消退明显(TB: 153.93 μmol/L±57.36 μmol/L vs 749.38 μmol/L±38.99 μmol/L). B组造模术后黄疸呈现波动性, 胆总管直径扩张(0.20 cm±0.15 cm vs 0.30 cm±0.10 cm, P<0.05), 肝细胞以变性为主, 并有纤维组织增生. 第4周行胆总管与十二指肠端侧吻合再通后黄疸缓慢消退(TB: 32.15 μmol/L±13.20 μmol/L vs 36.52 μmol/L±16.28 μmol/L, P<0.05). A组各时段的总胆红素及胆总管直径均存在明显不同.

结论: 慢性大鼠梗阻性黄疸的模型和急性大鼠梗阻性黄疸大鼠有明显不同的表现, 可以提供一种理想的慢性梗阻性黄疸的动物模型.

关键词: 大鼠; 梗阻性黄疸; 模型

Evaluation of rat models of acute and chronic obstructive jaundice

Shui-Ping Yu, Jian Li, Bing-Zong Hou, Yong-Hui Su, Pei-Ping Li, Bai-Meng Zhang

Shui-Ping Yu, Jian Li, Bing-Zong Hou, Yong-Hui Su, Pei-Ping Li, Bai-Meng Zhang, Department of General Surgery (Division III), the Fifth Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University, Zhuhai 519000, Guangdong Province, China

Supported by: the Key Medical Program of Science and Technology Commission of Zhuhai City, No. pb20081002.

Correspondence to: Professor Bai-Meng Zhang, Department of General Surgery (Division III), the Fifth Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University, Zhuhai 519000, Guangdong Province, China. baimengz@yahoo.com

Received: December 29, 2010
Revised: March 16, 2011
Accepted: April 11, 2011
Published online: April 28, 2011

Abstract

AIM: To develop rat models of acute and chronic obstructive jaundice and to evaluate the extent to which they mimic features of clinical diseases.

METHODS: Ninety Sprague-Dawley rats were randomly and equally divided into three groups: acute obstructive jaundice group, chronic obstructive jaundice group, and control group. Each group was further divided into five subgroups for testing at different time points. Liver function was determined and the diameter of the common bile duct was measured under a microscope at weeks 1, 2, 3, 4, and 5 after model induction. Pathological changes in liver tissue were also observed by microscope. Choledochoduodenostomy was performed at week 4.

RESULTS: Jaundice progressively worsened in rats with acute obstructive jaundice, and TBIL increased from 84.86 μmol/L ± 49.09 μmol/L at week 1 to 749.38 μmol/L ± 38.99 μmol/L at week 4. Meanwhile, the diameter of the common bile duct diameter increased from 0.35 cm ± 0.15 cm to 1.50 cm ± 0.30 cm, and obvious degeneration, necrosis and hyperplasia of liver cells were observed. Jaundice was obviously improved after choledochoduodenostomy (TBIL: 153.93 μmol/L ± 57.36 μmol/L; diameter of the common bile duct: 0.40 cm ± 0.20 cm). Jaundice was mild in rats with chronic obstructive jaundice, and TBIL decreased from 42.43 μmol/L ± 23.56 μmol/L at week 1 to 36.52 μmol/L ± 16.28 μmol/L at week 4. Meanwhile, the diameter of the common bile duct increased from 0.20 cm ± 0.15 cm to 0.30 cm ± 0.10 cm, and obvious degeneration and hyperplasia of liver cells were noted. Jaundice slowly subsided after choledochoduodenostomy (TBIL: 32.15 μmol/L ± 13.20 μmol/L; diameter of the common bile duct: 0.15 cm ± 0.10 cm). Total bilirubin and the diameter of the common bile duct differed significantly at different time points between rats with acute and chronic obstructive jaundice (both P < 0.05).

CONCLUSION: Rat models of acute and chronic obstructive jaundice have been successfully established. There were significantly different manifestations between rats with chronic and acute obstructive jaundice.

Key Words: Rat; Obstructive jaundice; Model

0 引言

慢性梗阻性黄疸是普外科常见的临床症状群, 可引起诸多组织、器官的损害, 严重危害机体的健康甚至生命, 近年来对梗阻性黄疸的研究较多[1-6], 多以胆总管结扎离断导致梗阻性黄疸, 与多数临床梗阻性黄疸的慢性表现不相符[7], 研究结论受到限制. 本实验旨在建立一种慢性梗阻性黄疸模型, 评价其与急性梗阻性黄疸不同的临床应用价值.

1 材料和方法

1.1 材料

♀SD大鼠90只, 体质量在180 g±20 g, 随机分3组: 急性梗阻性黄疸模型(A组), 慢性梗阻性黄疸模型(B组), 对照组(C组), 每组30只, 平均分5个时段(1、2、3、4、5 wk), 每时段6只, 在标准饲养条件下进行饲养. 以上动物均由中山大学北校区实验动物中心提供.

1.2 方法

1.2.1 慢性大鼠梗阻性黄疸模型的建立: 6-0 VICRYL可吸收线经碘仿纱布术前处理备用. 实验大鼠术前12 h禁食、禁水. 乙醚吸入麻醉. 剑突下正中切口进腹, SXP-1C显微镜下显露胆总管, 距十二指肠上缘1 cm处纵行缝过胆总管, 将碘仿纱布处理的6-0 VICRYL可吸收线贯通置于胆总管内, 长度0.5 cm, 固定. 随后关腹, 结束手术. 对照组仅开关腹手术.

1.2.2 急性大鼠梗阻性黄疸模型的建立: 显微镜显露胆总管后, 距十二指肠上缘1 cm处6-0 VICRYL可吸收线双重结扎胆总管并离断, 随后关腹, 结束手术.

1.2.3 胆总管十二指肠端侧吻合: 模型建立后第4周. 术前12 h禁食、禁水. 乙醚吸入麻醉. 剑突下正中切口进腹, 显露胆总管及十二指肠降部, SXP-1C显微镜下用8-0 PROLENE线将胆总管与十二指肠降部端侧吻合. 随后关腹结束手术.

1.2.4 标本采集: 造模后于第1、2、3、4、5周将各组大鼠分别乙醚麻醉后, 心脏采血行肝功能检查. SXP-1C显微镜下刻度目镜检测胆总管直径. 取出部分肝脏左叶组织行光镜检查.

统计学处理 实验数据以mean±SD表示. 均数用方差分析中的多个样本均数的两两检验. 数据均用SPSS统计软件处理. P = 0.05作为检验水准.

2 结果

2.1 肉眼观察

急性梗阻性黄疸大鼠术后2-3 d后大鼠出现尿液深黄, 并逐渐加重. 大鼠食欲减退, 精神差, 反应迟缓, 活动减少, 术后第3周后部分大鼠出现呕血、便血、腹水及切口疝等并发症, 死亡大鼠2只, 肝脏呈黄绿色甚至墨绿色, 质地偏硬, 呈弥漫性肿大. 第4周胆总管十二指肠吻合再通后黄疸明显好转. 慢性梗阻性黄疸大鼠术后3 d出现尿液黄染, 1 wk后尿液黄染消失, 至第2周尿液再次出现黄染, 呈波动性, 黄染逐渐加深, 肝脏黄染肿胀. 第4周胆总管十二指肠吻合再通后尿液黄染消失.

2.2 肝功能的检查

急性梗阻性黄疸大鼠AST、TB、DB进行性增高. 慢性梗阻性黄疸大鼠AST、TB、DB波动性增高. 急、慢性梗阻性黄疸大鼠与对照组间相比, 除第2周慢性梗阻性黄疸大鼠外(P>0.05), 差异均有统计学意义(P<0.05, 表1).

表1 各组和各时段血清肝功能检测结果的比较 (mean±SD, n = 6, μmol/L).

分组	AST	ALB	DB	TB
1 wk
C组	28.17±4.02bc	23.05±1.28	9.54±2.39bd	13.74±1.78bd
A组	248.65±64.91d	21.37±2.34	65.62±54.30d	84.86±49.09d
B组	72.67±43.67	22.65±2.27	33.93±17.36	42.43±23.56
2 wk
C组	30.17±3.98b	21.69±1.98	12.65±2.69b	14.72±2.07b
A组	446.67±41.44d	19.47±2.35	147.84±48.74d	272.14±24.32d
B组	28.33±9.58	19.65±5.16	19.29±9.41	24.87±6.78
3 wk
C组	31.67±3.93bc	19.30±1.76	15.30±3.24bc	19.09±2.24bc
A组	593.34±63.52d	15.24±2.56	593.56±31.67d	637.05±70.35d
B组	90.67±43.14	18.64±5.68	34.38±38.99	48.53±37.78
4 wk
C组	28.34±6.05bc	21.13±3.24	10.56±2.88bc	15.74±3.76bc
A组	348.65±66.23d	16.35±4.34	656.60±54.35d	749.38±38.99d
B组	65.62±42.68	20.60±4.28	32.91±17.56	36.52±16.28
5 wk
C组	30.62±3.65bc	18.30±2.78	16.50±4.25bc	19.65±3.25bc
A组	193.36±53.32d	14.34±5.50	93.56±31.67d	153.93±57.36d
B组	60.63±41.25	18.70±5.65	24.42±18.15	32.15±13.20

^aP<0.05,

^bP<0.01 vs A组;

^cP<0.05,

^dP<0.01 vs B组.

2.3 胆总管直径的检测

急性梗阻性黄疸大鼠术后胆总管进行性扩张, 最大直径达1.8 cm, 呈透明囊状, 管壁菲薄. 慢性梗阻性黄疸大鼠术后胆总管波动性扩张, 最大直径0.5 cm. 急、慢性梗阻性黄疸大鼠与对照组间相比, 除第2周慢性梗阻性黄疸大鼠外(P>0.05), 差异均有统计学意义(P<0.05, 表2).

表2 各组和各时段胆总管直径检测结果 (mean±SD, n = 6, cm).

分组	1 wk	2 wk	3 wk	4 wk	5 wk
C组	0.08±0.10ac	0.08±0.05b	0.09±0.05bc	0.08±0.05bd	0.09±0.10b
A组	0.35±0.15c	0.60±0.10d	1.20±0.30d	1.50±0.30d	0.40±0.20c
B组	0.20±0.15a	0.10±0.05b	0.25±0.15b	0.30±0.10b	0.15±0.10a

^aP<0.05,

^bP<0.01 vs A组;

^cP<0.05,

^dP<0.01 vs B组.

2.4 肝组织的光镜检查

急性梗阻性黄疸大鼠术后1 wk肝血管充血, 肝细胞肿胀, 水样变性, 少数出现点状坏死, 随着梗阻时间的延长逐渐出现肝内胆管扩张, 毛细血管及结缔组织增生, 炎性细胞浸润. 第3周后肝脏可见较多灶状坏死, 小胆管、纤维组织增生明显, 纤维间隔形成, 肝结构紊乱. 慢性梗阻性黄疸大鼠术后1 wk肝细胞见水样变性, 随后可见恢复, 第3周后肝细胞可见点状坏死, 肝小叶中央出现淤胆, 小胆管增生明显, 汇管区纤维化明显. 第5周胆总管再通后急慢性梗阻性黄疸肝脏仍表现明显不同(图1).

图1 急性梗阻性黄疸大鼠术后肝组织的光镜检查(HE×200). A: 1 wk; B: 3 wk; C: 5 wk.

3 讨论

慢性梗阻性黄疸的病理生理变化不同于急性梗阻性黄疸, 壶腹部良恶性肿瘤及胆总管慢性炎症、胆总管结石多表现为慢性梗阻性黄疸, 黄疸表现为波动性, 甚至可自行完全缓解[8]. 既往胆总管结扎离断多表现为急性梗阻性黄疸[9,10], 难以模拟许多慢性梗阻性黄疸的病理过程[11]. 本实验结果显示: 急性梗阻性黄疸大鼠术后总胆红素明显持续升高, 胆总管十二指肠吻合解除梗阻后, 黄疸消退明显. 慢性梗阻性黄疸大鼠术后黄疸呈现波动性升高, 胆总管十二指肠吻合解除梗阻后, 黄疸消退缓慢. 我们分析: 胆总管贯通缝合初期, 6-0 VICRYL可吸收线造成胆总管部分狭窄合并管壁的炎性水肿引起梗阻性黄疸, 3 d后随着管壁炎性水肿消退及胆总管代偿扩张缓解了胆总管梗阻而使黄疸消退. 第2周后碘仿处理的6-0 VICRYL可吸收线的物理刺激作用使胆总管壁逐渐发生变性、坏死及增生, 引发胆总管组织慢性进行性纤维瘢痕狭窄再次造成慢性梗阻性黄疸. 急慢性大鼠梗阻性黄疸各时段的表现均有明显不同, 各时段总胆红素、胆总管直径的比较差异有统计学意义(P<0.05). 因此, 我们认为本慢性大鼠梗阻性黄疸模型能更好地模仿临床常见的慢性梗阻性黄疸的病理过程, 是一种比较理想的动物模型.

本实验显示急性大鼠梗阻性黄疸模型在术后胆总管直径最大扩张达正常值近20倍, 大鼠仍能生存, 术后3 wk大鼠才出现呕血、便血、腹水及切口疝等并发症提示我们对于急性梗阻性黄达患者的手术时机选择, 特别对于心肺功能不良等基本情况差, 合并梗阻性黄疸的患者是否可以考虑在情况改善后再考虑手术解除梗阻提供一种参考. 慢性大鼠梗阻性黄疸的黄疸发展趋势和既往文献[12,13]有所不同, 究其原因可能与实验方法不同有关, 我们通过运用碘仿处理的6-0 VICRYL可吸收线对胆总管黏膜的物理刺激不同于既往文献报道的对胆总管浆膜层的影响[12-15], 更符合临床慢性梗阻性黄疸的发病机制. 在本组慢性大鼠梗阻性黄疸模型中, 黄疸的发展趋势渐进性不是很明显而呈现波动性, 甚至完全缓解的特点(TB: 42.43 μ/L±23.56 μ/L、24.87 μ/L±6.78 μ/L、48.53 μ/L±37.78 μ/L、36.52 μ/L±16.28 μ/L、32.15 μ/L±13.20 μ/L), 我们分析可能与6-0 VICRYL可吸收线的部分吸收缓解了胆总管的梗阻及胆总管炎症的消退相关, 如果用非吸收多股线来处理胆总管的梗阻可能到达更好的效果.

总之, 实验观察慢性大鼠梗阻性模型黄疸症状及肝功能变化表现与以往胆总管结扎断离所致的急性梗阻性黄疸明显不同, 呈现慢性、波动性发展的特征表现, 更加接近于多数临床梗阻性黄疸病例表现, 故其是研究梗阻性黄疸病理改变及治疗的一种理想实验模型.

评论

背景资料

慢性梗阻性黄疸是普外科常见的临床症状群, 严重危害机体的健康甚至生命, 近年来对梗阻性黄疸的研究多以胆总管结扎离断导致急性梗阻性黄疸, 与多数临床梗阻性黄疸的慢性表现不相符, 研究结论受到限制.

同行评议者

徐迅迪, 教授, 中南大学湘雅二医院肝胆胰外科

研发前沿

既往胆总管结扎离断难以模拟慢性梗阻性黄疸的病理过程. 近年来国内外对慢性梗阻性黄疸模型进行了探索, 如何制作与临床梗阻性黄疸发病相似的模型及控制模型的稳定性成为研究的热点.

相关报道

陈文斌等报道将并行有16G注射器针头的胆总管用5%碘酒溶液浸泡处理的10号丝线捆扎后, 抽除针头造成的梗阻性黄疸呈渐进性、慢性过程, 耐受性好, 重复性强.

创新盘点

本文通过运用碘仿处理的6-0 VICRYL可吸收线对胆总管黏膜的物理刺激不同于既往文献报道的对胆总管浆膜层的影响, 更符合临床慢性梗阻性黄疸的发病机制及病理过程, 如胆总管结石、壶腹周围癌等.

应用要点

本实验观察慢性大鼠梗阻性模型与传统胆总管结扎断离所致的急性梗阻性黄疸明显不同, 呈现慢性、波动性发展的特征表现, 更加接近多数临床梗阻性黄疸病例表现, 为研究梗阻性黄疸病理改变及治疗提供一种更理想的动物模型.

同行评价

本文内容较新颖, 为急慢性梗阻性黄疸模型的建立奠定实验基础.

备注

编辑: 李薇 电编:何基才

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