中医基础理论上的实验动物及细胞模型建立理论及方法
中医动物模型是根据中医病因病机理论,利用特定的致病因素,在动物身上复制出与人类疾病症状和病理改变相同或相似的证候。中医动物模型发展于20世纪60年代,最初建立的是阳虚模型,随后逐步建立起了肾虚、脾虚、血瘀等一系列可复制的动物模型。而在此之前,就有人对中药的药理作用进行过动物实验,如20世纪20年代陈克恢与Schmidt、Read等就用动物实验证明了当归粗制浸膏对实验动物子宫、小肠、动脉血管等平滑肌具有兴奋作用。当时的实验研究仅仅借助西方医学来证明中药对实验动物可产生某些药理作用,并未形成完整的可复制的中医动物模型。而中医学者对模型的研究古已有之,早在唐·陈藏器《本草拾遗》中便有记载:“黍米及糯,饲小猫、犬,令脚屈伸不能行,缓人筋故也”,这种模型中医称之为实体模型。由此可见,古代医家已对动物模型有所建树,并且根据动物表现来判断药物的功效作用,进而推广应用于患者。然而,中医最早的模型并不是这些实体模型,而是中医特有的理论体系,即中医理论模型,GTA其为古代医家对高等动物(人)所进行的解剖观察、临床实践后总结并制定出来的多种规范。其中包括中医先哲们所建立起来的“四时五脏阴阳”系统、经络、精气血津液等生理模型,六淫、七情、饮食、劳倦等病因模型,“治病求本”的治疗模型等。这些理论模型集结了中医学者的智慧结晶,为中医几千年的发展提供了理论依据和客观指导,同时为后期中医实体模型奠定了理论基础。
由此看来,从古至今,无论是中医理论模型、实体模型、借鉴西方医学的动物模型,以及20世纪60年代后期所建立的可复制的中医动物模型,在中医药的发展史上都起到了至关重要的作用。就现代中医药发展而言,中医动物模型的研究有助于提高临床疗效、促进中医学的学术发展,对中医临床理论的形成、发展、诊疗水平的不断提高起着重要作用,更是实现中医药现代化的重要依附条件。
(一)中医动物模型的研究思路
1.运用中医整体观念及辨证论治理论复制中医动物模型
中医讲究人体本身的统一性和完整性以及人与自然的相互关系。人体是有机的整体,各组织结构在功能上相互协调、相互作用,在病理上相互影响,因此复制中医动物模型应以整体观念为主导,从脏腑病变着手。同时辨证论治是中医独有的医学体系,也是中医对待疾病的一种特殊认识与处理方法。根据症候表现复制动物模型,进而分析模型动物的组织、器官、系统的生理及病理变化规律,最终揭示中医辨证的实质,为辨证论治提供实验依据。依据辨证论治来进行模型的复制,也是区别于中医动物模型和西药动物模型的标志。如肺气虚模型既有咳嗽、痰饮等呼吸系统的病变,又有神疲乏力、肌体消瘦、神情倦怠、体温下降等神经、内分泌系统及物质代谢系统的症状。慢性胃炎肝郁证既有食少、便稀等消化系统病变,又有神疲乏力、肌体消瘦、神情倦怠、体温下降等神经、内分泌系统及物质代谢系统的症状,同时伴有体重增长迟缓,皮毛蓬松、枯黄,目暗、眯眼,溜边、扎堆等。
2.运用中医病因病机理论复制中医动物模型
导致疾病发生的原因是多种多样的,中医认为六淫、七情内伤、饮食不节、劳倦过度及外伤等都可以引起不同的疾病,因此疾病的病变机制也是复杂多样的,但是复杂的同时也存在着一般性规律。在建立中医动物模型时,要注重中医的临床表现,运用中医病因病机理论,更加准确地掌握致病因素的特点和性质。在选择造模方法时,要考虑中医发病学原理,使造模因素和中医病因相符合。例如:孙广仁等根据“肺气虚弱,寒邪犯肺”的理论,将大鼠进行烟熏和寒冷等刺激,从而建立慢性阻塞性肺疾病(COPD)寒饮蕴肺证大鼠模型。
3.模型症状符合中医临床
建立中医动物模型时要考虑所复制的模型是否符合中医临床。研究中医动物模型是为了更好地了解中医临床疾病的本质,进而预防和治疗疾病。如果建立的动物模型所表现出来的症状与临床病症不符,那复制的模型就毫无意义。但是影响人类身体健康的致病因素十分复杂,远远超出实验室的造模因素,这导致疾病的临床症状表现繁多。因此,要在实验室中将所有症状都表现出来是不现实的,要抓住主要症状来复制模型。如脾虚湿热大鼠模型,大鼠质量增长缓慢,大便不成形或稀便,毛发疏松粗糙,精神萎靡,嗜睡懒动;与临床脾虚湿热证表现食少,腹胀,便溏不爽,身体困重大致相似;但也有模型不易表达的症状,如舌红胖,苔黄滑,脉滑数等症状。
4.模型要建立客观指标,同时具有重复性
在复制中医动物模型的同时,要建立有关中医证候的实验室检查指标。科学、准确地用微观、量化的客观指标表示中医临床症状,是确保中医动物模型成立的关键之一。因此在确定指标时,要选择相关性和特异性较强的客观指标。同时复制的中医动物模型要具有重复性,即在相同的实验条件下能够完全重复,否则所建立的模型没有意义,也不会得到认可。
5.模型要用相应药物进行反证(https://www.daowen.com)
要确保所建立的模型成功,需要用相应的药物进行验证,如果有效,说明模型成功,反之,很难说明模型成立。例如,脾虚证动物模型可以用四君子汤、补中益气汤等健脾理气方药反证。
(二)造模方法
中医学认为导致疾病的原因是复杂多样,如六淫、七情以及饮食、劳逸等,在一定条件下都使人发生疾病而形成“证”。研究中医证候动物模型时,要以中医病因病机理论为准则,准确认识各种致病因素的性质和特点,充分了解邪正斗争、阴阳失调、脏腑气机升降、气血功能紊乱的情况,整体掌握它们所致病症的临床表现,采用各异的方法制作中医动物模型。西医理论体系中动物造模多用机械、物理、化学或生物等方法造成动物组织、器官或全身损伤,以出现类似要研究的人类某疾病的功能、代谢或形态结构方面的变化,进而研究疾病发生发展的规律。中医证候动物模型不能简单照搬西医单一的动物模型,选择造模因素时,要从中医学病因出发;借用现代科技手段和方法时,造模因素和与中医病因病机相接近,这样复制出的模型才接近中医研究的目标,符合中医脏腑各证的要求。如根据“风寒湿三气杂至,合而为痹也”的理论,用人工风、寒、湿环境可造成风寒湿性家兔痹证模型;以中医病机为依据又可造成气虚、血虚、脾虚、血瘀等动物模型。
当然中医临床对具体某一个人或某一群体来说,病因很可能偏于单一。如司机脾虚的病因可能主要是饥饱不均;热病后患者脾虚的病因,可能只是过服寒凉;饥馑患者脾虚的病因,绝大多数可能只因营养不良。但动物模型的证候强调典型性,同时也需要缩短制作时间,故总以多因素为宜。有时多因素可能与单因素并无太大差异,故应与各单因素单独造模做对照,以确认各因素的作用权重。
理论上可以利用中药的偏性造模,如以大剂量寒凉药物灌服致脾阳虚等,只是对拟研究药物的影响难以评估。七情是中医证候的主因之一,王米渠教授通过“恐伤肾”肾虚证对大鼠子代动物行为的研究,已经证实心理、情绪因素也可复制于动物体。
(三)动物选择
选择动物应综合考虑证候评估指标、具体项目的特定观察指标及动物生理特点等问题。例如,猪的皮肤结构与人相似,适合制作温病模型观察汗出,其舌象与人相似适合于模型舌象观察;体形较大的动物适合于做按摩治疗研究;豚鼠耳蜗较为敏感,常用于“肾主耳”的研究。体质、年龄等是中医证候形成不可忽视的因素,也是证候模型选择动物的考虑因素。现代医学动物实验学有关从动物生理特性、研究指标、实验技术操作、自然发病等方面选择动物的原理也应该为证候模型研究中动物的选择所遵循。
目前,造模中存在的问题繁多。首先是所用动物种类繁杂,如脾虚证所用动物便有大鼠、小鼠、豚鼠、兔子、驴等;其次是许多人类的致病因素是否适合于动物,这还有待深究。就脾虚证而言,饮食生冷、感受湿邪、忧思过度等均是病因,但这些未必适用于低等动物,如鼠类所食必生冷,喜食苦寒,爱居湿地。这些都有待于通过大规模的系统研究加以合理评估。
(四)评价指标
证候评价指标同样应在对证候分析而形成清晰明确概念的基础上,参考中医及兽医的经验,选用较为公认的指标确认模型的成立;具体项目的特定观察指标则根据研究的性质和目的(病理、药理或模型)而确定。前者是后者的基础。
从证候角度设计的指标和现代病理角度设计的指标,二者要有机地结合成一个体系,二者不能互相代替。从说明中医证候问题的角度出发,证候角度设计指标的重要性往往大于一部分现代病理角度设计的指标。中医证候临床实质研究发现,其现代医学实验指标的变化往往处于正常值的范围之内。所以,中医证候动物模型不一定有西医的病理学指标或形态异常。
总之,动物证候模型的评价依据必须与临床诊断依据一致,尽管动物和人之间存在具体差异,但是模型的评价依据只能在上述前提下做一些非原则性的变通。舌象、脉象是中医临床辨证的重要指标,在动物模型上应尽量应用。舌象研究已较多,从初步研究结果及中兽医知识可以看出:动物即使小如小鼠,也可作舌象观察;动物的舌象生理、病理变化规律与人类相似;动物舌象的组织病理研究促进中医舌象研究的发展;猪的舌组织结构与人最为相似,进行舌象观察最理想。脉象也有专门模型,除脉象仪外,脉象在较大动物如驴、犬才可观察到,其可信度不如舌象。症状是形体上表现出的病理状态,在中医证候的临床诊断中起着最重要的作用,因此,中医证候动物模型的评价依据不能忽视症状,可以借鉴中兽医经验。另外,治疗的反证也是衡量模型成功与否的一个必要的、普遍的标准。目前,已经公认的与证之间具有相关性的客观指标,可以辅助动物证候模型的评价。