非人灵长类动物局部脑缺血模型的研究进展 本文关键词：灵长类，研究进展，局部，模型，动物本文介绍：摘要：因为多项转化研究的失败，卒中诊疗专业委员会提议，应该在非人灵长类动物局部脑缺血模型上进行临床前研究。采取血管内介入方法制备局部脑缺血模型和人类卒中发病过程一致，而且还能够进行血管内介入诊疗，所以是模拟缺血性脑卒中发病和诊疗过程的最好动物模型。现在研究采取多个血管内介入方法制备模型，结果也不一致本文内容：摘要：因为多项转化研究的失败，卒中诊疗专业委员会提议，应该在非人灵长类动物局部脑缺血模型上进行临床前研究。采取血管内介入方法制备局部脑缺血模型和人类卒中发病过程一致，而且还能够进行血管内介入诊疗，所以是模拟缺血性脑卒中发病和诊疗过程的最好动物模型。现在研究采取多个血管内介入方法制备模型，结果也不一致，本文将对血管内介入方法制备的非人灵长类动物进行，对多种模型的优缺点和潜在应用进行分析。另外，本文还依据不一样类型的栓子，不一样的闭塞部位，异常的血流动力学和可能的应用范围进行深入的分析。选择适宜的非人灵长类动物模型将有利于推进转化研究开展。关键词：卒中；动物模型；非人灵长类动物；卒中是成人致死、致残的关键原因。多年来，已经有1000多个神经保护药品在细胞和啮齿类动物模型上证实有效，但转化到临床应用中却均以失败告终1.其中主要的原因是人类和啮齿类动物存在巨大的种属差异，而非人灵长类动物 nonhumanprimates,NHPs 在组织结构、免疫、生理和代谢等方面和人类高度近似，所以美国卒中诊疗专业委员会提议，新的神经保护药品进行临床试验之前，在NHPs模型上进行临床前研究2-3.大脑中动脉 middlecerebralartery,MCA 是人类脑缺血的多发部位，绝大多数的脑缺血模型全部是针对MCA展开的。NHPs局部脑缺血模型的建立方法可大致分为血管内介入方法和开颅手术方法，其中血管内介入方法的模型制备过程和脑卒中的发病过程很相同，所以值得尤其关注4.根据血管再通情况，NHPs局部脑缺血模型可分为缺血再灌注和永久性缺血两类。本文将就血管内介入方法制备NHPs局部脑缺血模型的最新进展进行总结和分析。1永久性脑缺血模型永久性缺血模型是指制备局部脑缺血模型后不能或无须进行干预，不会出现自发再灌注的方法。制备NHPs永久性缺血模型所用的栓子包含线栓、聚苯乙烯球、黏合剂等。经过微导管将上述栓子注射到NHPs的MCA,栓子闭塞血管区域将出现局部脑缺血，而且即使给溶栓药品也不会实现再通5-7.该方法含有目标血管闭塞完全，梗死灶明确等优势。最初研究采取黏合剂作为栓塞物质，经过微导管将黏合剂注射到NHPs的MCA区域，随即影像学验证黏合剂闭塞MCA分支，磁共振成像 magneticresonanceimaging,MRI 证实出现梗死灶。不过，该研究发觉梗死灶大小 差异很大，提醒注射的黏合剂并未在注射部位局部闭塞血管5.所以，闭塞部位的不确定性造成模型症状和梗死灶的不均一性。今后研究中，Zhang等6采取丝线作为栓塞物质，经过微导管将丝线送至MCA分支M2段的远端，她们发觉恒河猴脑缺血模型梗死灶较小，而且模型出现对侧神经功效缺损的症状。为了更加好的控制侧支代偿血流的作用，Tong等7采取丝线作为栓塞物质，经过微导管将丝线送至MCA分支M3段，以后撤出微导管至M1段，在此置入丝线。该研究发觉，经过该方法能够降低侧支血流对于梗死灶的影响，梗死灶位置和大小相对恒定7.在永久性缺血模型中，经过微导管辅助，栓塞物质能够正确闭塞MCA分支血管是制备NHPs脑缺血模型的关键。该模型的缺点是因为栓子不是血栓，尚不能进行缺血性脑卒中的溶栓、取栓等诊疗。所以该模型能够很好的诱导局部脑缺血的发病过程，不过不能模拟干预过程。另一个制备NHPs永久性脑缺血的血管内介入方法是经过微导管注射微球。Cook等8研究发觉，向食蟹猴颈内动脉注射10个直径400m聚苯乙烯微球后，成功制备局部脑缺血模型。食蟹猴模型在基底节和内囊区域出现显着的梗死灶，出现显着的对侧神经功效缺损症状。不过，注射10个直径200m聚苯乙烯微球后仅出现轻微神经功效缺损症状；注射10个直径100m聚苯乙烯微球未出现神经功效缺损症状，即使增加到20个微球也未出现症状8.该研究提醒，直径400m聚苯乙烯微球能够闭塞食蟹猴MCA的主干，造成对应区域的梗死。另一项研究中，Sato等9向食蟹猴颈内动脉注射直径50m琼脂糖微球后，模型并未表现局部脑缺血症状，MRI检验显示NHPs模型表现为腔隙性脑梗死。因为尚不能准确控制微球的闭塞部位，因此这类模型的梗死部位不确定。不过，注射微球所致的局部脑梗死，能够模拟临床缺血性脑卒中支架置入或取栓诊疗过程中微栓子脱落而造成脑梗死的病理过程。2缺血再灌注模型伴随介入医学技术和设备的快速发展，更多的研究采取可回收的介入装置，包含微导管、微球囊、弹簧圈等，制备NHPs缺血再灌注模型。理论上置入上述装置后能够造成局部脑缺血，撤出装置后能够实现血管再通。该模型含有梗死部位、梗死时程可控、撤出介入装置后能够实现再通等优点，所以，多项研究采取这类方法。微导管方法采取微导管制备NHPs局部脑缺血模型相对简便和经济。deCrespigny等10将微导管置于食蟹猴MCA的远端分支，阻断局部血流3h,MRI检验显示模型动物出现梗死灶。今后，其它研究也采取该方法制备NHPs局部脑缺血模型11.不过，deCrespigny等10的研究仅报道模型出现较小的梗死灶 ，提醒微导管并未完全闭塞目标血管。今后，Wu等12研究采取外径更大的微导管 Rebar18 制备NHPs局部脑缺血模型，即使采取相同的闭塞部位和时间，该研究发觉较大的梗死体积 ，显著超出闭塞血管的供血区域，提醒微导管完全闭塞目标血管，造成局部血流显着改变。所以，选择适宜的微导管、最好的闭塞位置成为该方法制备NHPs模型的关键。微球囊方法利用血管内神经介入技术将球囊导管置入MCA后，加压后充盈球囊能够闭塞MCA,释放压力后撤出球囊能够实现再灌注。Gao等13采取球囊导管置入的方法，短暂闭塞恒河猴MCA2h成功制备缺血再灌注模型，梗死灶关键在基底节和内囊部位，模型动物出现对侧肢体瘫痪症状。另一项研究采取相同的球囊导管，短暂闭塞狒狒MCA3h也成功制备缺血再灌注模型14.上述两项研究表明，球囊导管能够成功制备NHPs缺血再灌注模型。不过，因为上述研究所用球囊导管直径和NHPsMCA近端直径靠近，所以，球囊导管只能闭塞MCA近端或颈内动脉 internalcarotidartery,ICA 远端血管，梗死灶通常较大，症状较重。弹簧圈方法利用血管内神经介入技术将导管准确置于MCA特定位置后，释放弹簧圈能够精确闭塞MCA,解压弹簧圈后能够实现局部血流再灌注。Zhang等15采取弹簧圈置入方法，短暂闭塞恒河猴MCA的M1段，缺血2h后收回弹簧圈，实现再灌注，MRI检验显示梗死灶在基底节区域，模型能够长久存活。Guo等16采取相同的方法，短暂闭塞恒河猴M1段2h后成功制备缺血再灌注模型。Zhao等17采取相同的方法，短暂闭塞恒河猴M2段2h后也可成功制备缺血再灌注模型，和M1段闭塞模型相比，M2段模型的梗死灶较小、症状较轻。所以，弹簧圈方法能够精确控制闭塞部位、闭塞时程，最终梗死灶大小和闭塞部位直接相关。上述三种方法经过介入装置的置入和撤出，成功模拟血栓形成和溶栓/取栓过程。不过，因为血管介入装置对于局部血流和血管壁的影响，可能出现血管痉挛、局部血栓形成等不良反应，影响模型制备的一致性。一项研究报道，采取球囊导管制备NHPs局部脑缺血模型后，即使撤出球囊导管实现MCA的完全再通，不过病理学结果显示，深穿支动脉出现局部血栓形成18.采取上述方法制备的NHPs缺血再灌注模型，易于控制缺血时间和或缺血部位，能够实现血管再通。3血栓模型缺血性脑卒中发生的关键原因是血栓形成和栓子脱落，而针对血栓进行的化学溶栓或机械取栓是现在缺血性脑卒中的关键诊疗方法19.采取血管内介入方法制备NHPs局部脑缺血的血栓模型，既能够模拟脑卒中的发病过程，也能够模拟脑卒中的诊疗和干预过程。所以，这种NHPs模型是和脑卒中发病、诊疗关系最亲密，也是最含有转化前景的动物模型20.早期NHPs血栓模型研究发觉，因为不能精确控制外源性血栓在MCA的位置，因此梗死灶位置和大小很不一致。kito等21向食蟹猴MCA注射单条10cm长的血栓后成功制备局部脑缺血模型，模型动物在基底节、皮层等部位出现梗死灶，出现行为、意识、感觉等异常表现。该项研究即使控制外源性血栓的负荷量，不过病理学检验发觉，外源性血栓并未完全在注射部位。Gauberti等22在结扎MCA近端和远端的基础上，注射外源性凝血酶诱导局部血栓形成，成功制备恒河猴MCA主干血栓形成的局部脑缺血模型。不过，上述两项研究均报道，注射血栓压力增大后，外源性血栓存在破碎的风险，造成梗死部位的不确定性。Wu等12参考啮齿类动物研究中制备白血栓的方法，改善NHPs自体血栓制备方法，提升了恒河猴自体血栓的韧性。注射单条血栓后发觉，血栓在MCA的M1段或M2段，其中M2段血栓闭塞模型能够长久存活，表现对侧上肢神经功效缺损，不过M1段血栓闭塞模型脑缺血症状严重，含有较高的死亡率12.溶栓或取栓诊疗是急性缺血性脑卒中的标准诊疗方法。所以，能够在NHPs血栓模型上模拟溶栓或取栓诊疗，评定新型溶栓药品或设备。Qureshi等23报道，制备食蟹猴MCA血栓模型后，接收动脉给溶栓药品 t-PA 诊疗的模型血管再通百分比更高。不过，该研究每组仅纳入4只模型动物，所以，并未进行统计学分析。另一项研究，制备食蟹猴MCA血栓模型后，经动脉给尿激酶进行溶栓诊疗，这么能够降低梗死体积、改进意识状态和运动功效24.上述研究证实，NHPs血栓模型能够成功模拟缺血性脑卒中的发病和诊疗过程，给溶栓诊疗后能够降低神经功效缺损。经过血管介入方法制备的NHPs血栓模型含有最靠近临床发病、诊疗过程的优点，不过血栓模型依然存在闭塞部位不完全精确、血栓自溶、血栓延伸等不确定原因，所以，尚需辅助其它方法克服上述缺点4.另外，因为NHPs的MCA直径较小，即使血栓能够闭塞MCA,现在临床常见的取栓支架尚不能经过NHPs的MCA.所以，制备更小的取栓支架后才能在NHPs血栓模型上进行取栓试验。4NHPs模型制备中血流动力学改变MCA通常是制备NHPs局部脑缺血模型的目标血管，同时MCA闭塞时间、程度也是关系模型术后存活、症状轻重的关键原因25.因为MCA供血区域广泛，同时发出豆纹动脉等穿支动脉，所以，临床研究发觉，MCA主干闭塞后，患者将发生“恶性脑梗死”,预后不良26.制备NHPs局部脑缺血模型的研究通常选取青年或中年动物，无其它基础疾病，MCA主干闭塞后，假如没有良好的侧支循环，NHPs模型易于死亡。所以，制备NHPs永久性脑缺血模型的研究通常选择M1段的远端或M2段作为闭塞部位，避免闭塞MCA的主干。这么能够保障MCA主干通畅，避免出现“恶性脑梗死”.NHPs缺血再灌注模型也仅仅闭塞MCA主干23h,以后血管再通，保障MCA主干通畅4,27.其次，血管内介入方法所用装置和栓子 血栓或其它栓子 ，全部将显着影响局部脑血流。上述装置和栓子作为外源性异物，全部能够触发血小板凝集，形成新生血栓，造成模型症状加重28.所以，采取血管内介入方法制备NHPs模型过程中，应该尤其关注模型局部脑血流的改变。5动物伦理问题NHPs研究应该严格遵守试验动物伦理委员会的要求，达成“3R”标准。首先，所用神经保护药品应经过细胞模型、啮齿类