哮喘——全身体积描记系统（Whole Body Plethysmography——WBP）

       哮喘一般认为是一种以慢性气道炎症、气道高反应性和气道重塑为特征的疾病，多种细胞参与了它的发病气道上皮直接接触过敏原，直接参与了哮喘的发病，并可能与哮喘、气道炎症和气道重塑密切相关。气道高反应性（airway hyper-responsiveness，AHR）是由各种药理学、化学和物理因素引起的可逆性气流受阻，是哮喘治疗效果的重要指标。

      全身体积描记系统（Whole Body Plethysmography,WBP）用于监测清醒自由活动、非束缚、非麻醉状态下实验动物的呼吸功能及气道高反应相关的检测，避免了创伤性气管切开及麻醉的影响，实验结束后动物存活，是长期跟踪研究的理想实验方式；可对多只动物同时测试，是进行筛选实验的最佳选择。

      WBP系统可以用于哮喘研究，也特别适合于药物初筛、药理药效分析、毒理分析等高通量研究和长期跟踪研究。该系统测量得到的呼吸速率、潮气量、呼气峰值、吸气峰值以及代表间接气道阻力的参数－增强呼吸间歇（Penh）与经典肺功能测试结果具有高度相关性。

■ 材料与造模方法

氢氧化铝，卵清蛋白，乙酰甲胆碱（0、3.125、6.25、12.5、25、50mg/mL）；

实验动物：BALB/c （清洁级6-8周），雄性，20±2g；

阳性药：地塞米松；实验药品；

WBP全身体积描记系统（塔望科技，TOW-INT Tech）。

造模：

连续8周，每周周一进行皮下注射致敏液（致敏液配比：100ugOVA+20ugAL（OH）3；溶于200ul的生理盐水），空白组注射等体积生理盐水；

第8次注射1周后。开始以5%OVA的溶液，45min/d进行雾化，连续10d，空白组雾化等体积等时间的生理盐水。

■ 支气管激发试验-气道高反应测试

在实验正式开始前将老鼠放进WBP测试舱中进行适应三次，每只每次适应30-60min。实验时，将小鼠放进全身体积描记器内，适应5min，然后逐一从0~50mg/mL雾化Mch激发，每个浓度激发后动物休息10min，结束后对采集到的数据进行Penh分析。

Penh说明：

量化支气管收程度的指标 Penh：量化支气管、气管伸缩性的一个指标，也叫做呼气间歇值。Penh是一个无单位的计算值，反映气道阻力的大小。

统计Penh变化百分比的计算方法为：（Mch激发的Penh值－NS激发的Penh值）/NS激发的Penh值×100％。

图1- NS激发前呼吸波形

图2-Mch激发后呼吸波形

图3-乙酰甲胆碱诱导小鼠哮喘模型AHR中Penh值的变化

（A图：Penh值原值作图；B图：Penh百分比示意图，计算方法为：（Mch激发的Penh值-NS激发的Penh值）/NS激发的Penh值*100%）

■ 结论

在应用Mch进行支气管激发试验的过程中，随着Mch浓度的增加，正常对照组和模型组小鼠均逐渐出现张口呼吸、呼吸变慢、幅度加深、出现腹式呼吸等，呼吸波形随之改变，模型组小鼠呼吸波变化更为明显（图2）。激发试验后，模型组小鼠的肺功能测定值中Penh、EF50、Vt、Pause值较正常对照组小鼠有明显上升，其他数值无明显变化。正常对照组小鼠用Mch进行激发前后比较，Penh、EF50、Pause和PEF值明显升高，其余肺功能测定值均无明显变化。

 

WBP全身体积描记系统使用方便有效，可以持续检测，观察动态变化过程；可应用于大规模的动物实验和药物筛选，尤其适合检测需要跟踪研究的慢性肺部疾病模型动物的肺功能变化。Penh值在检测Mch诱导的小鼠哮喘模型高反应性时呈良好的量效关系， 是一个可以很好地反映AHR的动物肺功能指标。

■ 参考文献：

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