臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床課件

1、臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床 哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床Scientific research on asthma: from bench to bedside臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床哮喘最新定義：哮喘最新定義：支氣管哮喘支氣管哮喘( (簡稱哮喘簡稱哮喘) )是一種以嗜酸性粒細胞、是一種以嗜酸性粒細胞、肥大細胞和肥大細胞和T T淋巴細胞等多種炎癥細胞參與的氣道淋巴細胞等多種炎癥細胞參與的氣道慢性炎癥。這種炎癥使易感者產(chǎn)生氣道高反應性，慢性炎癥。這種炎癥使易感者產(chǎn)生氣道高反應性，表現(xiàn)為反復發(fā)作性的喘息、呼吸困難、胸悶或咳表現(xiàn)為反復發(fā)作性的喘息、呼吸困難、胸悶或咳嗽等癥狀，常在夜

2、間和（或）清晨發(fā)作、加劇，嗽等癥狀，常在夜間和（或）清晨發(fā)作、加劇，常伴有廣泛多變的可逆性氣流受限，多數(shù)患者可常伴有廣泛多變的可逆性氣流受限，多數(shù)患者可自行或經(jīng)治療后緩解。自行或經(jīng)治療后緩解。 臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床哮喘研究的動物模型哮喘研究的動物模型 Experimental models for asthma 臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床應用動物模型的價值應用動物模型的價值建立實驗動物模型的目的是更好地解釋人類建立實驗動物模型的目的是更好地解釋人類疾病發(fā)病過程。通過動物模型，我們可以探疾病發(fā)病過程。通過動物模型，我們可以探討許多難以直接從臨床得到的疾病發(fā)病機理。討許多難以直接從臨床得

3、到的疾病發(fā)病機理。盡管各種動物模型在體現(xiàn)人類疾病上還存在盡管各種動物模型在體現(xiàn)人類疾病上還存在一定的缺陷，但不可否認的是通過動物模型一定的缺陷，但不可否認的是通過動物模型所得到的信息，使得我們對人類疾病過程有所得到的信息，使得我們對人類疾病過程有了更透徹清晰的認識。了更透徹清晰的認識。 臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床人類哮喘的特征人類哮喘的特征氣道慢性炎癥：大量炎性細胞氣道慢性炎癥：大量炎性細胞 T T 淋巴細胞、肥大細胞、淋巴細胞、肥大細胞、嗜酸粒細胞、巨噬細胞、中性粒細胞浸潤等，它們釋放出嗜酸粒細胞、巨噬細胞、中性粒細胞浸潤等，它們釋放出LTsLTs、PGsPGs、PAFPAF等炎性介質(zhì)，引

4、起微小血管滲漏、支氣管等炎性介質(zhì)，引起微小血管滲漏、支氣管黏膜水腫、腺體分泌增加、粘液栓形成等病理改變，黏膜水腫、腺體分泌增加、粘液栓形成等病理改變， 氣道高反應性（氣道高反應性（AHRAHR）：氣道對特異和非特異刺激的高反）：氣道對特異和非特異刺激的高反應性，應性， 如組織胺，乙酰甲膽堿。如組織胺，乙酰甲膽堿。氣道重建氣道重建 ：上皮脫落、上皮下基底膜膠原沉積、平滑?。荷掀っ撀洹⑸掀は禄啄つz原沉積、平滑肌肥大增殖、粘膜水腫、杯狀細胞及粘液腺增生分泌亢進，肥大增殖、粘膜水腫、杯狀細胞及粘液腺增生分泌亢進，氣道周血管擴張，新生血管形成。氣道周血管擴張，新生血管形成。 臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨

5、床臨床研究哮喘受限制臨床研究哮喘受限制 一、肺組織標本獲取不易，具有一定危險性。并一、肺組織標本獲取不易，具有一定危險性。并且僅能反映疾病發(fā)展中的某一點，不能全程反映且僅能反映疾病發(fā)展中的某一點，不能全程反映疾病過程。疾病過程。 二、二、BALFBALF的獲取更需疾病允許，尤其哮喘發(fā)作時的獲取更需疾病允許，尤其哮喘發(fā)作時難以獲取，不易將肺的結(jié)構(gòu)（病理）和功能（病難以獲取，不易將肺的結(jié)構(gòu)（病理）和功能（病理生理）結(jié)合起來。理生理）結(jié)合起來。 三、要明確參與三、要明確參與LARLAR過程的抗體類型很不容易，過程的抗體類型很不容易，因為我們不可能將某個特異抗原免疫病人而使其因為我們不可能將某個特異抗

6、原免疫病人而使其產(chǎn)生相應抗體或為其輸注抗原特異性抗體。產(chǎn)生相應抗體或為其輸注抗原特異性抗體。 四、不能冒著哮喘發(fā)作的危險來探索引起哮喘發(fā)四、不能冒著哮喘發(fā)作的危險來探索引起哮喘發(fā)作的抗原。作的抗原。臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床 研究哮喘的動物研究哮喘的動物1 1 生來具有反復發(fā)作性喘息的動物：貓、馬。生來具有反復發(fā)作性喘息的動物：貓、馬。2 2 抗原激發(fā)前即具有抗原激發(fā)前即具有AHRAHR的動物：狗、嚙齒類動物的動物：狗、嚙齒類動物 。3 3 僅在抗原激發(fā)后方具有可逆性氣流阻塞和僅在抗原激發(fā)后方具有可逆性氣流阻塞和/ /或或AHRAHR的動物：兔、羊、豚鼠、大鼠、小鼠。的動物：兔、羊、豚鼠、大

7、鼠、小鼠。 臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床生來具有反復發(fā)作性喘息的動物生來具有反復發(fā)作性喘息的動物 馬亦存在自發(fā)性反復發(fā)作的氣流阻塞。這是因為致敏狀態(tài)的馬馬亦存在自發(fā)性反復發(fā)作的氣流阻塞。這是因為致敏狀態(tài)的馬經(jīng)常暴露于含有真菌孢子的干草的緣故。經(jīng)常暴露于含有真菌孢子的干草的緣故。 相同點：相同點：哮喘類型哮喘類型 與人類哮喘相似的特征與人類哮喘相似的特征職業(yè)性哮喘職業(yè)性哮喘 暴露于抗原時癥狀明顯暴露于抗原時癥狀明顯 脫離抗原環(huán)境、癥狀緩解脫離抗原環(huán)境、癥狀緩解 AHRAHR可因脫離抗原而降低可因脫離抗原而降低變應性哮喘變應性哮喘 可逆性反復發(fā)作的氣流阻塞可逆性反復發(fā)作的氣流阻塞 發(fā)作后可緩解發(fā)作

8、后可緩解 具有明確的過敏原具有明確的過敏原臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床抗原激發(fā)誘導可逆性氣流阻塞和抗原激發(fā)誘導可逆性氣流阻塞和氣道高反應性的動物氣道高反應性的動物 兔兔 羊羊 豚鼠豚鼠 大鼠大鼠 小鼠小鼠 臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床激發(fā)抗原的選擇激發(fā)抗原的選擇 1. Protein antigen e.g. OVA, Der p, Bet V2. House dust mite (HDM)3. Fungi e.g. Aspergillus fumigatus (extract or connidia)4. Parasites e.g. Schistosoma mansoni5. Worm e

9、.g. Nippostrongylus brasiliensis6. Chemical compounds e.g. toluenediisocyanate臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床激發(fā)抗原的選擇激發(fā)抗原的選擇 The allergen source should reflect the human situation:1. HDM, pollen and fungi are natural allergens2. inhalation is the natural exposition route 3. extracts or pollen starch granula are bette

10、r than purified protein, but, high degree of variance臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床豚鼠曾經(jīng)廣泛應用于哮喘研究，直到1985年才首次在豚鼠哮喘模型上描述LAR時相，之后許多學者應用豚鼠研究了LAR。 臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床Brattard Brattard （19851985）OVA+Al(OH)OVA+Al(OH)2 2致敏豚鼠致敏豚鼠(IP)(IP)，使動物機體產(chǎn)生，使動物機體產(chǎn)生OVAOVA特異性特異性IgEIgE和和IgG.IgG.在麻醉狀態(tài)下，氣管內(nèi)滴注在麻醉狀態(tài)下，氣管內(nèi)滴注OVAOVA微?？乖旅粑⒘？乖旅? , 6 6小

11、時后可誘發(fā)出小時后可誘發(fā)出LARLAR，4848小時后消失。小時后消失。該模型中，該模型中，IARIAR時相產(chǎn)生的肺阻力大于時相產(chǎn)生的肺阻力大于2424小時后的小時后的LARLAR。對未致敏豚鼠或產(chǎn)生。對未致敏豚鼠或產(chǎn)生IgGIgG而非而非IgEIgE的致敏豚鼠的致敏豚鼠進行攻擊均不能誘發(fā)出進行攻擊均不能誘發(fā)出LARsLARs，組織學表現(xiàn)：以嗜酸粒細胞浸潤為特征的局限性組織學表現(xiàn)：以嗜酸粒細胞浸潤為特征的局限性細支氣管炎，平滑肌收縮、粘膜下水腫和氣道粘細支氣管炎，平滑肌收縮、粘膜下水腫和氣道粘液形成在激發(fā)前液形成在激發(fā)前/ /后應用激素可抑制后應用激素可抑制LARLAR時相反應，時相反應，但并

12、不能阻斷炎癥細胞的募集。但并不能阻斷炎癥細胞的募集。臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床建立豚鼠哮喘模型有多種不同的方法（抗原建立豚鼠哮喘模型有多種不同的方法（抗原種類、致敏方式等）、不同的麻醉方法和肺種類、致敏方式等）、不同的麻醉方法和肺功能測定方法；結(jié)果表示也有不同的方法功能測定方法；結(jié)果表示也有不同的方法（LARLAR出現(xiàn)的時間、出現(xiàn)的時間、LARLAR產(chǎn)生的次數(shù)、產(chǎn)生的次數(shù)、LARLAR強強度）。這說明即使在同一品系動物，應用不度）。這說明即使在同一品系動物，應用不同的方法可引起不同程度的氣流阻塞。重要同的方法可引起不同程度的氣流阻塞。重要的是在不同的背后存在相同之處。如在三組的是在不同的背后

13、存在相同之處。如在三組實驗中有兩組證明了在引起實驗中有兩組證明了在引起LARsLARs方面抗原特方面抗原特異性異性IgEIgE比抗原特異性比抗原特異性IgGIgG更為重要。此外，更為重要。此外，所用實驗均說明了所用實驗均說明了EosEos的肺內(nèi)募集與的肺內(nèi)募集與LARLAR存在存在相關(guān)性。相關(guān)性。臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床應用應用OVAOVA主動免疫致敏或應用大鼠雜交瘤產(chǎn)生的主動免疫致敏或應用大鼠雜交瘤產(chǎn)生的 抗二硝基酚抗二硝基酚IgEIgE被動免疫致敏。被動免疫致敏。氣管內(nèi)給予特異性抗原。氣管內(nèi)給予特異性抗原。 24hr24hr后，后，OVAOVA致敏組致敏組BALBAL中多形核細胞明顯高

14、于中多形核細胞明顯高于對照組，被動免疫致敏組（對照組，被動免疫致敏組（IgEIgE致敏組）應用抗致敏組）應用抗原霧化攻擊原霧化攻擊1 12hr2hr后后BALBAL中的多形核細胞明顯上中的多形核細胞明顯上升，升，24hr24hr恢復正常?；謴驼?。對對IgEIgE致敏組進行組織病理學檢查顯示，攻擊致敏組進行組織病理學檢查顯示，攻擊2h2h后可見肺泡和間質(zhì)水腫，伴有局限性細支氣管周后可見肺泡和間質(zhì)水腫，伴有局限性細支氣管周圍多形核細胞浸潤，炎癥在圍多形核細胞浸潤，炎癥在24hr24hr后消失。另外可后消失。另外可見間質(zhì)內(nèi)單核見間質(zhì)內(nèi)單核/ /巨噬細胞浸潤。巨噬細胞浸潤。無論是主動免疫致敏還是被動

15、免疫致敏大鼠，均無論是主動免疫致敏還是被動免疫致敏大鼠，均能建立起抗原特異性能建立起抗原特異性IgEIgE依賴的氣道炎癥。依賴的氣道炎癥。臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床小鼠小鼠 小鼠模型已成為研究抗原誘導的氣道反應性小鼠模型已成為研究抗原誘導的氣道反應性的一個重要的模型，因為對小鼠免疫系統(tǒng)認的一個重要的模型，因為對小鼠免疫系統(tǒng)認識廣泛全面，可以用來研究識廣泛全面，可以用來研究T T細胞在細胞在AHRAHR發(fā)生發(fā)生發(fā)展中的作用。發(fā)展中的作用。 小鼠不僅可用常規(guī)方法激發(fā)，也可采用其他小鼠不僅可用常規(guī)方法激發(fā)，也可采用其他更簡易的方法。如觀察靜脈給予更簡易的方法。如觀察靜脈給予MCHMCH致氣道致氣道

16、收縮所需濃度。收縮所需濃度。臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床 小鼠小鼠3 3 正?；蚩乖旅舻男∈髿獾揽捎脕硌芯侩娬；蚩乖旅舻男∈髿獾揽捎脕硌芯侩姶碳ず笊窠?jīng)元介質(zhì)的釋放。如對某一品系刺激后神經(jīng)元介質(zhì)的釋放。如對某一品系的小鼠反復抗原暴露可使氣道對神經(jīng)刺激的小鼠反復抗原暴露可使氣道對神經(jīng)刺激的反應增強，表現(xiàn)為達到的反應增強，表現(xiàn)為達到5050最大收縮（最大收縮（ESES5050）所需的電刺激頻率明顯降低，其原）所需的電刺激頻率明顯降低，其原因是反復抗原刺激后神經(jīng)元釋放因是反復抗原刺激后神經(jīng)元釋放AchAch能力增能力增強。強。臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床 小鼠小鼠最初的小動物模型之一采用了最初的

17、小動物模型之一采用了BALB/cBALB/c小鼠小鼠, , 動物經(jīng)皮給予動物經(jīng)皮給予 picryl chloride picryl chloride 致敏，后致敏，后滴鼻給予同一致敏原激發(fā)，于激發(fā)后滴鼻給予同一致敏原激發(fā)，于激發(fā)后2424至至4848小時可見支氣管周圍及血管周圍巨噬細胞及小時可見支氣管周圍及血管周圍巨噬細胞及淋巴細胞積聚，同時伴肺阻力增加，但無動淋巴細胞積聚，同時伴肺阻力增加，但無動態(tài)順應性改變。態(tài)順應性改變。 臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床 小鼠小鼠A/JA/J小鼠以綿羊血紅細胞致敏激發(fā)可致小鼠以綿羊血紅細胞致敏激發(fā)可致AHRAHR及及明顯的肺明顯的肺EosEos炎癥，而使用抗

18、炎癥，而使用抗CD4CD4單克隆抗體單克隆抗體阻斷阻斷CD4+TCD4+T細胞后細胞后AHRAHR及肺及肺EosEos炎癥均被抑制，炎癥均被抑制，可見該模型中氣道功能的改變依賴可見該模型中氣道功能的改變依賴 CD4CD4T T細胞，而細胞，而EosEos是該反應的效應細胞。是該反應的效應細胞。臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床有兩種方法證實此模型存在氣道功能的改變。有兩種方法證實此模型存在氣道功能的改變。1 1、采用整體體積描記法：經(jīng)靜脈給予濃度依次增、采用整體體積描記法：經(jīng)靜脈給予濃度依次增高的高的MCHMCH后發(fā)現(xiàn)氣流傳導（后發(fā)現(xiàn)氣流傳導（airway conductanceairway con

19、ductance）改變，致敏組較非致敏組對改變，致敏組較非致敏組對MCHMCH的反應性明顯增高。的反應性明顯增高。2 2、采用體外測定法：離體氣道平滑肌給予一定量、采用體外測定法：離體氣道平滑肌給予一定量的電流刺激，隨著刺激頻率的增加氣道收縮增強，的電流刺激，隨著刺激頻率的增加氣道收縮增強，結(jié)果致敏組小鼠的結(jié)果致敏組小鼠的ESES5050較非致敏小鼠明顯降低，其較非致敏小鼠明顯降低，其機理可能是電流刺激后致敏小鼠氣道副交感神經(jīng)末機理可能是電流刺激后致敏小鼠氣道副交感神經(jīng)末梢釋放梢釋放ACHACH較非致敏小鼠多，同時伴較非致敏小鼠多，同時伴M M2 2毒蕈堿受體毒蕈堿受體功能喪失。功能喪失。 臨

20、床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床 急性哮喘模型 Protocol Sensitization (i.p. OVA) Challenge (1%OVA ) 1st 2nd 1st 2nd 3rd Days 0 14 24 25 26 28 Analysis (Airways Inflammation) (Lung histology) (Th1/Th2 responses) 臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床 Advantages of an acute allergic mouse model Similar to humans- Airway hyperresponsivenss- Eosinophyl

21、ia- Increased IgE- Goblet cell hyperplasia/metaplasia - Mucus hypersecretion- Mucosal Edema臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床 Advantages of an acute allergic mouse model Useful for basic research:- Role of eosinophils and CD4+ T-lymphocytes - Adhesion and chemotactic molecules and cell recruitment - Test conventional p

22、harmacological agents- Transgenic and gene-targeted mouse臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床BALB/cBALB/c和和 C57BL/6JC57BL/6J（B6B6）小鼠）小鼠. .近年來隨著分子生物學的發(fā)展，通過轉(zhuǎn)基因近年來隨著分子生物學的發(fā)展，通過轉(zhuǎn)基因或基因敲除技術(shù)，已培育出數(shù)十種新的小鼠品或基因敲除技術(shù)，已培育出數(shù)十種新的小鼠品系系: : IL-5IL-5轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)基因:IL-5+/+:IL-5+/+， 如如NJ 1638 NJ 1638 和和 NJ 1720NJ 1720）. . IL-5 IL-5基因敲除（基因敲除（IL-5-/-IL

23、-5-/-）品系）品系. . IL-4-/- IL-4-/- 品系，品系， IFN-a -/- IFN-a -/- 品系，品系， CD4 -/-CD4 -/-、 CD8 -/-CD8 -/-、 T T細胞細胞 -/-/-， Eotaxin +/+Eotaxin +/+、 Eotaxin -/-Eotaxin -/-， IL-13 -/-IL-13 -/-，等。等。 臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床特殊類型細胞和細胞因子基因敲小鼠抗原致敏和激發(fā)后特殊類型細胞和細胞因子基因敲小鼠抗原致敏和激發(fā)后氣道炎癥反應比較氣道炎癥反應比較 細胞細胞/細胞因子細胞因子 氣道上皮氣道上皮 氣道粘液氣道粘液 BAL A

24、HR 缺陷缺陷 病理病理 分泌亢進分泌亢進 嗜酸性粒細胞嗜酸性粒細胞 （Mch） B cells + + + +T cells (ab, gdb, gd) alphabeta+ T cells gammadelta+T cells + + +/- ?CD4+ cells CD8+ cells + + + +NK-T cells ND ND + NDEosinophils +/- +/- 野生小鼠野生小鼠 + + + + 臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床特殊類型細胞和細胞因子基因敲小鼠抗原致敏和激發(fā)后特殊類型細胞和細胞因子基因敲小鼠抗原致敏和激發(fā)后氣道炎癥反應比較氣道炎癥反應比較 細胞細胞/細胞因子

25、細胞因子 氣道上皮氣道上皮 氣道粘液氣道粘液 BAL AHR 缺陷缺陷 病理病理 分泌亢進分泌亢進 嗜酸性粒細胞嗜酸性粒細胞 （Mch） (IL-5-/-) +/- +/- - -IL-4-/- +/- + +IL-13-/- +/- + +/-IFN-r-/- + + + +野生小鼠野生小鼠 + + + + 臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床 0 3 6 12 25 50 Methacholine Dose (g/kg)Effects of Huangqi and DXM on airway responsiveness in OVA-sensitized mice. Airway respons

26、iveness was measured at 48h following last OVA challenge. A The Mean dose response curves to nebulized methacholine (Mch). Airway reactivity (Penh, y-axis) in response to increasing doses of nebulized Mch (x-axis) was assessed by whole-body plethysmography . Data are expredded as the means SEM (n=8-

27、10). * p 0.05 compared with saline/saline mice. p 0.05 compared with saline-treated OVA challenged mice. 00.511.522.533.544.5Airway Obstruction (Penh)SalineOVAHuangqi- I.P 28DHuangqi-I.P 14DHuangqi- I.T 14DDXM臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床 Disadvantages of an acute allergic mouse model - No asthma spontaneously - N

28、o genetic and environmental factors - Airways insensitive for histamine - Hardly airway remodeling - No eosinophils in airways under basal conditions - Hardly airway remodeling and not a chronic disease 臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床 慢性哮喘模型/氣道重構(gòu)模型 Protocol Sensitization (i.p. OVA) Challenge (1%OVA ) Analysis (Airwa

29、ys Inflammation) (Lung histology) (Th1/Th2 responses) 臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床 Advantages of a chronic allergic mouse model - Sustained AHR - Sustained inflammation - Smooth muscle & goblet cell hyperplasia - Airway remodeling臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床 Disadvantages of a chronic allergic mouse model - Time consuming

30、- Expensive - Need more test-compound - AHR not always related to remodeling臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床 Conclusions - The allergic models that should be used in different experiments are determined by the distinct research aims. - In general, a chronic model is in favor of an acutemodel since it mimics better th

31、e situation in humans臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床哮喘動物模型的局限性哮喘動物模型的局限性任何疾病的動物模型均有局限性。任何疾病的動物模型均有局限性。1 1、不同種系之間存在的差別限制了動物模型結(jié)果在人身上的、不同種系之間存在的差別限制了動物模型結(jié)果在人身上的應用。比如人與動物的氣道神經(jīng)支配就存在顯著差別，氣道平應用。比如人與動物的氣道神經(jīng)支配就存在顯著差別，氣道平滑肌中腎上腺素能神經(jīng)支配很少。滑肌中腎上腺素能神經(jīng)支配很少。2 2、所有品系均有其局限性。如，研究肺心病易在大動物上進、所有品系均有其局限性。如，研究肺心病易在大動物上進行，另一方面，詳細描述氣道病理又宜在小動物

32、身上進行，研行，另一方面，詳細描述氣道病理又宜在小動物身上進行，研究影響氣道反應性的免疫因子采用小鼠較為合適。總之，沒有究影響氣道反應性的免疫因子采用小鼠較為合適?？傊?，沒有一種模型可解決碰到的所有問題一種模型可解決碰到的所有問題 。因此動物實驗工作者在模。因此動物實驗工作者在模擬人類疾病過程的時候應考慮到他們實驗的局限性。擬人類疾病過程的時候應考慮到他們實驗的局限性。臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床哮喘動物模型的局限性哮喘動物模型的局限性3 3、雖然哮喘的病理過程大致可在動物模型上得以體現(xiàn)，但、雖然哮喘的病理過程大致可在動物模型上得以體現(xiàn)，但沒有一個可完全體現(xiàn)它的特點。如家兔模型中描寫到速發(fā)和沒

33、有一個可完全體現(xiàn)它的特點。如家兔模型中描寫到速發(fā)和遲發(fā)反應，但沒提到基底膜增厚和平滑肌增生。還有，沒有遲發(fā)反應，但沒提到基底膜增厚和平滑肌增生。還有，沒有一個一個LARsLARs模型能表現(xiàn)在未受激發(fā)底情況下出現(xiàn)自發(fā)性氣道阻模型能表現(xiàn)在未受激發(fā)底情況下出現(xiàn)自發(fā)性氣道阻塞和哮喘樣綜合癥。馬可以引起馬喘息病，在去除誘發(fā)的環(huán)塞和哮喘樣綜合癥。馬可以引起馬喘息病，在去除誘發(fā)的環(huán)境因素后可恢復到發(fā)作前水平。但人的哮喘氣道高反應性的境因素后可恢復到發(fā)作前水平。但人的哮喘氣道高反應性的存在往往要更長一些。存在往往要更長一些。4 4、在絕大多數(shù)的、在絕大多數(shù)的LARsLARs模型中氣道高反應性的存在往往時間模型

34、中氣道高反應性的存在往往時間較短，增高幅度也不大。犬模型有持續(xù)存在的較短，增高幅度也不大。犬模型有持續(xù)存在的AHRAHR，但也沒，但也沒提到自然發(fā)生的氣道阻塞。因此，沒有一個模型能完全模仿提到自然發(fā)生的氣道阻塞。因此，沒有一個模型能完全模仿人的哮喘。人的哮喘。臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床小結(jié)小結(jié) - - 哮喘實驗動物模型研究的應用哮喘實驗動物模型研究的應用一、動物模型局限性的存在不表示它不應被采用，一、動物模型局限性的存在不表示它不應被采用，只是提醒我們在運用動物模型時要考慮到它的局限只是提醒我們在運用動物模型時要考慮到它的局限性。應用動物模型研究人類疾病有它不可否認的作性。應用動物模型研究人

35、類疾病有它不可否認的作用。用。二、新的哮喘模型有使用基因突變模型來研究調(diào)節(jié)二、新的哮喘模型有使用基因突變模型來研究調(diào)節(jié)氣道反應性的遺傳和生化機制。利用動物模型研究氣道反應性的遺傳和生化機制。利用動物模型研究氣道反應性發(fā)生的正?；蛘弋惓５倪^程可以進一步氣道反應性發(fā)生的正?；蛘弋惓５倪^程可以進一步探討出生后環(huán)境因素對探討出生后環(huán)境因素對AHRAHR的影響。的影響。臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床小結(jié)小結(jié) - - 哮喘實驗動物模型研究的應用哮喘實驗動物模型研究的應用三、為更好地研究哮喘的免疫病理，一系列的動物三、為更好地研究哮喘的免疫病理，一系列的動物模型已被采用。許多動物（如：家兔、綿羊、豚鼠、模型已

36、被采用。許多動物（如：家兔、綿羊、豚鼠、大鼠、猴子、狗、小鼠等）被某一抗原致敏激發(fā)后大鼠、猴子、狗、小鼠等）被某一抗原致敏激發(fā)后出現(xiàn)肺功能改變（出現(xiàn)肺功能改變（IARsIARs、LARsLARs、氣道反應性增加）。、氣道反應性增加）。四、雖然動物模型模仿了人類哮喘的很多特點，但四、雖然動物模型模仿了人類哮喘的很多特點，但沒有一個模型能完全具有人類哮喘的特征。但在很沒有一個模型能完全具有人類哮喘的特征。但在很多方面還是可用動物模型進行研究，包括抗原暴露多方面還是可用動物模型進行研究，包括抗原暴露后的病理變化，各種免疫球蛋白、炎性細胞及介質(zhì)后的病理變化，各種免疫球蛋白、炎性細胞及介質(zhì)對氣道功能的影

37、響。今后將開展包括對氣道功能的影響。今后將開展包括AHRAHR的遺傳學研的遺傳學研究、正?；虍惓獾拦δ馨l(fā)生過程等在內(nèi)的諸多方究、正?；虍惓獾拦δ馨l(fā)生過程等在內(nèi)的諸多方面的研究。面的研究。臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床 哮喘的臨床研究哮喘的臨床研究一、人類哮喘自然病程下的臨床研究一、人類哮喘自然病程下的臨床研究 二、過敏原激發(fā)實驗以模擬人類哮喘發(fā)病二、過敏原激發(fā)實驗以模擬人類哮喘發(fā)病的病理生理過程的病理生理過程臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床 一、人類哮喘自然病程下的臨床研究一、人類哮喘自然病程下的臨床研究 哮喘自然史研究（流行病學調(diào)查）哮喘自然史研究（流行病學調(diào)查）臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床R

38、isk factors probably associated with infant wheezing Male gender Low birth weight. Environmental tobacco smoke. Virus infections.臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床Incident Physician Diagnosed Asthma in Norrbotten over 3 Years, 1996-99 (n=2,100)At RiskRelative Risk MultivariateMale Sex 51%1.1 0.73-1.8 n.s.Family History

39、 24% 2.8 1.8-4.46 3.3 2.7-3.9Birth weight (2.5kg) 4.2% 1.4 0.52-3.8 n.s.Cat at home ever 38% 0.49 0.28-0.83 0.55 -0.2-1.3*Type I allergy 20.6% 4.9 2.9-8.4 5.5 4.9-6.1 Cat 13.4%7.4 4.3-12 - Dog 8.7% 4.1 2.1-7.69 - * Cat was a significant negative factor if Type I allergy was removed from the analysis

40、. Perzanowski, M., et al. AJRCCM 2002.臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床Reduced prevalence of hay fever, atopy and asthma among farmers children. In Switzerland: Braun-Fahrlnder et al Clin Exp Allergy 1999 In Germany: von Ehrenstein et al, Clin Exp Allergy 2000 In Austria: Riedler et al, Clin Exp Allergy 2000 In Finnla

41、nd: Kilpelainen et al Clin Exp Allergy 2000 In Canada: Ernst et al, Am J Resp Crit Care Med 2000 In Australia: Downs et al, Clin Exp Allergy 2001 European-wide: Leynaert et al,Am J Respir Crit Care Med 2001臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床Results of a home based environmental intervention among urban children with ast

42、hma. Controlled trial of allergen specific avoidance for one year. Plus one year extension. 937 children age 5-11 in seven US cities Intervention Results Fewer symptom days first and second years (p0.001). Significant decline in dust mite and cockroach allergen (p0.001). Reductions in dust mite and

43、cockroach allergens on bedroom floor significantly associated with reduced complications of asthma. Morgan et al 04 New Eng J Med 351:1068 臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床（一）最大呼氣流量（一）最大呼氣流量（PEFPEF）監(jiān)測）監(jiān)測（二）支氣管擴張劑試驗（二）支氣管擴張劑試驗（三）氣道激發(fā)試驗（三）氣道激發(fā)試驗（四）（四）無創(chuàng)性氣道炎癥指標監(jiān)測無創(chuàng)性氣道炎癥指標監(jiān)測 （五）變應性指標監(jiān)測：包括血清總（五）變應性指標監(jiān)測：包括血清總IgEIgE和特異性和特異性I

44、gEIgE測定，過敏原皮膚試驗，過敏原吸入激發(fā)試驗測定，過敏原皮膚試驗，過敏原吸入激發(fā)試驗（六）支氣管粘膜活檢（六）支氣管粘膜活檢 2. 2. 哮喘病情評估哮喘病情評估 臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床 1 1、血液：嗜酸性粒細胞（、血液：嗜酸性粒細胞（EosEos）計數(shù)、嗜酸性粒細胞陽離子）計數(shù)、嗜酸性粒細胞陽離子蛋白（蛋白（ECPECP）、嗜酸性粒細胞過氧化酶（）、嗜酸性粒細胞過氧化酶（EPOEPO）、可溶性白細胞）、可溶性白細胞介素介素-2-2受體測定；受體測定；2 2、尿：嗜酸性粒細胞過氧化酶、尿：嗜酸性粒細胞過氧化酶、9 9 ,11,11b b- -前列腺素前列腺素F F2 2、白細胞、

45、白細胞三烯三烯E E4 4；3 3、呼出氣體分析：一氧化氮、一氧化碳、碳氫化合物；、呼出氣體分析：一氧化氮、一氧化碳、碳氫化合物；4 4、呼吸冷凝物：過氧化氫、白三烯代謝物、硝基酪氨酸、呼吸冷凝物：過氧化氫、白三烯代謝物、硝基酪氨酸5 5、誘導痰：細胞分類尤其、誘導痰：細胞分類尤其EosEos絕對計數(shù)、可溶性介質(zhì)（絕對計數(shù)、可溶性介質(zhì)（ECPECP， 半胱氨酰白三烯等）半胱氨酰白三烯等）。無創(chuàng)性氣道炎癥指標監(jiān)測臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床 過敏原激發(fā)實驗以模擬人類哮喘發(fā)病的病理生理過程過敏原激發(fā)實驗以模擬人類哮喘發(fā)病的病理生理過程速發(fā)相哮喘反應：特異性支氣管激發(fā)試驗中吸入變應原后數(shù)分鐘至數(shù)十分

46、鐘出現(xiàn)的支氣管收縮反應?？勺鳛檠芯肯毙园l(fā)作的模型。遲發(fā)相哮喘反應：特異性支氣管激發(fā)試驗中吸入變應原后數(shù)小時至24小時出現(xiàn)的與IgE有關(guān)的哮喘反應?？勺鳛檠芯肯獾缆匝装Y的模型。 臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床Allergen-induced increases in IL-5 receptora-subunit expression on bone marrowderived CD34+ cells from asthmatic subjectsThe dual responders,but not the isolated early responders, developed a

47、significant increase in methacholine airway responsiveness 24 h after allergen challenge.臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床 Allergen-induced increases in IL-5 receptora-subunit expression on bone marrowderived CD34+ cells from asthmatic subjectsIn DR, but not IER asthmatics, a significant increase in the percent of CD3

48、4+ cells expressing IL-5Ra was detected when pre-allergen bone marrow samples were compared with 24 h post-allergen aspirates.These data suggest that increased expression of IL-5Ra on CD34+ cells favors eosinophilopoiesis and may thus contribute to the subsequent development of blood and tissue eosi

49、nophilia, a hallmark of allergic inflammation. Sehmi et al. JCI, 1997. 臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床 Allergen-induced fluctuation in CCR 3 expression on bone marrow CD34+ cells from asthmatic subjectsThe number of bone marrow CD34+CCR3+ cells is significantly increased in DR asthmatics who characteristically devel

50、op a late-bronchoconstrictor response, sputum and blood eosinophilia and increased methacholine airway responsiveness 24hr after postallergen inhalation. However, a significantly attenuation in the numbers of CD34+CCR3+ cells was observed in ER asthmatics who do not develop a blood eosinophilia and

51、airway responsiveness after postallergen inhalation. Sehmi et al. Immunology, 2003. 臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床“IL-5 Story” 根據(jù)基礎(chǔ)研究的結(jié)果可以提出假說和指導臨床實踐。但是動物模型和人體實驗的結(jié)果并不總是一致的！臨床醫(yī)學哮喘研究從基礎(chǔ)到臨床“IL-5 Story”“Treatment of OVA-challenged animals with anti-IL-5 antibody during the sensitization protocol completely abolished th

52、e infiltration of eosinophils into the lung tissue and prevented the development of AHR” Hamelmann E. et al.: Am J Respir Crit Care Med. 1997 and 1999“Monoclonal antibodies directed against IL-5 have been used in at least four studies involving patients with asthma. Those preliminary studies have shown cle