本方案在小鼠中诱导急性肺损伤，其病理发生过程与人类观察到的酸性肺炎高度相似。我们通过开放式气管造口术结合环周压力释放，产生最大程度的急性非致死性低pH肺损伤，并考虑了啮齿类与人类在呼吸系统解剖结构上的差异。
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摘要
摘要
酸性肺炎是人类无菌性急性肺损伤（ALI）的主要病因之一。酸性肺炎的临床表现从无症状到急性呼吸窘迫综合征（ARDS）不等，其特征为中性粒细胞性肺泡炎以及肺泡上皮和血管内皮的损伤。临床上，ARDS 的定义包括急性起病的低氧血症、双侧斑片状肺部浸润影以及非心源性肺水肿。人类研究已为我们提供了关于 ARDS 所致肺部生理及炎症变化的宝贵信息，从而提出了多种关于其潜在机制的假说。然而，由于难以确定 ARDS 的病因，以及其病理生理过程的多样性，导致缺乏可用于制定治疗策略的关键信息。
当动物模型的发病机制和病理生理学能够准确再现体外实验和临床环境中已证实的概念时，这类转化型动物模型具有重要价值。尽管大型动物模型（例如，绵羊）在气管-支气管树的解剖结构上与人类具有相似性，但小鼠模型具备诸多其他优势，包括：成本低；繁殖周期短，有利于获取更多数据；免疫系统研究较为深入；基因组特征明确，因而可获得多种基因敲除和转基因品系。一个可靠的低pH值诱导的急性呼吸窘迫综合征（ARDS）模型需要建立一种主要靶向肺泡上皮、次要靶向血管内皮以及通向肺泡的小气道的小鼠急性肺损伤（ALI）模型。此外，该模型应具有可重复的损伤效果，并且在不同致伤与非致伤刺激之间表现出显著差异。
本文介绍的小鼠胃酸吸入模型采用盐酸，通过开放性气管切开术，模拟了可再现人类低pH值肺炎性损伤的致病情况。此外，该模型还可用于研究低pH值损伤与其他肺部有害因素（例如，食物颗粒、致病菌）之间的相互作用。
引言
急性呼吸窘迫综合征（ARDS）以广泛的肺部炎症为特征，临床表现为急性呼吸急促伴低氧血症。这些症状通常在创伤、脓毒症、输血相关反应或误吸等诱因发生后24小时内出现。其组织病理学特征为中性粒细胞肺泡炎（即，广泛性炎症），主要累及肺泡上皮和血管内皮，导致蛋白质渗漏，进而形成透明膜。误吸可分为化学性肺炎或吸入性肺炎。1 胃内容物误吸中的酸性成分既可引起化学性肺炎，也易导致继发性细菌性肺炎的发生。吸入性肺炎是急性肺损伤（ALI）及随后发展为ARDS的主要危险因素之一。2
胃内容物吸入是一种急性事件，定义为将胃内物质（无论是否含有口咽部菌群）吸入至声门以下的气道。吸入物可能包含低pH值的胃液、细菌、血液或食物颗粒。胃内容物吸入常发生于重症监护病房（ICU）患者，这些患者通常处于禁食状态，因此常使用质子泵抑制剂以减少酸性胃内容物的吸入。在美国，ICU人群中急性肺损伤（ALI）的发生率比普通患者人群高2.5至5倍。3 不幸的是，这些易感因素常导致胃内细菌过度生长，可能在吸入事件后引发更严重的肺部后遗症，因为胃内容物吸入是继发性细菌性肺炎（SBP）、急性肺损伤（ALI）和急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的独立危险因素。
胃内容物吸入主要包括两个主要成分：盐酸和胃内容物，后者可能含有....
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方案
在开始操作前，需准备好所有材料和设备，并进行充分整理。操作过程中应确保各步骤之间无缝衔接，以获得一致且可重复的数据。本方案遵循布法罗退伍军人事务医疗中心机构动物护理和使用委员会制定的机构政策。
注意：本方案使用雄性和雌性C57BL/6小鼠。两性之间的白蛋白渗漏无显著差异。
1. 盐酸的配制
- 配制 56.2 mM 盐酸无菌的 通过加入281 µ将1 N HCl加入4.72 mL无菌生理盐水（SNS）中至总体积为L，用1 N HCl滴定至pH 1.25（≈ 0 - 50 µL)
- 在损伤前新鲜配制此溶液。由于低pH值SNS未经过缓冲，可确保盐酸造成的损伤作用是短暂的。
2. 麻醉与气管暴露技术
注意：确保在配备活性炭过滤装置以清除麻醉气体的通风橱内进行损伤操作。由于这是存活手术，维持无菌条件至关重要。操作每只动物前，需佩戴无菌手套，并使用玻璃珠外科器械灭菌器对所有器械进行灭菌。建议使用手术巾隔离手术区域，以保持无菌状态。使用异氟烷作为麻醉气体，因其在血液中的气体溶解度相对较低，可实现快速麻醉诱导以及损伤后快速恢复。
- 首先，在氧气流速为2 L/min、异氟烷浓度为2.75%的麻醉诱导舱中进行麻醉诱导。
- 当小鼠被充分麻醉后（对足以不破坏皮肤或造成深层组织损伤的脚趾夹捏无反应），用一根长约15 ....
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结果
酸吸入性肺炎小鼠模型的肺组织病理学
小鼠按上述方法造模，在低pH刺激后24小时取出肺组织，切片并进行H&E染色（图1）。可见明显的坏死细胞、肺实质结构破坏、肺泡腔内细胞和碎片聚集，以及大量中性粒细胞浸润。与临床上的误吸相似，本模型导致远端肺泡区域出现异质性损伤，表现为散在的中性粒细胞浸润区域和纤维素样蛋白沉积。这一病理表现与人类急性呼吸窘迫综合征（ARDS）患者在组织学上观察到的模式非常相似。
白蛋白渗漏至气道
酸吸入的一个典型特征是血清蛋白渗漏至气道内。通过检测支气管肺泡灌洗液（BAL）中白蛋白浓度，可评估低pH值对肺泡造成损伤后这一病理性反应的严.......
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讨论
本研究旨在建立一种使用胃酸吸入的ALI动物模型，该模型能高度模拟人类在酸性肺炎及继发性ARDS发展过程中出现的病理生理变化。在构建模型时，我们选择了一种动物物种，该物种因其成本低、繁殖周期短，以及具有大量研究工具且免疫系统已被充分了解（例如，单克隆抗体、转基因品系）而能够实现高通量数据采集。
在人体中，胃酸吸入后引起的急性肺损伤（ALI）会严重损害肺泡上皮和血管内皮屏障功能，导致血清蛋白渗漏。支气管肺泡灌洗液（BAL）中的白蛋白已被证明是肺通透性的一个敏感标志物，因为其分子尺寸小于其他血清蛋白。此外，白蛋白可通过多种方法进行检测，从比色法到特异性ELISA检测均可应用。7-9
支气管肺泡灌洗在临床中用于检测肺损伤，因为健康肺部的肺泡腔内仅存在极少量的血浆蛋白和炎症标志物。支气管肺泡灌洗液中血浆蛋白水平升高表明内皮屏障功能受损。10
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披露
作者声明无竞争性财务利益。
致谢
Ravi Alluri 和 Hilliard L. Kutscher 获得露丝·L·柯什斯坦国家研究服务奖（NRSA）机构研究培训资助项目 1T32GM099607 的支持。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 1 cc 注射器 | Becton Dickinson | 309628 | |
| 5 cc 注射器 | Becton Dickinson | 309646 | |
| 22 G × 1 1/2 针头" | Becton Dickinson | 305159 | |
| 26 G × 1 1/2 针头" | Becton Dickinson | 305111 | |
| 1-0 编织丝线缝合线 | 哈佛仪器公司 | 517730 | |
| 3" 弯曲组织齿镊 | 精细科学工具 | 11065-07 | |
| 3" 弯曲组织 "带齿的" 镊子，1 × 2 齿 | Fine Science Tools | 11067-07 | |
| 4" 弯头显微解剖剪 | Fine Science Tools | 14061-10 | |
| 骨剪弹簧剪 | Fine Science Tools | 16144-13 | |
| 3 1/2" 弯型锁扣止血钳 | Fine Science Tools | 13021-12 | |
| 一次性皮肤缝合器 | 3M | DS-25 | |
| 气管插管（20 号 × 1/2 英寸）" 不锈钢管适配器 | Becton Dickinson | 408210 | |
| 60度倾斜解剖板 | |||
| 0.5% 布比卡因 | |||
| 异氟烷 | |||
| 聚维酮碘和 "棉签" 棉签 |
参考文献
- Knight, P. R., Rutter, T., Tait, A. R., Coleman, E., Johnson, K. Pathogenesis of gastric particulate lung injury: a comparison and interaction with acidic pneumonitis. Anesth Analg. 77 (4), 754-760 (1993).
- Raghavendran, K., Nemzek, J., Napolitano, L. M., Knight, P. R. Aspiration-ind....
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重印与许可
