变应性鼻炎(allergic rhinitis,AR)在耳鼻咽喉科是一种常见病,是由致敏原引起体内变化而引起的鼻黏膜慢性炎症反应性疾病,主要的临床表现有鼻塞、流鼻涕、鼻痒、打喷嚏,以及嗅觉功能障碍等, 近年来随着工业化程度的发展,生态环境的恶化,AR 的患病率在全球有增长的趋势,据国外统计,其发病率为10%~40%。变应性鼻炎已成为全球性健康问题。目前已用于变应性鼻炎造模的实验动物种类繁多,所选动物有豚鼠、大鼠、小鼠及新西兰兔等。本实验使用卵清蛋白诱发C57小鼠建立变应性鼻炎动物模型, 对其症状学、病理生理学进行观察,并对IL-4、IFN-γ水平进行检测,为该病的临床研究提供依据。
材料与方法
1.材料
(1)实验动物:采用清洁级、8周龄雄性C57BL6系统小鼠,体重在16-20g左右,共24只,购于广东省实验动物中心。在空调动物房饲养,自由饮水,恒温恒湿的环境下,SPF级固体饲料,适应性饲养7天后开始正式实验。24只小鼠随机分为2组:实验组、对照组,每组12只。另有2只体重250-300g的SD大鼠(购于广东省实验动物中心),饲养条件相同,避免接触过敏原,被动皮肤过敏反应 (passivecutaneous anaphylaxis reaction, PCA)备用。
(2)主要试剂:致敏原为卵清蛋白(OVA ),购自上海欧韦达仪器科技有限公司(日本和光纯药工业株式会社生产);佐剂为氢氧化铝(上海化工试剂总厂)。IL-4、IFN-γ的ELISA试剂盒均购置美国R&D公司。
2. AR模型的建立:
(1)致敏:实验组小鼠用OVA 10ug、AI( OH) 2mg加入生理盐水0.1ml比例制成混悬液,自第0天开始腹腔注射,隔天1次,共7次。对照组用生理盐水代替同法注射。
(2)激发:PCA试验成功后,以OVA 1g:生理盐水10ml溶液, 用微量加样器,每侧鼻腔4ul激发,每1d激发1次,连续激发7次。对照组以生理盐水代替卵白蛋白滴鼻。
3.观察项目:
(1)症状学观察:从造模第1天开始观察动物行为、状态、体征、摄食、饮水、大小便性状、体温、体质量等,并在每次鼻腔致敏后,观察记录10min内小鼠鼻清涕量、喷嚏及搔鼻次数,采用叠加法计算总分,总分大于5分为模型成功。
(2)PCA反应实验:
在基础致敏完成后第2天,从各组中随机取4只小鼠,取眼底静脉采血0.3ml,将血液离心,取血清40ul并用生理盐水按1:4,1:16,1:64,1:256的比例进行稀释,取备用的2只SD大鼠,背部毛剃掉,用红色油笔在背部划数个直径为1.5cm的圆圈,间隔2cm,将不同浓度的血清各0.1ml在圆圈内皮下注射,48h后,将伊文斯蓝10mg,OVA2mg溶解于1ml生理盐水中,并注射于大鼠的股静脉里,半小时后处死大鼠,观察背部皮肤,测量蓝斑直径,若注射血清部位出现蓝斑,且直径大于5mm判定为阳性反应。证明有OVA特异性抗体,造模成功。
(3)测定细胞因子IL-4、IFN-r:
末次激发12h内,腹腔注射水合氯醛麻醉,摘眼球取外周血,并于3000r/min离心收集血清。用酶联免疫吸附法(ELISA)测定细胞因子IL-4、IFN-r。具体操作步骤遵照ELISA测定说明书,采用Mod-el550型酶标仪检测和数据采集。
(4)病理学观察:
采血后,断颈椎处死小鼠,小心取出取小鼠鼻中隔前中部粘膜,用4%多聚甲醛缓冲液固定、5%甲酸脱钙,经脱水包埋、切片、HE染色,高倍镜下观察肥大细胞、嗜酸性白细胞、嗜碱性白细胞的浸润情况。
4.统计分析
采用SPSS 16·0统计软件包, 分析研究实验前后动物症状的变化及各项理化指标,全部数据统计学分析,以P0.01为差异有统计学意义。
结果
1.症状评分:
实验组12只动物在激发后,小鼠频频用前爪抓鼻端两侧,并伴有喷嚏声,清水鼻涕较多,评分都大于5分,造模成功。对照组仅轻度抓鼻,且喷嚏少,无流涕,评分均小于5分,造模未成功。且对照组的抓鼻次数和喷嚏次数在激发后10分钟内显著低于实验组的次数(P<0.01)。
2.PCA实验结果通过
PCA实验发现,以实验组小鼠血清接种的SD大鼠背部均出现蓝圈,直径在4-7 mm,而对照组仅见红斑或蓝点,基本上无蓝圈反应,说明实验组小鼠血清中IgE效价较高。
3.测定细胞因子IL-4、IFN-r:
IL-4含量实验组和对照组分别为(18.64±9.5)pg/ml、(8.26±4.50)pg/ml,IFN-r含量实验组和对照组分别为(10.28±8.5)pg/ml、(4.63±6.8)pg/ml,实验组IL-4和IFN-r含量与对照组之间有显著性差异(P<0.01),显著高于对照组。
4.病理学结果
模型组鼻黏膜下组织间质水肿,小血管扩张,血管内及组织固有层内可见以嗜酸性粒细胞为主的炎症细胞浸润。对照组动物鼻黏膜上皮结构完整,排列均匀,黏膜下层未见组织间隙水肿和血管充血,仅见少量炎症细胞浸润。
讨论
本实验采用腹腔注射和滴鼻激发的方法,可较好地保证模型局限于变应性鼻炎的表现。根据症状评分,PCA反应阳性以及病理学显示以嗜酸性粒细胞为主的炎性细胞浸润,证明选用C57小鼠可以成功建立变态反应模型,且相对于其他动物,C57小鼠的费用低,可以大大降低实验的费用。
末次激发12h内外周血淋巴细胞产生的细胞因子IL-4和INF-γ均高于正常对照组,说明IL-4和INF-γ在AR炎症发生中起重要作用, 符合人类变应性鼻炎的发病过程, 但人类变应性鼻炎INF-γ存在时相性变化,所以本实验仍有不足之处,需进一步改进,但本实验造模方法仍是可行的。
参考文献
[1]张范英,韩德民,诸小侬,等.辣椒辣素治疗试验性变应性鼻炎的组织病理学及免疫组织化学研究[J].中华耳鼻咽喉科,1999,34: 2292231.
[2]Tanaka K,Okamoto Y,et al.AnasalAllergyModelDeveloped in the Guinea Pig by Application of 2, 4-Toluene Disoey-anate [ J]. Int AllergyAppl Immuno,l 1988,85(4): 392-397.
[3]扬瑞嘉,黄志纯.变应性鼻炎动物模型的建立及评价[J].国际耳鼻咽喉头颈外科杂志,2007,31(2):87-89.