小型猪毒理学研究

来源:《小型猪医学研究模型的建立与应用》 发布时间:2016年12月08日 浏览次数: 【字体: 收藏 打印文章

从各种实用角度考虑,小型猪均可作为替换犬的实验动物。在新药开发的临床前急性、亚急性和慢性毒性研究中,小型猪的应用也日益增多。相反,小型猪作为药物早期发现阶段模型和药效学模型仍较为有限,其主因则是药物早期发现阶段的药物供应量较为有限。一般而言,药物早期发现阶段一般均采用体外模型、离体模型或啮齿类动物模型。当候选新药从发现阶段推进至临床前开发阶段,且放大药物的制备规模时,才逐渐采用小型猪、犬和猴之类的大动物模型。在食品安全性研究领域,因为猪与人均为杂食动物,其消化道特性也极为相似,故此在新型食品的发现阶段和法规性毒理学评价阶段,均可以小型猪为实验动物开展相应的评价与研究。此外,食品安全性研究中还积累了大量的小型猪历史对照背景数据资料。小型猪的绝大多数毒理学实验终点的背景数据也较为充分,包括眼科学、临床病理学、心电图、器官重量和生殖参数等,有利于研究结果的解释。现有的科研文献中,业已报道过小型猪不同器官系统生理功能、生化等方面的正常值,以及自发性和药物诱发性的组织病理学基础数据。

(一)给药途径

可通过各种途径对小型猪给药,从标准的给药途径(如经口、皮下、皮内、静注和肌注)到不太常用的给药途径(如输注、阴道给药、鼻内、吸入等)均可采用。小型猪体型较大,可采集足够的血样,以备各种检测。任何实验动物给药过程中均会遇到一系列的实际问题,小型猪也不例外。经口给药是最常用的给药方式,小型猪经口给药可采用灌胃或药膳形式的经饲料给药两种方式,清醒小型猪在经口灌胃时可能会诱发动物应激。此外,若将大剂量的药物装入胶囊内给药,对此犬的耐受性较强,而小型猪的耐受性则较弱。无论是胶囊的型号,还是胶囊的数目,犬对胶囊的耐受性均优于小型猪。小型猪缺乏足够大的外周静脉,只能通过预先植入导管的方式进行反复静注给药。采用标准的食物诱导法,训练小型猪接受经口或经皮给药也较为方便。同法还可用于诱导小型猪自行走上体重秤称重。小型猪的捉拿方式较为直接,但需要较好的技术、耐心和经验。技术娴熟的技师,可以像抓取犬一样方便地捉拿小型猪。响片训练之类的操作性条件反射型动物驯化技术,目前也已广泛用于给药和采样等实验操作中,既可减少动物和实验操作者的应激水平,又可减少完成基本实验操作所需的实验人数。小型猪的静注给药既可采用静脉推注,也可采用连续输注。输注时可采用蠕动输液泵,并用吊床保定动物,必要时,还可采用移动式蠕动输液泵。

(二)临床观察和采样技术

小型猪的一般毒性研究中,也需要应用临床体征、体重、眼科学、心电图之类的毒性试验常规观测项目。此外,现有的文献中也已报道过多种小型猪的血液学、临床化学的历史对照数据资料。必要时,也可加测一些免疫毒性的参数。组织病理学主要观察组织器官形态学方面的变化,以确定损伤的性质、有无、剂量反应关系,在毒理学研究中发挥着重要的作用。

(三)尸检步骤

标准化的组织检查单(涵盖毒理学研究的国际性指导原则中规定的组织)包括:肾上腺、主动脉(胸主动脉)、骨(右股骨的内侧髁,包含膝关节)、脑、附睾、食管、眼(包括晶状体和视神经)、胆囊、心(含主动脉弓)、肾、肝(全部的主叶)、肺(颅叶和尾叶)、淋巴结(右颌下淋巴结和肠系膜淋巴结)、乳腺、肌肉(右侧股四头肌)、卵巢、胰腺、甲状旁腺、垂体、前列腺、唾液腺(右腮腺和颌下腺)、坐骨神经、精囊、皮肤、小肠(十二指肠、空肠和回肠)、大肠(盲肠、结肠和直肠)、脊髓(胸段和腰段)、脾、胸骨(用于分析骨髓)、胃、睾丸、胸腺、甲状腺、舌、气管、尿道膀胱、子宫(子宫角和子宫颈)、阴道和脊椎骨(胸段和腰段)。此外,还需留取大体观察异常组织的标本。

对小型猪进行尸检时,首先应当考虑到小型猪与其他非啮齿类动物之间的主要差异。这些差异主要涉及胃肠道、胸腺、甲状腺、甲状旁腺和脑。小型猪的盲肠和结肠均极大,而结肠的形状为螺线形。胸腺的绝大部分位于颈区,其余部分则位于胸腔内。然而,与其他动物的病理学检查相似,小型猪胸腺显微镜检对象也是处于胸腔内部分的胸腺。小型猪的甲状腺位于气管的腹侧和胸廓入口的颅侧。变异的甲状腺,其左右两叶则融合成为一个器官。90%的情况下,小型猪的甲状旁腺并未嵌入甲状腺内或者与甲状腺相连接,而是位于胸腺的颅侧。甲状旁腺通常均位于胸腺的最颅侧,并处于舌骨的尾侧。此外,小型猪甲状旁腺常常被胸腺组织覆盖且与其颜色相同,大体尸检时难以识别。一般而言,确定两侧甲状旁腺的位置需要一定的技巧。为此有人专门设计了一种5~7月龄小型猪甲状旁腺的采样和组织学修切方法。即先找出颈动脉分支在胸腺颈部的插入点,再标记和采集甲状旁腺。经技术改进后,可找出毒性研究中所有动物的甲状旁腺。小型猪的肺窦和较厚的骨骼均发育良好,导致其颅骨的脑覆盖区较厚,故此其取脑(大脑、小脑和延髓)操作较为复杂。首先应清除颅骨外的皮肤、双眼和肌肉组织,再用摆动锯作5个切口。前两个切口从枕骨大孔的背外侧开始,切向左右两侧的颞区。另两个切调口从左右两侧的腹内侧开始,切向眼腔内视神经的入口。最后,在嗅球正前方沿水平方向作一个横向切口。据此可松动颅骨的脑覆盖区,再将螺丝刀、解剖凿或类似的器具插入横向切口内,将整个颅骨完整地取出,且不损伤脑组织。组织的采样顺序应确保死后变化最快的组织最先采样。此类组织包括胃肠道和双眼,因为胃肠道黏膜可快速地尸解,而双眼则易发生视网膜脱落。

出现大体观察异常时,详细记录其大小、颜色、质地和其他的描述性特征。应当分别在打开腹腔、胸腔和颅腔后进行大体观察。而器官外观则应当原位观察并描述。此外,在采集显微镜检查的组织器官标本时,应当确保采样顺序的高度标准化,以免带来采样误差。

所采集的组织器官标本,应当在溶于中性磷酸盐缓冲液的4%甲醛中固定;而双眼应固定于Davidson固定液内,睾丸则应固定于Bouin固定液内,肺脏则应通过气管进行灌流固定。组织经过标准方法修切后,再包埋于石蜡内。切片的名义厚度为5μm,并经过苏木精和伊红(HE)染色。骨组织经甲醇固定后,应当以醋酸脱钙。

(四)组织病理学

因为小型猪在毒理学研究中的应用尚未普及,故此迄今为止仍未制订小型猪病理学诊断的标准术语和阅片分析的规范。目前病理学背景数据积累最全、经时最长的是哥廷根小型猪。该品种小型猪饲养于屏障系统内,无猪的细菌性、病毒性和寄生虫性疾病。自发性组织病理学病变较少,且一般呈局灶性和轻度。最常见的显微镜检异常为单核炎性浸润细胞在不同组织的局灶性蓄积,且未见性别和年龄差异。炎症的浸润部位主要为间质或脉管周围,罕见于器官的实质部。炎症浸润的组织包括肾上腺、大脑、附睾、食管、肾脏、肝脏、肺脏、下颌腺、脑膜、腮腺、直肠、胃、睾丸、舌和阴道。此种单核细胞浸润在其他动物中也较为常见,可能属于正常免疫状态的反应。

另外,在哥廷根小型猪的毒性病理学评价时还需注意以下几种自发性病变:

1.血管炎(散在型、局灶型、坏死性和类纤维蛋白性),可发生于各种动脉或者小动脉。

2.睾丸小管发育不全。

3.骨髓脂肪组织浆液性萎缩伴细胞数减少,主要出现于股骨和胫骨。此种病变主要出现于雄性小型猪,且可能与饲养过程中的限食有关。

4.出血综合征,并伴有广泛的血小板减少,可能与免疫复合物型超敏反应相关。

5.自发性肾小球肾炎,伴继发性肾小管间质损伤。另外,小型猪饲养过程中均进行预防性补铁,故此病理学检查常可观察到铁沉积,且铁的沉积量与补充右旋糖酐铁的剂量成正比。小型猪食管上皮的自发病变,则与家猪中的相关损伤相似,其中过度角化的发生率较高,可能与喂食细磨口粮或块状饲料有关。而尤卡坦小型猪则几乎未见可能影响毒理学实验结果解释的背景损伤,唯一的例外是轻度鼻炎,与猪的包涵体鼻炎相关。

Baidu
map