肺结核动物模型构建

1.急性gan染模型

造模机制详解

结核分枝杆菌（MTB）感染在人类中可以导致活动性结核病（TB）和潜伏感染等多种表现。在构建动物模型时，选择不同品系的动物、使用不同剂量的结核菌以及采用不同的感染途径，都会显著影响模型的建立效果。

为了快速模拟结核病的急性gan染状态，研究人员通常采用高剂量的强毒株对敏感动物进行感染。这种方法能够迅速引发明显的病理变化，便于观察和研究。

在众多动物模型中，小鼠因其独特的优势而成为最常用的MTB感染模型。小鼠对MTB具有高度的敏感性，这使得感染过程更加显著和易于观察。此外，小鼠的遗传背景清晰，便于研究遗传因素在结核病发生中的作用。同时，小鼠相关的检测试剂容易获得，实验成本相对较低，这为大规模的实验研究提供了便利。更为重要的是，小鼠已经具备了比较成熟的基因定向敲除技术，这为深入探索结核病发生的分子机制提供了强有力的工具。

然而，不同品系的小鼠在遗传特性上存在差异，对MTB的敏感性也不尽相同。例如，NIH小鼠和BALB/c小鼠对MTB的敏感性较低；而615和TA1小鼠则存在显著的性别差异。在较为敏感的小鼠品系中，ICR、TA2和DBA/2小鼠的每克脏器含菌量虽然较高，但相较于C57BL/6和昆明鼠，它们仍然显得较低。因此，C57BL/6小鼠因其对MTB感染的高度敏感性而成为了最常用的模型动物。

模型特点

急性gan染发病快、病程短、病情重，具有较高的死亡率。MTB急性gan染模型通常是采用大剂量MTB攻击造成动物机体组织的渗出、坏死或增生。根据机体的免疫反应和变tai反应性、菌量、毒力及组织特性的不同，出现不同的干酪样坏死及渗出为主的病理变化。这些病理变化发生和发展较快，如未采用转归措施，将直接导致动物的死亡。

模型评估和应用

国内对MTB感染动物造模成功的评判指标尚无统一之标准。多数以靶器官组织匀浆培养为主要认定方法，辅之以组织病理观察和脏器重量指数测定，间或使用结核菌素试验及组织标本抗酸染色等方法。

1.靶器官组织匀浆培养颈椎脱白法处死动物，无菌分离脾脏、肺脏等靶器官。将组织利用200目滤网研磨过滤。取100ul悬液稀释至所需浓度梯度，分别从各梯度中取100μl接种到培养基，置37℃培养箱，3-4周后计菌落数。

2.病理组织观察病理切片如观察到较多的结核结节或干酪样坏死及液化灶等典型结核病变可作为造模成功的直接认定方法。但大多数啮齿类动物均缺乏典型病理改变，故常须结合细菌学抗酸染色加以确定。因此，组织病理阳性加上抗酸染色阳性成为最客观、最直接的成功模型确定方法。

3.脏器重量指数测定动物主要脏器重量及脏器指数是药物慢性实验检测的项目，根据脏器重量计算脏器指数可以判断内脏器官病变的性质和程度。当某脏器受结核分枝杆菌H37Rv感染后，该脏器便会增大增重，用脏器的重量与动物体重的值表示感染脏器的病变程度，即脏器重量指数，该指数愈大，则表示病变程度愈重。

计算方法：脏器重量指数＝脏器重量（g)体重（g)x100%.实验动物脏器重量脏器指数是动物实验中常用的重要基础数据，也是MTB感染模型判别的最常用指标。

2.潜伏感染动物模型

MTB潜伏感染是指个体在感染MTB复合群后，处于一种亚临床状态，即没有明显的临床症状、细菌学证据或放射学检查异常，但结核菌素纯蛋白衍生物（PPD）皮试却呈现阳性反应。这种潜伏感染状态与急性gan染存在显著差异，其病因复杂且病程较长。然而，关于MTB如何进入潜伏期以及为何会再激化的具体机制，目前仍知之甚少。

造成这一知识缺口的一个重要原因是缺乏标准化的潜伏感染动物模型。由于缺少这样的模型，研究人员难以准确模拟MTB潜伏感染的过程，进而无法有效评估相关干预措施的效果。此外，对于现有模型反应性的评价也缺乏准确、客观、灵敏的指标，这使得研究进一步受到限制。因此，开发标准化的潜伏感染动物模型并建立有效的评价指标，对于深入理解MTB潜伏感染的机制以及探索防治策略具有重要意义。

（1）低菌量（慢性）感染模型

造模机制详解

研究者对MTB潜伏感染模型的定义侧重于几个核心特点：首先，模型动物的肺和脾组织需要长期维持一定量的结核分枝杆菌（MTB）负载，但这一过程并不导致明显的临床症状；其次，肺组织在潜伏感染状态下不应出现显著的病理学改变；再者，模型应表现为无自主活化现象，即MTB在宿主体内处于静止状态，但可以在特定条件下被诱导活化，从而引发感染。

为了模拟这种自然状态下的潜伏感染特性，研究者采用了低菌量感染模型。这种模型通过给小鼠注射一定量的MTB菌液来建立，过程中没有使用抗结核药物，因此完全依赖于宿主的免疫应答来控制感染。这种模型为我们提供了一个研究MTB潜伏感染机制及其与宿主免疫系统相互作用的宝贵平台。

模型特点

低菌量小鼠模型的建立与感染菌量、途径的选择密切相关，同一途径不同菌量或相同菌量不同途径感染所得的结果是不同的。由于菌量的多少与MTB的致病力、宿主免疫应答的有效建立以及不同感染途径涉及不同的抗原递呈细胞有关，因此MTB感染的最终结果不同。低菌量感染模型无抗结核药物的影响，MTB在较长的时间内维持了一个较低的荷菌水平，模拟了自然状态下人体感染MTB后缓慢发病的过程，是潜伏感染的良好模型。

（2)药物干预的潜伏感染模型

造模机制详解

药物干预下的潜伏感染模型是通过在正常感染MTB后，对动物实施一定时间的抗结核药物治疗来建立的。这种治疗的目的在于使动物达到一种特定状态，即主要脏器在匀浆培养时呈现MTB阴性，从而模拟出MTB的潜伏感染状态。然而，这种模型的一个显著特点是肺内的MTB菌量较低。

由于给药过程中使用了抗MTB药物，这在一定程度上人为地干扰了宿主对MTB的自然免疫反应。这种干预与自然状态下人体感染MTB后潜伏感染的发展过程存在明显差异。因此，利用这种模型进行实验研究时，所得结果的可靠性可能会受到一定影响。

为了获得更可靠的研究结果，研究者需要谨慎地选择和使用这种模型，并在实验设计、实施和分析过程中进行多方面的考虑和评价。通过全面分析实验设计的各个方面，并结合具体的研究目的和需求，研究者可以选择最适合的动物模型来模拟MTB的潜伏感染状态，并据此进行深入研究。

模型特点

MTB干预模型最早是在20世纪50年代提出的，与低菌量小鼠模型最大的不同在于引起的潜伏感染状态需要抗结核药物的诱导。美国Cormell 大学的 Waslsh Mcdermott 最早建立了MTB潜伏感染动物模型，先以一定剂量的MTB攻击动物，再以抗结核药物进行治疗，使得MTB在机体以潜伏状态存在。具体表现为：检测小鼠肺脏、脾脏和肝脏的组织匀浆MTB培养阴性，将其接种到其他小鼠或豚鼠体内也无MTB生长。但停药后2~3个月，利用诱导剂可诱发感染活化。

模型评估和应用

模型评价主要是通过对动物进行病理解剖，肉眼观察结核结节以及干酪样坏死灶。抗酸染色可以找MTB,H&E染色后镜下可以见到结核结节及其内的干酪样坏死灶及其他病理学改变。