动物模型 中国实验动物信息网 2020-12-07 984

　　简介：在包括药理学研究在内的生命科学领域，猪被期望成为除狗或猴子的另一种模式。由于猪除了人类的皮肤之外，还具有类似于心血管、呼吸、代谢和胃肠系统的生物学特性，实验动物和/或猴子的使用可能会引起动物爱好者的强烈关注。由于小型猪在成年后体重在34到68公斤之间，非常小的小型猪，6月龄时体重为7kg. 然而，对于典型的心肌离子通道调节剂引起的心血管反应，还缺乏背景知识，这对于将这种新型动物应用于心脏安全药理学领域是必不可少的。在本研究中，我们通过评估吡西奈胺、维拉帕米和E-4031的心血管作用，将小型猪分为体内实验模型，它们可以分别优先抑制心脏Na+、Ca2+和K+通道。清醒动物通常具有比健康人更多的复极储备，使动物对药物诱导QT间期延长不敏感。使动物对药物诱导QT间期延长不敏感。氟烷麻醉在一定程度上抑制心脏IKS和IKR与自主神经张力，导致复极储备减少。健康意识清醒者和氟烷麻醉犬复极储备的程度已被认为是相似的。因此，氟烷麻醉犬的药物诱导QT间期延长很好地模拟了健康人的QT间期延长。用氟烷吸入麻醉，在同一麻醉条件下与以前的报告直接比较其药物诱发的心血管反应。

　　心血管变量：小型猪8±2月龄，体重8.6±1.1kg（n＝13）。肌肉注射氯胺酮（16 mg/kg）/甲苯噻嗪（1.6 mg/kg）预麻醉。将24G插管置入耳廓浅静脉，静脉注射丙泊酚20 mg/d，诱导麻醉状态。气管插管后，用1%氟烷，100%氧气维持麻醉。潮气量和呼吸速率分别设定在10 mL/kg和15次/分钟。两组临床上可用的6F大小导管鞘套分别插入右股动脉和静脉。经右股静脉导管鞘内静脉注射肝素钙100 IU/kg，以防止凝血。心电图上R波峰值时间点的左心室压定义为左心室舒张末期压。在窦性节律时，获得左心室压*大值（LVDP/DTMax）和左心室舒张末期压，以估计左心室收缩力和预负荷。心电图由A-B导联获得。QT间期用Van de Water公式校正：QTc＝QT-0.087×（RR-1000），因为该公式*初是为狗开发的。

　　实验操作：监测主动脉和左心室压力以及心电图，并用实时全自动数据分析系统进行分析。连续记录的三个复合物被用来计算心血管变量的平均值。基础评估后，在10分钟内静脉注射1毫克/千克的吡西奈胺，并在给药开始后的5, 10, 15、20和30分钟对每一个变量进行评估（n＝4）。维拉帕米的剂量为0.1毫克/公斤，以相同的方式评估吡西奈胺（n＝4）。在10分钟内静脉注射低剂量0.01 mg/kg的E-4031，在给药开始后5, 10, 15、20和30分钟评价每一个参数（n＝5）。额外的E-4031以高剂量0.1 mg/kg输注10min以上，并且在给药开始后的5, 10, 15、20, 30, 45和60分钟对每个变量进行评估。根据以往报道确定了吡西奈胺、维拉帕米和E-4031的剂量。

　　血浆药物浓度：用肝素化注射器从股动脉抽取2毫升血液，在吡西奈胺和维拉帕米开始后10, 15和30分钟，在低剂量E-4031开始后5, 10, 15和30分钟；在高剂量E-4031开始后5, 10, 15、30和60分钟测定血浆药物浓度；将血液样品在1500℃离心30 min，在4℃下制备血浆，然后在-80℃保存，直至测定药物浓度。HPLC法测定血浆中吡西奈胺、维拉帕米和E-4031的血药浓度。

　　结果：描述了吡西奈胺、维拉帕米和E-4031对心电图、主动脉压力和左心室压的影响。血浆浓度、心率、平均血压、左室舒张末期压和LVD/DTMax、PR间期、QRS宽度、QT间期和QTc的时间变化过程。

　　吡西奈胺的药代动力学和药效学研究：在输注开始后10 min观察到吡西奈胺的峰值血浆浓度，为2.37±0.22μg/ml。. 心率、平均血压、左室舒张末期压和LVDP/DTMAX的药物前控制值（C）分别为83±6 BPM、58±3毫米汞柱、11±2毫米汞柱和612±43毫米汞柱/秒。吡西奈胺在给药开始后10～30分钟显著降低心率、平均血压和LVDP／DTMax，而左室舒张末期压无明显变化。PR间期、QRS宽度、QT间期和QTc的前药对照值（C）分别为128±9 ms、88±9 ms、418±37 ms和441±39。吡西奈胺10～30分钟显著延长PR间期、QRS宽度、QT间期和QTc，。

　　维拉帕米的药代动力学和药效学研究：在输注开始后10分钟观察维拉帕米的峰值血浆浓度，为627±77 ng/ml。心率、平均血压、左室舒张末期压和LVD/DTMax的药物前控制值（C）分别为72±4 BPM、48±6毫米汞柱、12±1毫米汞柱和456±39毫米汞柱/秒。维拉帕米在给药开始后5～30分钟降低心率和平均血压。给药后15～30分钟降低LVDP/DTMAX，左心室舒张末期压无明显变化。PR间期、QRS宽度、QT间期和QTc的前药对照值（C）分别为132±7 ms、80±5 ms、444±19 ms和458±16。维拉帕米10～30分钟使PR间期延长，10～20分钟QRS宽度缩短，10～30分钟QTc缩短，QT间期无明显变化。

　　E-4031的药代动力学和药效学研究：低剂量和高剂量的E-4031在输注开始后10分钟达到峰值，分别为29±12和594±309 ng/ml。心率、平均血压、左室舒张末期压和LVDP/DTMax的药物前控制值（C）分别为82±19 BPM、66±7毫米汞柱、14±1毫米汞柱和734±56毫米汞柱/秒。在输注开始后15～20分钟低剂量使心率降低，而其他心脏血流动力学变量则无明显变化。在输注开始后5～30分钟高剂量使心率下降，5～60分钟降低平均血压，10～30分钟降低LVDP／DTMAX，而左室舒张末期压无明显变化。PR间期、QRS宽度、QT间期和QTc的前药对照值（C）分别为132±14 ms、73±5 ms、416±47 ms和426±31。低剂量使QT间期延长，5～30 min QTc延长，5～60分钟高剂量QTc延长，PR间期或QRS宽度无明显变化。

　　结论：本研究的特点是微型猪作为体内实验模型，通过评估吡西奈胺、维拉帕米和E-4031对心血管作用，首次比较了人和狗的心血管效应。小型猪血浆中吡西奈胺、维拉帕米和E-4031的峰值血浆浓度比狗预期的高1.7～4.8倍，这可能是由于小型猪的药物有效容积、体内的脂肪含量比狗少。药物诱导的心血管反应的程度通常小型猪比狗大。可以通过以下的可能性来解释：即小型猪独特的药代动力学曲线，较少的大反射介导交感神经增强、复极储备较小。这使小型猪成为评估化药心脏安全性的新型动物模型。