第三章　放射损伤常用实验动物模型

第一节　概述

过去二十几年里随着医学生物学的快速发展，人们对电离辐射生物学效应有了深入了解，但由于模式动物的局限性，各类辐射损伤发生发展规律也缺乏综合性认识。另外人类疾病的发展十分复杂，以人本身作为实验对象来深入探讨辐射损伤发生机制，推动医学的发展来之缓慢，临床积累的经验不仅在时间和空间上都存在局限性，而且许多实验在道义上和方法上也受到限制。所以借助于动物模型的间接研究、深入研究，可以有意识地改变那些在自然条件下不可能或不易排除的因素，以便准确地观察模型的实验结果，并与人类疾病进行比较研究，有助于更方便，更有效的认识人类疾病的发生发展规律，研究防治措施。目前已有多种模式动物应用于辐射损伤及其防治措施研究（表3-1-1）。动物疾病模型应用于实验生理学、实验病理学和实验治疗学的研究，对正常组织辐射损伤的病因、发病机制与发病特点的探索，对临床研究具有重要的指导意义与科研价值。

表3-1-1　多种模式动物应用于辐射损伤及其防治措施研究

在医学实践中，建立辐射损伤动物模型首先要保证选择的实验动物具有必要性与合理性，同时确定实验研究的观察终点，从而获得可重复和可量化的量-效关系。在动物种类的选择上既要追求理想的研究结果，又要尽量达到经济、方便的目标。例如，猪的皮肤在皮肤颜色、毛发毛囊、汗腺和皮下脂肪等方面和人的皮肤具有极高的相似性。在放射性皮肤损伤的研究中，由猪皮肤得来的辐射量-效关系与人皮肤的辐射反应极其类似。但是由于猪的体型过大，操作过程不方便且研究花费过高，因此常由啮齿类动物代替。以大鼠、小鼠为主的啮齿类小动物模型不仅在生物学上与人相似，且在一些需要大量动物的研究中显得更加经济，因此其在目前的辐射损伤研究中应用最广泛。即使是同一种类的实验动物，不同品系也会导致研究结果的差异，而且这种差异性有时会相当大。观察终点可以大致分为以明显的组织坏死为主的器质性损伤和未见明显组织病理坏死情况下出现的功能性损伤。一些功能性观察终点包括：放射性认知功能障碍、皮肤红斑和脱屑、局限性肺炎或肺纤维化导致的呼吸频率增快和放射性脊髓损伤导致的动物后肢脊髓病等。这些损伤出现的潜伏期的长短大体上与辐射剂量成反比关系。

鉴于正常组织辐射损伤的多样性、复杂性以及与科研目的相关的动物模型适用性，如何排除相关影响因素也是我们必须要仔细考虑、妥善解决的问题。影响辐射生物学效应的因素多种多样，不仅与辐射因素、辐射递质密切相关，如辐射类型（高LET辐射或低LET辐射）、剂量和剂量率大小、照射方式（单次或分次）、辐射递质使用（防护剂或增敏剂）等因素，还与受照射物种差异及个体差异紧密联系，主要分为①种系差异：不同物种的动物辐射敏感性差异较大（表3-1-2）。一般说来，生物进化程度愈高，辐射敏感性愈高。②性别：育龄雌性个体的辐射耐受性稍大于雄性。这与体内性激素含量差异有关。③年龄：幼年和老年的辐射敏感性高于壮年。④生理状态：机体处于过热、过冷、过劳和饥饿等状态时，对辐射的耐受性亦降低。⑤健康状况：身体虚弱和慢性病患者，或合并外伤时对辐射的耐受性亦降低。

表3-1-2　各种动物半数致死剂量比较

因此，建立动物模型遵循了医学伦理学规范，为人类辐射损伤研究提供丰富的实验材料，并且实验条件可控，有利于因素分析，有助于全面了解辐射损伤的本质，对正常组织辐射损伤防护与救治的研究有丰富的理论意义与现实指导意义。