动物模型的定义与意义
(一)动物模型的定义
模型主要有两层意思:①标准模式和风格。②根据物体的结构和形状按比例制作的物体,通常用于展览或实验。模型就是对原型某些特征的模拟或角色塑造。造模是人类认识自然和塑造人工自然过程中的伟大创造。通过建立或选择具有相似客体的模型,对模型进行实验研究,然后将研究结果和对象进行类比,以达到探索对象的目的。生物模型在医学研究中应用最为广泛,是一种典型的自然物质形成的天然模型。生物体通常具有与人体相似的器官和功能。所以,在人体研究中,往往需要以某种生物体为模型,借助生物模型获得和加深对人体的认识。
目前,生物模型已从动物模型和微生物模型发展到细胞模型,但最基本和最常用的模型仍然是动物模型,主要是哺乳动物,如狗、猴、兔、猫和鼠等。
动物模型制作是医学动物实验时常用的一种方法。它是指利用人工方法使动物在机械、化学、物理和生物等因素的作用下,使动物全身或某些组织器官发生一定的损伤,出现在人类疾病作用下的形态结构或新陈代谢方面的变化。该方法可用于观察人体特定病理性状态的发生、发展和转归,为疾病的防治,药物的筛选和新药应用提供实验依据。西医学动物模型的研究以疾病的生理病理变化为基础,分为急性动物实验模型和慢性动物实验模型,应用范围主要包括实验生理学、实验病理学和实验治疗学等。
虽然中医动物实验在古代就已经存在,但近50年来,经过老一辈中西医结合专家们的不懈努力得到了快速发展,中西医结合动物模型被逐步建立起来。这些模型利用动物来表现研究对象的某些特点,比如中医学概念中的疾病、证候、症状、体征、功能、方药以及各种治疗方法,从而获得相关的生理学和病理学知识。在中医研究中,慢性动物实验方法被广泛应用,即复制各种慢性疾病的动物模型,观察疾病的发生、发展规律,研究各种实验治疗措施的效果,进而探索中医理论的现代科学基础。利用中医动物模型进行实验研究是一项多领域和多学科的工作。动物模型的复制涉及医学基础和临床学科,但其目标是确定的,即发展中国的医药产业。因此,在具体实践中,必须以中医理论为指导,强调以中医药理论体系为核心,研究中西医结合。
(二)动物模型的特点与意义
中医学理论具有独特的整体观念和辨证论治,这与现代医学在疾病的诊断和治疗上有很大的不同。所以,用于中西医结合研究的动物模型从一开始就具有明显的中医特色。中医药学研究中,模型制作的方法、思路以及应用范围都与西医学有显著区别。
动物模型的发展使中医理论研究打破了古代生物学的现象学阶段,发展成为可控的和可观察的实验研究。理论假设通过模型得到了证实,客观事实通过因果分析得到了解释,新的认识得到了发展。这是一个中医客观化的过程,中西医结合模型研究是这一过程的研究手段之一。
动物模型起到了中间作用,使中医理论研究涉及多层次的形态学和生物化学等多个层面,赋予不确定的“象”以指标体系,使中医理论具备可检验性。例如,脾虚证不能得到人体各器官的病理数据,通过建立脾虚证动物模型,可以了解死亡模型动物全身各器官及组织细胞超微结构的变化,探索其细胞化学、生物化学和免疫学等方面的改变。
在建立动物模型的过程中,利用多学科技术,按计划探索控制条件和控制因素,以拓展中医理论的内涵,促进中医药现代化。为了建立中医动物模型,除了理化和生物等因素外,还可以从生理学、病理学、细胞学、分子生物学和免疫学等不同角度对模型进行观察和检测。通过数理统计和计算机等手段对数据进行处理,形成中医与多学科的交叉点,产生新的边缘学科,如中医统计学、免疫中药学和时间中医学等。同时通过模型和临床的比较,赋予中医新的理念,了解上述各个方面的内在变化,使具有一致特征但属于客观描述的藏象学说和经络学说向微观层面发展。这也是宏观与微观相结合、证候客观化和指标定量化相结合的中西医结合的具体过程。
(三)借鉴西医动物模型
中医动物实验的目的,主要分为两种,一是揭示中医学基础理论的现代本质,如证本质;二是探讨中医药治疗手段的作用机制。对后者而言,直接利用相关的西医模型进行研究,并不会影响我们对药物的开发及其他治疗手段作用机制的探讨,如研究中药治疗实验性关节炎的效果,大柴胡汤治疗实验性急腹症的作用等。但在某些病、证尚无相应的中医动物模型的情况下,旨在揭示中医病、证的现代本质和客观规律的研究方面,不宜简单地把西医疾病模型看作中医病证模型,因为这两种系统在理论和临床上有很大的不同。对于病因和病机完全相同的西医已经确诊的同一种疾病,可以采用不同的治疗方法,如肺结核中医认为可分为肺阴两虚和气阴两虚等不同证型,并可采用不同的方剂辨证施治;同样,在西医看来完全不同的两种疾病,如果其病因和病机完全相同,中医可以采用相同的治疗方法。这就是中医“同病异治”和“异病同治”的典型特征。但西医的一些疾病与中医的病证关系密切,如冠心病心绞痛,属于中医“胸痹”“心痛”和“真心痛”等范畴。中医学对其治疗已经获得显著疗效。如果我们想通过动物实验进一步探索中医不同证型发生发展的内在机理,就像我们可以对人体冠心病心绞痛进行辨证分型一样,也可以对冠心病心绞痛建立不同证型的动物模型,并进行鉴别和分类。如通过冠状动脉结扎术和垂体后叶素法等造模,比较其与中医辨证分型对应的症状和体征进行中医“辨证”,并检查临床指标以及药物治疗反应等。中医辨证论治的客观依据同样是心肌缺血的心绞痛,由于造模方法和施加因素的不同,其模型不可能完全相同,因此中医可以将其分为不同的证型。推而广之,如果我们能逐步确认现有的西医疾病动物模型属于或接近哪些中医证候,并加以改进,就会产生大量的病证结合模型,这可能是研究中医动物模型的一条捷径。
中药动物模型的开发也应在引进过程中进一步完善。中医理论与西医理论应有深层次的相通性。中、西医学的理论与发展有着相同的现象。人为地划分中西、医界限,不利于中医基础研究和临床学科的发展。中医动物模型的测量标准主要在于模型模拟的程度,而不在于模型的建模方法。西医的高血压病遗传模型、DNA小鼠白血病模型和肿瘤基因小鼠模型可用于中医药的研究和开发,这些疾病的模型也可通过进一步改造建成证候模型,从而使西医动物模型转化为中医证候模型,这种制造模型的能力也是中医药实验科学发展的一个标志。此外,实验研究方法并不是发展中医药的唯一途径。实际上,中医学的某些问题难以进行实验研究,动物模型方法也不是万能的,所有的模型都有局限性。只有通过各种研究方法的配合,中医药实验研究才能上升到一个新的水平。