王佳佳，曲英敏，王 莹，谢 莹

（长春理工大学电子信息工程学院，吉林 长春 130022）

急性肺损伤（Acute lung injury，ALI）是一种具有高发病率和高死亡率的临床呼吸综合征，其是由各种直接或间接非心源性致病因素诱发的肺泡上皮细胞、肺毛细血管内皮细胞损伤，可造成广泛的肺间质及肺泡水肿，在临床上主要表现为低氧血症和呼吸窘迫[1-3]。

急性肺损伤的基本特征是各种感染性和非感染性损伤在短时间内爆发而引起的不受控制的炎性肺损伤[1]。当其发展至比较严重的阶段即成为急性呼吸窘迫综合征（Acute respiratory distress syndrome，ARDS），甚至会进一步发展为急性呼吸衰竭[4]。

急性肺损伤具有起病急、发展迅猛、死亡率高的特点，其发病机制复杂，治疗手段有限，给社会造成了严重的经济负担。目前，临床上常采用机械通气、激素和抗炎药物治疗急性肺损伤，尽管它们具有一定的治疗作用，但也具有许多副作用，并存在着明显的缺陷[1,4]。

动物模型能从个体水平、器官水平、细胞水平反映疾病发病机制和预防治疗方法的有效性和局限性，是研究疾病发病机制及预防治疗方法的重要实验模型之一。目前，急性肺损伤动物模型的建模方式主要分为原发诱导和继发诱导两种[5]。原发诱导是用诱导因素直接诱发急性肺损伤，例如：向气管内滴注脂多糖[1,4-6]、博来霉素[2,7]、海水[8-10]，对肺部进行X射线照射[11-13]，将动物置于高氧环境中[3,14-15]等；而继发诱导则是用诱导因素通过诱导其他疾病进而诱发急性肺损伤，包括：盲肠结扎穿孔[16-19]、向气管之外其他部位注射脂多糖[20-21]、胰胆管逆行注入牛磺胆酸钠[22-24]等。本文对急性肺损伤动物模型的构建方法进行了综述，以期为急性肺损伤动物模型的构建提供参考，便于科研工作者根据自身的实验需要，选择相应的实验方法构建急性肺损伤动物模型，进而研究不同因素导致的急性肺损伤的发病机制和预防治疗方法。

1 常见的急性肺损伤动物模型构建方法

1.1 盲肠结扎穿孔术诱导的急性肺损伤

脓毒症是最为复杂的综合征之一，是由于机体的感染反应失衡所致的危及生命的器官功能障碍[16]。根据严重程度，脓毒症可以分为脓毒症、严重脓毒症和脓毒性休克，可进一步发展为多器官功能障碍综合征等。在脓毒症发生发展过程中，肺脏极易受累，由脓毒症诱发的急性肺损伤和急性呼吸窘迫综合征是常见相关并发症，也是导致危重症患者死亡的主要原因之一[16-17]。利用盲肠结扎穿孔术（Cecal ligation and perforation，CLP）构建脓毒症模型的大致方法是：剖开腹部，结扎远端盲肠，刺破盲肠使得带细菌的肠内容物进入腹腔。剖腹会损伤软组织，盲肠结扎会引起组织坏死，肠内容物进入腹腔会导致感染，进而会引起脓毒症、严重脓毒症、脓毒性休克，甚至死亡。由于其发病特点、病理过程与人体脓毒症发病非常相似，因此该方法是进行脓毒症相关研究时制作模型的“金标准”[18,25]。谢璨灿等[16]采用盲肠结扎穿孔术构建脓毒症致急性肺损伤大鼠模型，并成功研究了电针对脓毒症大鼠急性肺损伤的影响及相关作用机制。刘杨等[17]使用盲肠结扎穿孔术建立了脓毒症诱发急性肺损伤小鼠模型，经研究发现中性粒细胞释放肝素结合蛋白的量与其细胞表面β2整合素的表达量具有正相关性，且二者的作用关系能够加重急性肺损伤。何招辉等[18]采用盲肠结扎穿孔术制备了脓毒症所致急性肺损伤大鼠模型，研究发现雷公藤红素是通过抑制炎症通路来发挥对脓毒症大鼠急性肺损伤的保护作用的。李渊等[19]利用脂多糖诱导人肺腺癌肺泡Ⅱ型上皮细胞系A549 细胞建立急性肺损伤细胞模型，采用盲肠结扎穿孔术建立脓毒症致急性肺损伤小鼠动物模型，研究发现miR-181a 可以瞄向沉默信号调控因子1，从而发挥其对脓毒症致急性肺损伤小鼠的保护作用。

1.2 脂多糖诱导的急性肺损伤

脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）是革兰氏阴性细菌细胞壁的主要成分，作为内毒素的重要成分，其可以导致炎症因子大量分泌、炎性细胞大量聚集，引起严重的机体炎症反应。脂多糖诱导急性肺损伤由于具有简单、可重复、快速、高度可控等优点而成为构建急性肺损伤动物模型的标准、常用方法[25]。张伟等[1]通过气管内滴注脂多糖溶液建立小鼠急性肺损伤模型，并成功研究了N- 乙酰半胱氨酸对脓毒症急性肺损伤的作用及相关机制。皮娜等[4]通过气管滴注脂多糖建立急性肺损伤小鼠模型，并成功研究了黄藤素对脂多糖诱导的急性肺损伤是否具有保护作用。张毅等[5]向气管内滴注脂多糖制备急性肺损伤大鼠模型，研究发现脂多糖滴注时长为3 h 时，构建急性肺损伤大鼠模型的效果最好。董年等[6]采用气道滴注脂多糖建立急性肺损伤小鼠动物模型，给予气道上皮细胞16HBE 脂多糖刺激诱导急性肺损伤细胞模型，并通过体内和体外实验成功研究了富半胱氨酸蛋白61 在脂多糖诱导急性肺损伤中的表达调控和在炎症反应中的作用。杨敏华等[20]采用腹腔注射脂多糖的途径制备小鼠急性肺损伤动物模型，并成功研究了姜油酮是通过何种机制起到减轻脂多糖所诱发急性肺损伤作用的。陈加宝等[21]采用向大鼠尾静脉注射脂多糖的方式制作急性肺损伤模型，研究发现2, 3, 5, 4’- 四羟基二苯乙烯-2-O-β-D- 葡萄糖苷可能是通过提高机体抗氧化能力，并降低炎症因子水平来起到对脂多糖所致急性肺损伤的保护作用的。

1.3 博来霉素诱导的急性肺损伤

笔者在文献收集过程中发现，博来霉素除了可以被用来诱导急性肺损伤动物模型外，还可以用来建立肺纤维化动物模型。周易等[2]将博来霉素注入大鼠肺内，制备急性肺损伤肺纤维化大鼠动物模型，来研究黄芪注射液和阿托伐他汀对该大鼠模型的保护作用，结果发现相较于二者单独应用，二者联合应用减轻急性肺损伤大鼠肺纤维化的效果更显著。方阅等[7]采用一次性气管内滴注博来霉素的方式构建急性肺损伤大鼠动物模型，并成功研究了转化血管紧张素转换酶2基因的人脐带间充质干细胞对急性肺损伤大鼠的干预作用。陈骋[26]将脂多糖注入气管，建立急性肺损伤小鼠动物模型；向气管内注射博来霉素，建立慢性肺纤维化小鼠动物模型；并利用上述两种动物模型成功研究了龙胆苦苷对急性肺损伤及慢性肺纤维化的防治作用。

1.4 牛磺胆酸钠诱导的急性肺损伤

急性胰腺炎（Acute pancreatitis，AP）是指由于胰酶异常激活，对胰腺自身及周围器官产生消化作用，胰腺局部炎症反应为其典型特征，严重时甚至可导致器官功能障碍[27]。根据严重程度，急性胰腺炎可以分为：轻症急性胰腺炎、中重症急性胰腺炎和重症急性胰腺炎，其中重症急性胰腺炎占急性胰腺炎的5% ～10%，病死率非常高[27]。肺脏是除胰腺外急性胰腺炎患者最易受到损害的器官[27-28]。重症急性胰腺炎相关急性肺损伤的发生率为15%～55%。研究发现，重症急性胰腺炎伴有急性肺损伤和急性呼吸窘迫综合征是目前导致重症急性胰腺炎病死率较高的主要原因之一，患者在发病第1 周的病死率就高达60%[29]。牛磺胆酸钠常被用来构建重症急性胰腺炎并发急性肺损伤动物模型。唐兴娟等[22]通过胰管逆行注入5% 牛磺胆酸钠构建重症急性胰腺炎并发急性肺损伤动物模型，并成功研究了丙泊酚对重症急性胰腺炎大鼠肺损伤是否具有保护作用。张春等[23]向大鼠胰胆管逆行注入4% 牛磺胆酸钠溶液制备重症急性胰腺炎相关急性肺损伤模型，并成功研究了糖皮质激素对重症急性胰腺炎大鼠急性肺损伤的保护作用。王泽普等[24]采用逆行胰胆管注入4% 牛磺胆酸钠溶液的方法构建大鼠重症急性胰腺炎并发急性肺损伤动物模型，并成功研究了紫草素对大鼠重症急性胰腺炎并发急性肺损伤的抑制作用。

1.5 海水淹溺诱导的急性肺损伤

海洋约占地球表面积的71%，蕴含着丰富的资源。由于科技的不断进步，人类活动逐步从陆地转向海洋，但是伴随而来的海上事故也频繁发生，其中海水淹溺是常见的海上事故。肺脏是淹溺发生时最易受到侵害的器官[30-31]。由于海水具有高渗透压、偏碱性的特性，导致海水淹溺型急性肺损伤（Seawater drowning induced acute lung injury，SWD-ALI）具有病情严重、救治困难的特点，这使其成为海水淹溺的主要死亡原因[10,30-32]。因此，研究海水淹溺型急性肺损伤具有非常重要的现实意义。李聪聪等[8]向大鼠气管内滴入海水建立海水吸入型急性肺损伤动物模型，并成功研究了海水对肺部炎症反应、病理改变和蛋白激酶SPAK表达等的影响。钟旺旺等[9]在大鼠创伤性脑损伤模型的基础上，使用微量泵向大鼠气管泵入配方海水，成功建立了大鼠创伤性脑损伤并发海水淹溺型急性肺损伤模型。韩璐瑶等[10]采用配制海水刺激人肺腺癌肺泡Ⅱ型上皮细胞系A549 细胞的方式建立海水淹溺致急性肺损伤细胞模型；采用向大鼠气管滴注海水的方式构建海水淹溺型急性肺损伤动物模型；并利用上述两种模型成功研究了肌肽和地塞米松对海水淹溺型急性肺损伤是否具有联合治疗作用。

1.6 X 射线诱导的急性肺损伤

放射治疗是多种胸部肿瘤疾病最主要的治疗方式之一，但是在治疗过程中会引起患者不同程度的肺损伤[12-13]。放射性肺损伤在早期表现为急性放射性肺炎，后期表现为慢性放射性肺纤维化[12-13]。慢性肺纤维化一旦形成将难以逆转，甚至会导致死亡[12]。孙慧勤等[11]采用胸部单次照射14 Gy X 射线的方式制备了放射性肺损伤小鼠动物模型，并在照射前采用粒细胞集落刺激因子行小鼠自体干细胞动员，结果发现该粒细胞集落刺激因子预处理可减轻放射性肺损伤，对放射性肺损伤有防治作用。张洁旻等[12]对小鼠全肺进行单次16 Gy X 射线照射，制备了急性放射性肺损伤模型，结果发现姜黄素水杨酰单酯可通过减轻小鼠肺组织辐射诱导的炎症反应来发挥其对急性放射性肺损伤的防护作用。亓润智等[13]采用大鼠单次全胸照射20 Gy X射线的方法制作了急性放射性肺损伤大鼠模型，并成功探究了沙参桔梗汤对放射性肺损伤的治疗作用。

1.7 高氧诱导的急性肺损伤

在临床上，医生经常会要求患有某些疾病的重症患者通过吸入高浓度氧气来维持其生理需求，但高浓度氧气吸入时间过长容易引起高氧急性肺损伤，这会严重影响患者的救治成功率和未来的生活质量，因此高氧导致的高氧性急性肺损伤逐渐受到人们的关注[14]。刘国跃等[3]将大鼠在高氧箱中饲养（氧浓度90% 以上，CO2浓度＜0.5%）48 h，建立了高氧急性肺损伤大鼠模型，随后提取大鼠肺组织中的Ⅱ型肺泡上皮细胞，成功研究了血红素加氧酶-1 对高氧性急性肺损伤大鼠Ⅱ型肺泡上皮细胞凋亡的预防作用。梅鸿等[14]将大鼠置于高氧箱中饲养（氧浓度≥90%，CO2浓度＜0.5%），制备了高氧急性肺损伤大鼠模型，实验结果表明在高氧箱中饲养60 h 时造模效果最佳，此外还发现沙丁胺醇对高氧性急性肺损伤具有治疗作用。张伟等[15]采用给大鼠吸入90% 以上高浓度氧气的方法制备高氧性急性肺损伤动物模型，实验发现miR-21-5p 过表达可抑制高氧性急性肺损伤大鼠Ⅱ型肺泡上皮细胞的早期凋亡。

2 急性肺损伤的发病机制

急性肺损伤的发病机制还没有完全被阐明。除了诱导因素对肺泡上皮细胞、肺毛细血管内皮细胞等的直接伤害，氧化/ 抗氧化失衡、促炎/ 抗炎失衡等分子机制也是公认的急性肺损伤的发病机制。这些因素会破坏肺泡上皮细胞、肺毛细血管内皮细胞，导致肺泡上皮细胞- 肺毛细血管内皮细胞构成的肺基底膜屏障被破坏，大量富含蛋白质的液体从肺毛细血管腔进入肺泡，导致肺水肿、肺气体交换功能下降，出现顽固性低氧血症，进而发展为急性肺损伤，严重者可以进展为急性呼吸窘迫综合征，甚至呼吸衰竭[2,5,17,28,31]。

3 总结

肺作为人体最重要的器官之一，是人体与外界环境进行气体交换的场所，肺脏的健康与否对机体的健康至关重要。急性肺损伤是一种常见的临床疾病，其发病率高、死亡率高，且尚无特别有效的治疗手段。临床上通常采用机械通气和药物治疗相结合的方式来进行治疗，但效果有限，且有一定的副作用。从分子机制上看，氧化/ 抗氧化失衡、促炎/ 抗炎失衡等是其主要发病机制，但是其具体发病机制还有待进一步阐明。动物模型能在个体水平、器官水平、细胞水平上为研究者提供良好的实验材料，因此本文整理了几种常见的急性肺损伤动物模型制备方法，旨在帮助研究者选择恰当的方式造模，这有助于揭示急性肺损伤的发病机制，并为发现有效的预防治疗方法奠定基础。