2024年3月22日
每年,失血性休克在全球造成190万人死亡。小型动物常被用作失血性休克模型,但存在标准化、可重复性和临床相关性方面的局限,从而限制了其应用价值。本文介绍了一种在大鼠中建立新的具有临床相关性的失血性休克模型的方法。
每年全球约有200万人死于失血性休克。我们正在研究失血性休克的病理生理机制,旨在发现新的治疗靶点,从而提出创新的治疗策略。失血性休克本身是一种复杂的临床状况,其特征为血流动力学紊乱,伴随代谢损伤和器官功能障碍。
实验方案的多样性使得其研究更加复杂。在本研究中,我们拟建立一种可重复、标准化且具有临床相关性的大鼠失血性休克模型。我们希望该失血性休克模型能够成为未来研究中的标准模型之一。
采用标准模型将有助于推动该领域的发展,至少因为它能够实现不同研究之间关于出血性休克工作的结果比较。首先,在手术过程中,将润滑的直肠探头插入麻醉大鼠体内以监测其体温。在麻醉大鼠右下颈部锁骨上方的颈区定位后,使用DeBakey无创镊子轻轻夹住皮肤,并用精细锐利的剪刀或手术刀进行精确切口。
使用标准齿状镊子轻轻切开组织。找到颈静脉,并从其肌肉包膜中轻柔分离。用4-0丝线缝合线结扎颈静脉远端,确保牢固固定。
使用持针器将缝线张紧于颈静脉。在颈静脉近端侧放置一根4-0缝线,并打一个外科结但暂不收紧。使用Vannas显微解剖剪,在颈静脉上做一个小切口。
用小镊子小心夹住静脉壁后,将PE50导管插入颈静脉。轻微推进导管,为确认其位置正确,可抽出少量血液后再重新注入。收紧先前准备好的结,以固定导管。
在切口区域滴加一滴利多卡因。用湿润的无菌纱布覆盖切口。使用德贝基无创镊夹住左腿斯卡帕三角区的皮肤,用精细锐利的剪刀或手术刀进行切开。
使用标准纹式镊子轻柔地分离组织。找到股三角区,并将一把镊子置于三角下方。然后用第二把标准纹式镊子小心地将动脉与神经及股静脉分开。
在股动脉远端放置一根4-0缝线,并用持针器夹住缝线,使股动脉处于张力状态。接着,在股动脉近端放置另一根4-0缝线,打一个外科方结但暂不收紧。夹闭血管后,使用Vannas显微解剖剪在股动脉上做一横向切口。
用标准齿状镊夹住动脉壁,用镊子夹持导管插入股动脉。轻轻松开动脉夹,确保血液未反流进入导管。若信号良好,将导管稍向前推进入动脉,并拉紧先前准备好的外科结。
向大鼠注射肝素,并在切口区域覆盖一块湿润的无菌纱布。稳定10分钟后,连续记录5分钟的基础血流动力学数值。为诱导出血性休克,使用1 mL注射器在5分钟内从股动脉抽取5 mL血液。
在室温下配制50%乳酸林格液与50%采集血液的混合液。将装有该混合液的2 mL注射器连接至颈静脉导管末端。在维持出血性休克状态时,当平均动脉压超过38 mmHg,从股动脉抽出200 µL血液。
若压力低于32 mmHg,则通过颈静脉注射200微升50%血液与50%乳酸林格液的混合液。用纱布对尾部进行无菌准备后,使用针尖从尾端采集一滴血液,以测定外周血乳酸水平。最后,使用20 mL注射器通过颈静脉导管,以注射泵输注乳酸林格液对大鼠进行复苏。
出血性休克处理后,夹闭麻醉大鼠的颈静脉。从静脉中移除导管。结扎后,应确保血管无血液渗漏。
现在,使用5-0无菌缝线通过皮下和皮肤缝合关闭切口区域。用10%聚维酮碘溶液对术区进行消毒。使用装有26号针头的1 mL注射器,皮下注射布托啡诺。
苏醒后,将大鼠放置于其笼子内的加热垫上。在诱导出血性休克16小时后,从尾端采集一滴血液以测定血乳酸水平。将麻醉后的大鼠置于手术台上,并插入直肠探头。
进行颈动脉插管时,使用DeBakey无创镊夹住皮肤,用精细锋利的剪刀或手术刀在颈部正中做切口。用标准型镊子轻轻钝性分离组织,分开唾液腺并切开气管肌,以暴露气管环。
使用标准纹状镊将左侧颈动脉与神经分离,并用4-0丝线在远端结扎。接着,在动脉近端放置缝合线,打一个外科手术结但暂不收紧。夹闭后,使用Vannas显微解剖剪剪开颈动脉。
使用标准手术镊轻轻夹住动脉壁以扩大开口,并用提供的导管进行动脉插管,操作时用镊子夹持导管。轻轻松开动脉夹,确保血液不会反流进入导管。确认获得正确的血压信号后,将导管稍向前推进入动脉,并拉紧先前准备好的外科结。
假手术组与出血性休克组的基础平均动脉压相似。出血性休克诱导后24小时,由于舒张压降低,出血性休克组的平均动脉压显著下降。各组之间的收缩压、脉压和心率未观察到变化。
尽管休克指数保持不变,但在出血性休克组中,改良休克指数显著升高。作为全身性代谢功能障碍指标的乳酸血症,在出血性休克后显著升高,并在出血性休克持续16小时后进一步上升。在出血性休克诱导后16小时,体温和呼吸频率(全身炎症反应综合征的标志)在各组之间无明显变化。
行为学评估显示,出血性休克组的行为评分升高,提示其姿势和活动发生改变。
本文介绍了一种用于研究出血性休克的新型大鼠模型,旨在克服小动物模型的局限性,提高研究的标准化程度和临床相关性。
标准化的临床前模型对于降低出血性休克(一种复杂且高死亡率适应症)治疗假设的风险至关重要。该大鼠模型可对病理生理机制进行可重复的探究,并对候选干预措施进行定量评估。其临床相关性和可重复性有助于在早期药物发现阶段进行可靠的靶点验证和项目筛选。
该模型连接了早期发现与临床前验证,支持在出血性休克研究中进行先导化合物鉴定和机制研究。