慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一种常见的以气流受限不完全可逆为特征的慢性呼吸系统疾病，常伴随急性加重及严重并发症。

目前，我国慢阻肺患者人数约1亿，已经成为与高血压、糖尿病“等量齐观”的慢性疾病，构成重大疾病负担。

（来源于网络）

COPD可由多种因素诱导，其发病机制非常复杂，包括蛋白酶-抗蛋白酶失衡、氧化应激、炎症、细胞凋亡、免疫衰老异常等。然而其具体的发病机制尚未完全阐明。

COPD与慢性支气管炎和肺气肿密切相关，而肺气肿主要是指终末细支气管远端（呼吸性细支气管、肺泡管、肺泡）的气道弹性降低，过度膨胀、充气和肺容积增大或同时伴有气道壁破坏的病理状态。

肺气肿作为COPD的主要病理特征，一直是COPD发生机制的研究重点。通过建立有效的动物模型，有助于我们进一步了解和探索其生理和病理机制，为疾病的治疗与预防提供新思路及科学理论依据

接下来，本文将就目前肺气肿动物模型的构建方法作一阐述。

动物的选择

目前，用于肺气肿的动物模型常见的有小鼠、大鼠、豚鼠，也有应用绵羊、狗、兔、小型猪等来建模。

■ 小鼠用于构建肺气肿模型已被广泛研究，小鼠的基因组较其他动物与人类更为接近，且小鼠用于建模的成本较低。

■ 大鼠的体积相对小，建模成本低，建模周期短，且基因组与人类相似。有研究指出，暴露于香烟烟雾(CS)仅2个月就可出现肺气肿的表现。

■ 豚鼠比小鼠更明显的小气道重塑，以及气道中相当大的杯状细胞化生的发展。不过建模成本相对更高。

总体而言，选择动物模型要充分考虑可行性、易操作性、经济性的角度，选择合适的动物，对于实验的顺利进行具有重要的影响。

肺气肿动物模型制备方法总结

（1）烟雾暴露诱导

吸烟是肺气肿的最重要危险因素之一。长期接触香烟烟雾(CS)的动物可能导致肺部炎症反应，其主要是由巨噬细胞刺激引起的，肺组织病理表现为支气管腔变窄，支气管软骨组织受损，导致肺泡破裂和(或)融合以及肺气肿的形成，这类似于人类对吸烟产生的反应。

CS暴露诱发的肺气肿可以尽可能模拟人类肺气肿的发病机理，为人类肺气肿的基础和临床研究提供基础。

CS暴露方法因其成本低、操作简单、成功率高而被广大研究者接受，并且可以消除客观环境中的实验差异。

肺气肿动物模型的CS暴露时间长短由于香烟种类不同，暴露方式、持续时间和频率不同，烟气密度不同，动物的物种和年龄不同而有所不同。

（2）香烟烟雾提取物诱导

香烟烟雾提取物(cigarette-smoke-extract，CSE)可以作为抗原，触发免疫反应引起肺气肿样改变。既往研究发现，在小鼠腹腔内注射CSE可产生显著的肺气肿。

这种建模方法的有效性与CS暴露诱发的肺气肿动物模型有效性相当，相较于传统的CS暴露建模，腹腔注射CSE建模明显缩短了建模周期。

（3）蛋白酶诱导

常见的有木瓜蛋白酶，人中性粒细胞弹性蛋白酶(HNE)，猪胰弹性蛋白酶(PPE)等。

给动物气管内或静脉内注入一定量木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、致热溶解酶、败血酶以及由脓性痰和白细胞分离出来的蛋白酶等，可复制成实验性肺气肿。以木瓜蛋白酶形成的实验性肺气肿病变明显而且典型。

用弹性蛋白酶构建肺气肿动物模型的方法具有操作简单和建模周期较短等优点。且气管内滴入酶液直接作用于肺部，较静脉途径直接且避免了血液成分的干扰；酶液定量准确，避免了雾化吸入剂量不准、操作复杂的缺点。因此，直接气管内滴入弹性蛋白酶是诱导肺气肿动物模型的常见有效方法之一。

Ps：在对动物进行气管插管时，相对于大鼠和豚鼠，小型猪的气管比较粗，利于插管。

（4）化学物质诱导

许多化学物质，包括NO2、脂多糖(LPS)、氯化镉、二氧化氮和臭氧等都可能引起炎症和肺气肿。

化学药物造模方法能短时间内复制出由于吸烟所致的肺气肿，能够直接破坏周边肺泡壁的结构形成肺气肿。

（5）基因相关诱导

为了研究疾病相关基因的功能，众多研究者纷纷通过分子生物学方法构建出各种基因相关的肺气肿动物模型开始了在该研究领域中的探索。

从目前的研究来说，尚不能复制出一种完美的完全符合人类肺气肿发病过程及发病特征的稳定性较好的肺气肿实验动物模型。因此，我们不仅应根据研究目的建立相应的肺气肿动物模型，还应通过多种建模方法探讨肺气肿的发病机制。

大鼠肺气肿造模

实验动物：SD大鼠，雄性，250g左右

造模方法：

用戊巴比妥钠腹腔注射麻醉SD大鼠，仰卧固定于操作台，使用手术剪剪开颈部皮肤并将肌肉分离，暴露气管，使用注射器向气管内气管注射木瓜蛋白酶（低剂量和高剂量组），9天后取肺组织做ELISA检测和HE。

模型验证：

建立动物模型之后，需要进行相应的评估以判断模型是否构建成功。目前，尚无统一的标准去评判肺气肿模型。

（1）肺组织观察

低、中剂量模型组肺部有病变现象

（2）肺组织HE染色

腹腔麻醉大鼠后，开胸暴露胸腔：取左侧肺叶固定于10%甲醛溶液24h，常规脱水石蜡包埋，将切片HE染色后，光镜下观察。

（3）细胞因子检测

对比正常组，模型低剂量组炎性因子水平均有显著上升；模型高剂量组炎性因子水平升高但组内差异较大；综合模型低剂量组造模效果更好且更稳定。

（4）肺功能检测（如呼吸阻力）