荨麻疹俗称风团、风疹团,是一种常见的皮肤病,是由于皮肤、黏膜小血管扩张及渗透性增加出现的一种局限性水肿反应。临床上表现为大小不等的风团伴瘙痒,约20%的患者伴有血管性水肿[1]。根据荨麻疹的病程,以6周为界可分为急性荨麻疹和慢性荨麻疹。10%~20%的人一生中至少有过一次荨麻疹发作,急性荨麻疹的终生患病率为20%[1],我国慢性荨麻疹的发生率为2.6%[2]。荨麻疹的发病率日益增多,对其发病机制的探索已是近年来医学研究的热点,动物模型是医学研究的重要手段和发展基础,有助于更方便、有效地认识人类疾病的演进规律并研究防治对策,因此建立可较好覆盖临床发病情况的的荨麻疹动物模型尤为关键,但目前研究中使用的造模方法较为分散且与临床吻合度不高,亟待对国内外荨麻疹动物模型造模进一步归纳、总结,形成有参考价值的指导意见以助于未来研究。动物模型在荨麻疹领域的应用已取得较为广泛的探索,王月铭等[3]、WANG等[4]使用被动皮肤致敏模型造模,李翔子等[5]、冯群等[6]使用主动皮肤致敏模型造模,但目前荨麻疹动物造模方法各异且局限于模拟荨麻疹发病的部分环节,此外,实验动物种类、年龄、造模时间等造模要素尚未形成规范,导致模型成功标准尚无统一的评价指标,因此荨麻疹模型难以规范化。已有研究对荨麻疹动物模型的方法进行综述,探讨了造模方法的分型及各型的优缺点,但均未关注具体的造模要素[7-8]。目前,有必要将文献计量研究方法应用于荨麻疹的动物模型,有助于研究者更直观地了解该领域的研究现状,选择合适的造模要素。因此,本文对荨麻疹动物模型的国内外研究现状进行数据梳理,从实验动物品种、年龄、等级、性别、造模方法、造模时间、检测指标等方面进行归纳,探讨目前不同造模方法的优势与不足,为荨麻疹动物实验造模方法、检测指标及评价方法提出合理建议,为新的治疗方法、药物研发提供可参考的模型基础。1 资料与方法1.1 检索策略计算机检索中国知网(CNKI)、万方、维普(VIP)、中国生物医学文献数据库(CBM)、Web of Science、Embase、PubMed数据库,搜集荨麻疹动物实验,检索时限从建库到2022年7月13日。检索采取主题词和自由词相结合方式。中文检索词包括荨麻疹、风疙瘩、风疹、风疹块、鬼风疙瘩、寻麻疹、风团、瘾疹、慢性荨麻疹、慢性自发性荨麻疹、动物模型、动物实验、动物试验、动物模式、动物研究、大鼠、小鼠、豚鼠,英文检索词包括"Urticaria、hives、Urticarias、Chronic Urticaria、Chronic Urticarias、Chronic Inducible Urticarias、Chronic Spontaneous Urticaria、Chronic Spontaneous Urticarias、Idiopathic Chronic Urticaria、Idiopathic Chronic Urticarias、Chronic Idiopathic Urticaria、Chronic Idiopathic Urticarias、Autoimmune Urticaria、Autoimmune Urticarias、Chronic Autoimmune Urticaria、Chronic Autoimmune Urticarias、Animal Experimentation、Animal Research、Animal Experiments、Animal Experiment、Animal Model、Animal Models、Laboratory Animal Model、Laboratory Animal Models、Experimental Animal Model、Experimental Animal Models"。1.2 纳入标准①已公开发表的以荨麻疹为疾病模型的动物实验研究,包括药物或药物成分的疗效及作用机制研究,疾病的发病机制研究,疾病动物模型的研究等;②同一研究团队针对同一机制研究的不同文献归为一项研究;③文献语种限定为中文和英文。1.3 排除标准①综述、系统评价和Meta分析、医家经验、个案报道、理论探讨、述评、临床研究及会议论文等;②重复发表的文献;③无法获取全文或信息不全的文献;④荨麻疹动物研究相关体外实验或非荨麻疹疾病模型。1.4 文献筛选与资料提取由2名研究者独立筛选文献、提取资料并交叉核对。如有分歧,则通过讨论或与第三方协商解决。文献筛选时首先阅读文献标题,初步排除不相关文献后,进一步阅读摘要和全文以确定是否纳入。如有需要,通过邮件、电话联系原始研究作者获取未确定但对本文研究非常重要的信息。资料提取内容包括发表时间、文献来源、动物情况、造模方法、造模时间、检测指标。1.5 统计学方法详细阅读文献,对文献中涉及的发表时间、文献来源、动物情况、造模方法、造模时间、检测指标等逐一录入Excel建立数据库,进行归纳及量化分析,并采用GraphPad Prism 8进行文献筛选流程图绘制。2 结果2.1 荨麻疹动物模型文献筛选结果及主要研究内容通过检索CNKI、万方、VIP、CBM、Web of Science、Embase、PubMed数据库共获得2 193篇文献,去除重复文献294篇,通过阅读题目和摘要剔除综述、个案报道、系统评价、指南216篇,会议论文8篇,临床研究230篇,无法获取原文的文献3篇,与荨麻疹动物模型无关的文献1 326篇,最终筛得116篇,进行模型研究的统计(若一篇文献中含有多个实验且各实验造模方法不同,则按照实验数量计),共得到129个动物实验。文献筛选具体流程及结果见图1。在129个动物实验中,涉及荨麻疹发病机制18个,荨麻疹动物模型构建方法13个,中药治疗荨麻疹87个,西药治疗荨麻疹1个,针灸治疗荨麻疹10个。10.13422/j.cnki.syfjx.20230618.F001图1文献筛选流程及结果Fig.1Literature screening process and results2.2 荨麻疹动物模型文献发表时间由表1可看出,1978—2000年以来荨麻疹相关动物实验发文上下浮动,年均发文量在1篇左右;2000—2018年呈上升趋势趋势,波动在4篇上下;2019—2022年呈明显上升趋势,荨麻疹研究开始受到越来越多的关注。10.13422/j.cnki.syfjx.20230618.T001表1荨麻疹动物模型发文量时间分布Table 1Time distribution of number of articles published in animal models of urticaria年份发文数量年份发文数量年份发文数量197812003620135198422004220143198522005520154198612006420163198812007520173199322008720183199522009320199200022010520201620012201142021132002120122202211篇2.3 荨麻疹动物模型文献来源纳入的116篇文献中,根据发表类型分为4类。其中学位论文33篇,占比最高(28.4%),其次为北大核心30篇,占比25.9%,普刊27篇,占比23.3%,SCI 26篇,占比22.4%。2.4 荨麻疹动物模型文献动物情况将129个动物实验中的全部实验动物种类进行统计,共有小鼠7种(包括未注明小鼠品种)、大鼠2种、猕猴1种和豚鼠1种,其中使用最多的是KM小鼠(35次,27.1%),其次为SD大鼠(29次,22.5%);实验动物性别以雌雄各半(75次,58.1%)为主,雄性(31次,24.0%)、雌性(10次,7.8%);文献中明确提及的动物等级多为SPF级(45次,34.9%);多选用动物年龄在6~8周(19次,14.7%)和8~10周(13.2%)。见表2-表5。10.13422/j.cnki.syfjx.20230618.T002表2荨麻疹动物模型造模动物品种Table 2Animal models of urticaria modeling animal species动物类型品种发文数量/篇占比/%小鼠BALB/c小鼠2116.3KM小鼠3527.1C57BL/6小鼠32.3ICR小鼠21.6NIH小鼠21.6基因缺陷的小鼠21.6HR-1无毛小鼠21.6未说明品种小鼠10.8大鼠SD大鼠2922.5Wistar大鼠1511.6豚鼠1612.4猕猴10.810.13422/j.cnki.syfjx.20230618.T003表3荨麻疹动物模型造模动物年龄Table 3Age of modeled animals in urticaria animal model年龄发文数量/篇占比/%4周10.86~8周1914.78~10周1713.212~16周21.6未注明9069.810.13422/j.cnki.syfjx.20230618.T004表4荨麻疹动物模型造模等级Table 4Animal models of urticaria modeling dynamic grade等级发文数量/篇占比/%SPF级4534.9清洁级1310.1普通级10.8一级标准21.6未注明6852.710.13422/j.cnki.syfjx.20230618.T005表5荨麻疹动物模型造模动物性别Table 5Sex of modeled animals in urticaria animal model性别发文数量/篇占比/%雌性107.8雄性3124.0雌雄各半7558.1未注明1310.12.5 荨麻疹动物模型文献造模方法将纳入的129个动物实验中涉及造模方法的参考文献[7-8]进行分类,共得到6种常应用的荨麻疹动物模型。依次为被动皮肤致敏模型(44次,34.1%)、主动皮肤致敏模型(33次,25.6%)、磷酸组胺致敏模型(15次,11.6%);非免疫性接触性模型(17次,13.2%);免疫性接触性模型(12次,9.3%);免疫性接触性模型(8次,6.2%),见表6。10.13422/j.cnki.syfjx.20230618.T006表6荨麻疹动物模型文献造模方法Table 6Modeling methods in literature for animal models of urticaria造模方法发文数量/篇优点缺点被动皮肤致敏模型44蓝斑面积的大小,可作为反应强度的指标,继而判定皮肤过敏反应的程度只能模仿荨麻疹部分临床表现,对佐剂有一定依赖性且佐剂配置方法繁琐,短时间无法模拟血清免疫球蛋白(Ig)E变化的免疫学反应主动皮肤致敏模型33造模时间较长,可较好模拟临床荨麻疹发病时血清IgE的变化对致敏物激发时间、剂量要求高,把握不当可能会导致动物死亡,无法有效全面地观察到阳性症状的发生过程[9]磷酸组胺致敏模型15可模拟荨麻疹发病的特定环节,效率高,且在构建动物模型时成功率较高无法完全复制人类荨麻疹发病,与临床荨麻疹患者的真实状况还存在有较大的差距非免疫性接触性模型17致敏物直接涂抹于耳廓两面,操作简便,复制率高耳朵肿胀度需多次测量,操作繁琐免疫性接触性模型12造模后动物的症状、行为、病检贴合荨麻疹临床特征操作较为复杂复合型模型8采取西医实验动物模型+中医证型模型的复合实验模型,具有中医特色比起单纯的荨麻疹模型,过程更为复杂,且影响因素多2.6 荨麻疹动物模型文献造模时间由于复制的荨麻疹动物模型种类、造模方法、选择致敏的部位、致敏物注射方式的不同而导致风团、瘙痒等指征出现的时间也不相同,成模时间最长可达31 d,最短不少于1 d。其中被动皮肤致敏成模时间大多为14~16 d (39次,30.2%);主动皮肤致敏成模时间大多为10 d (22次,17.1%);磷酸组胺致敏和非免疫性接触性模型成模时间大多为1 d(14次,10.9%);免疫性接触性模型成模时间大多为1~3 d(11次,8.5%),复合型模型因其结合不同的中、西医模型,成模时间跨度较大,5~31 d不等。2.7 荨麻疹动物模型文献造模检测指标2.7.1 造模成功检测指标将129个动物实验中的全部造模成功指标分别从行为指标、表观指标、病理指标进行分类统计。行为指标主要是人为观测激发后30 min内动物安静状态下的搔抓、舔体。将后爪从地板上抬起,搔抓或舔舐,然后把爪子放回地板上或者把爪子放进嘴里,无论在这两个动作之间发生了多少次搔抓或舔舐,均记为1次[10]。统计得出,纳入文献中,搔抓(42次)、舔体(2次);表观指标包括耳肿胀(19次)、皮肤蓝斑面积(16次)、风团(10次)、足肿胀(4次);病理指标包括皮肤病理改变(40次)。累计频数133次,其中最多的为表观指标(49次,36.8%),其次为行为指标(44次,33.1%),最后为病理指标(40次,30.1%),见表7。10.13422/j.cnki.syfjx.20230618.T007表7造模成功检测指标Table 7Indicators of successful mold-making test造模成功指标具体指标发文数量/篇占比/%总占比/%行为指标搔抓4231.633.1舔体21.5表观指标风团107.536.8足肿胀43.0耳肿胀1914.3皮肤蓝斑面积1612.0病理指标皮肤病理改变4030.130.12.7.2 其他检测指标将129个动物实验中的全部检测指标进行分类统计,若同一样本被用于检测不同的指标,如皮肤组织既做病理学观察又做免疫组化,则分别进行统计;若同一样本被用于检测多个同类型指标,如血清同时检测白细胞介素-4(IL-4)、P物质(SP)、γ干扰素(IFN-γ)、5-羟色胺(5-HT)等,则把这些指标统一归为血清指标。结果显示,共有4种不同类型的指标,累积频数194次,其中较多的有血清(109次,56.2%)、皮肤(71次,36.6%),见表8。10.13422/j.cnki.syfjx.20230618.T008表8其他检测指标Table 8Other testing indicators部位检测指标频数/次百分比/%皮肤皮肤组织肥大细胞脱颗粒情况4236.6皮肤中嗜酸粒细胞蛋白X(EPX)、肿瘤抑制素M受体(OSMR)、微管相关蛋白1轻链3B(LC3B)、泛素结合蛋白p62(p62)、p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)、细胞外调节蛋白激酶抗体1/2(ERK1/2)、核转录因子-κB(NF-κB)、磷脂酶Cγ(PLCγ)、二脂酰甘油(DAG)、蛋白激酶C(PKC)、磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)、磷酸化磷脂肌醇3-激酶(p-PI3K)、蛋白激酶B(Akt)、磷酸化蛋白激酶B(p-Akt)、维甲酸相关孤核受体γt(RORγt)、叉头框蛋白P3(FoxP3)、磷酸化酪氨酸激酶(p-Lyn)、磷酸化脾酪氨酸激酶(p-Syk)的蛋白表达11皮肤组织嗜酸性粒细胞表达情况6皮肤组织辅助性T淋巴细胞(Th)1/Th2淋巴细胞表达5皮肤组织炎症因子水平:IL-1、IL-4、IL-6、IL-23、IL-17、IFN-γ2皮肤组织组胺2皮肤中趋化因子配体5(CCL-5)、细胞表面趋化因子受体3(CCR3)抗体、蛋白酶激活受体2(PAR-2)、蛋白激酶C(PKC)mRNA表达3血清血清炎性因子:IL-1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-6、IL-9、IL-10、IL-17、IL-18、IL-22、IL-23、白三烯B4(LTB4)、前列腺素D2(PGD2)、SP、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、IFN-γ和白细胞介素-1β(IL-1β)4356.2血清组胺浓度18血清免疫球蛋白(IgE,IgG,IgM和IgA)44血清磷脂酰肌醇二磷酸(PIP2)、三磷酸肌醇(IP3)、钙调神经磷酸酶(CaN)水平3血清中T淋巴细胞CD4+、CD8+细胞阳性率1脾脏脾淋巴细胞上清液中IL-6、LTB4炎性因子33.6脾脏Janus激酶1(JAK1)、信号传导及转录激活蛋白3(STAT3)、RORγt、FoxP3 mRNA表达2脾脏转化生长因子(TGF)-β蛋白表达1脾组织T细胞凋亡1外周血外周血嗜酸性粒细胞、嗜酸性粒细胞趋化因子表达23.6外周血中Th1/Th2淋巴细胞表达2外周血单核细胞CD4+CD25+调节性T细胞(Treg) mRNA表达1外周血嗜碱性粒细胞的SP和神经激肽受体1(NK1R)的表达1外周血中IL-4、D-二聚体、白细胞计数(WBC)、血小板计数(PLT)表达水平13 讨论荨麻疹是以皮肤瘙痒、风团发作或伴有血管性水肿为特征的皮肤病,其反复发作,可发生于任何年龄段。据报道,荨麻疹对于个体的生理健康、心理状态、独立能力和社会关系有显著影响[11]。目前荨麻疹发病机制、治疗方案的相关研究已取得一定进展,但如何制定具有针对性的解决方案仍在探索之中[12]。欧洲过敏与临床免疫学会(EAACI)/全球过敏与哮喘欧洲网络(GA2LEN)/欧洲皮肤病论坛(EDF)/世界过敏组织(WAO)荨麻疹指南认为荨麻疹是由肥大细胞和嗜碱性粒细胞中组胺和其他炎症介质的异常释放所导致。尽管目前肥大细胞脱颗粒的近端机制研究较多,但诱发荨麻疹肥大细胞激活的信号边界不清,且具有异质性和多样性,这使得荨麻疹的发病机制复杂且不明确。目前的荨麻疹研究集中在3个主题上:①表征所涉及的细胞和介质,例如IL-3、TNF-α等;②肥大细胞活化的机制,即细胞内信号转导途径的研究;③自身免疫过程,不同类型荨麻疹因其不同的自身免疫的过程伴随不同的抗体生成,例如Ⅰ型过敏反应产生IgE抗体,Ⅱ型过敏反应产生IgG抗体[13]。分型繁多、发病机制复杂、遗传因素与个体差异造成了当前荨麻疹研究的困难。动物实验是机制研究、临床新药研发的重要基础,因此了解动物实验的研究情况、建立与临床吻合度高的动物模型有助于为临床治疗提供可靠的科学证据。发文时间、文献类型可以在一定程度上反映荨麻疹动物模型的研究现状;动物品种、造模方法、造模时间等造模要素有利于建立与临床吻合度高的动物模型。由此,选择合适的造模要素不仅可以判断模型的成功与否,对机制研究和新药研发也有重要的实用价值。据本文统计,荨麻疹实验动物多选用雌雄各半的KM小鼠和SD大鼠。不同性别动物在解剖生理特征上的差异会影响到实验中对处理因素的反应,如果只用一种性别,可能会影响结论的可靠性,所以生物医学实验研究要求雌雄兼备且雌雄个体数量大致相等[14]。既往研究发现,大鼠体积大,采血量大;适应性较强,容易饲养;且脏器与人类相似性较高[8]。小鼠体积小,易于操作,且和人类免疫系统之间具有极高的相似性[15],因此鼠类过敏反应的试验结果很可能适用于人类。KM小鼠和SD大鼠较为常见且价格低廉,常被用于模拟人类荨麻疹模型。另外,实验动物的等级、年龄也是影响动物实验模型实用价值的重要因素。但纳入研究中,仅少部分研究对实验动物的等级、年龄作出严格限制,在这部分研究中,实验动物多为SPF级、6~8周或8~10周。同种动物在不同的生长发育时期,生理功能有很大差异。实验常要求用发育成熟的健康成年动物,小鼠成熟年龄在6~8周,大鼠在10~12周[16],因此该年龄段常被选择建立荨麻疹动物模型。此外,实验动物按所携带微生物的情况分为普通级、清洁级、SPF级和无菌级动物。在实验动物等级的选择上,SPF级动物排除了传染病和寄生虫等干扰因素,实验结果更为准确可靠[17],推荐其成为荨麻疹动物模型建模的首选等级。但需要指出的是,纳入的研究中,仍有大部分研究并未对动物年龄、等级作详细叙述,建议今后的相关基础研究参考《ARRIVE声明》[18]进行报告。目前荨麻疹动物模型的造模方法有被动皮肤致敏模型、主动皮肤致敏模型、磷酸组胺致敏模型、非免疫性接触性模型、免疫性接触性模型、复合型模型6种,被动皮肤致敏模型是目前使用最多的造模方法。被动皮肤过敏试验是将致敏动物的血清(内含丰富的IgE抗体)注射于正常动物,IgE与皮肤肥大细胞的受体结合,使之被动致敏。当致敏抗原激发时,引起局部肥大细胞释放过敏介质,导致局部血管的通透性增加。通过伊文斯蓝等染料注入可以显现渗出的皮丘,形成蓝斑,根据蓝斑范围,判定过敏反应程度的试验方法[19]。常用的致敏物质有牛血清蛋白和卵白蛋白,有研究表明,SD大鼠对卵白蛋白的敏感性更好,因此卵白蛋白是被动皮肤致敏模型中的常用致敏物[20]。经研究发现,卵白蛋白的有效致敏依赖于佐剂的应用,佐剂可增强荨麻疹反应率,增加蓝斑直径,反之亦反[21]。但采用腹腔注射方式时,佐剂的慢性刺激会导致大鼠肠黏膜炎性粘连、睾丸红肿、体质量下降等不良影响[22]。值得注意的是,即使采用同一种造模方法,选择相同的致敏药物,不同团队的研究使用的致敏剂量、血清浓度、间隔时间、注射方式等造模要素也存在差异,更规范、完善的造模方法仍在不断探索中[20-23]。现有的造模方法局限于模拟荨麻疹发病的部分环节,无法完全模拟人类荨麻疹的发病全过程。每个环节有其对应观察的靶向指标,因此造模周期往往并不相同,例如磷酸组胺直接注射于皮内,模拟Ⅰ型变态反应组胺升高的环节,造模周期往往为1 d[24-25];而主动皮肤致敏通过间隔给小鼠腹腔注射卵白蛋白和氢氧化铝悬液的混合液反复致敏,模拟Ⅰ型变态反应IgE抗体产生,造模周期则为10 d左右。纳入的研究中,部分慢性荨麻疹研究使用10 d造模方法[26-28],仅模拟单个发病环节,短时间的造模能否很好地覆盖慢性疾病的特征,还需更多实验进一步验证。将主动、被动皮肤致敏模型相结合,既能够从表观上观察到皮肤蓝斑形成,又能从病理上模拟血清IgE升高,相较于其他造模方法,不仅能够直观地过敏程度,而且模拟了荨麻疹发作的免疫学反应,提高了临床吻合率,但该方法致敏次数、激发时间等具体造模要素仍需更多研究探索。不同的造模方法不仅会导致造模时间的差异,其对应的检测与评价模型是否成功的指标也不同,目前荨麻疹动物模型并无统一规范,也未形成统一的评价指标。本次数据分析中造模成功的指标大体分3类,以表观指标最多,行为指标次之,少见检测病理指标。风团是荨麻疹的典型特征[29],蓝斑面积可以直观地反映过敏程度;风团与蓝斑是目前判断荨麻疹造模是否成功的重要指标。痒症是荨麻疹发作时的具体表现,对瘙痒持续的时间和搔抓的次数进行观察,可从定量的角度对痒症进行评估。表观和行为指标有助于从宏观层面了解荨麻疹发生;但从微观层面剖析疾病发展过程,病理指标则是荨麻疹诊断的金标准,因此观察皮肤组织病理改变(致敏部位皮肤细胞间隙明显肿胀、细胞结构层次显著紊乱,皮肤真皮层细胞间隙见大量的炎症细胞浸润[30])也尤为必要。荨麻疹作为一种变态反应性疾病,与其发病机制相关的其他指标也有一定的检测意义,例如皮肤组织肥大细胞脱颗粒情况、血清中的炎性介质LTB4、组胺、5-HT、PGD2、P物质、TNF-α、IFN-γ和IL-1β等。因此,基于本次数据分析,本文提出判断模型是否成功至少应当包括以下4个方面:①行为学观察;②表观测量;③皮肤病理切片观察、炎性介质、炎细胞浸润;④免疫指标测定,如血清IgE、外周血Thl/Th2测定等。综上所述,近年来,荨麻疹领域得到越来越多的关注,研究热度呈上升趋势,实验动物多选择雌雄各半的KM小鼠及SD大鼠,采用被动皮肤致敏模型来造模,但造模具体方法、造模时间及评价标准均缺乏统一标准,目前更倾向于从行为、表观、病理3个方面来进行评价,与发病机制相关的免疫学指标、炎症指标等也可作为参考。目前国内外对荨麻疹动物模型发病机制、治疗方案仍需进一步探索,因此建立贴合临床特点、符合荨麻疹发病全过程的动物模型是今后努力的方向。以期通过本文的简要阐述能为荨麻疹动物模型建立提供一些方法学的参考。

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