精诚智言：支气管哮喘及动物模型
支气管哮喘（Bronchial asthma，简称哮喘）是一种慢性呼吸道变态反应炎症性疾病，以气道炎症及高反应性为主要疾病特征（Fig.1）。最新调查显示：全球哮喘患者达3.58亿，患病率较1990年增加了12.6%；我国哮喘患病率和发病率呈逐年上升趋势，成年人哮喘患病率达4.2%，有近4 570万成人哮喘患者。临床主要表现为反复发作性喘息、呼气性呼吸困难和胸闷等症状；通常在夜间和清晨发作，并可引发多种肺部感染性疾病。临床对哮喘患者治疗的长期目标在于改善或者控制症状，让患者能够维持正常活动状态，避免持续性气流阻塞和发生病情恶化。目前临床主要治疗策略包括避免接触过敏原以及药物治疗，例如糖皮质激素和支气管扩张剂等药物等。
Fig. 1：哮喘病理机制
研究报道，哮喘疾病可以根据免疫反应类型可以分为T2型哮喘（高Th2型）和非T2型哮喘（低Th2型）。T2型哮喘包括过敏性哮喘、嗜酸性粒细胞性哮喘和阿司匹林加重性呼吸系统疾病等。以嗜酸性粒细胞（Eosinophils，EOS）为主要特征。在过敏原、污染物或微生物等刺激下，支气管上皮细胞释放IL-33、IL-25和胸腺基质淋巴细胞生成素（Thymic stromal lymphopoietin，TSLP）等细胞因子，激活Th2细胞和Ⅱ型固有淋巴样细胞（type Ⅱ innate lymphoid cells，ILC2）以分化和产生Ⅱ型细胞因子IL-4、IL-5、IL-25和IL-13等，Th2细胞分化取决于GATA3转录因子的激活（Fig. 2）。这些介质能够进一步介导嗜酸性粒细胞增多、肥大细胞激活、黏液分泌增加和气道高反应性。
Fig. 2：T2型哮喘呼吸道免疫反应
非T2型哮喘即缺乏Th2相关信号分子显著表达，其临床定义尚不明确，包括嗜中性粒细胞型哮喘、寡粒细胞型哮喘以及合并代谢功能障碍的哮喘等。部分非T2型哮喘以中性粒细胞（Neutrophil）为主要细胞特征，以Th1、Th17型（Th1、Th17细胞介导）免疫反应为主，细胞因子有干扰素（Interferon，IFN）、IL-17、IL-6等（Fig. 3）。其中，中性粒细胞型哮喘表现为Th17细胞激活、气道阻塞固定、对支气管扩张剂反应差、呼出气一氧化氮（Fractional exhaled nitric oxide，FeNO）水平低等特征。
Fig. 3：非T2型哮喘呼吸道免疫反应
值得关注的是，并不是每位哮喘患者的发病机理都会严格符合上述分类，存在个体之间的异质性。随着对高Th2型哮喘研究更为深入，其病理机制越来越清楚，并出现了更多的生物治疗技术手段供临床选择。这些治疗策略包括针对免疫球蛋白E（Immunoglobulin E，IgE）、EOS、IL-4、IL-5以及TSLP的特异性治疗。深入理解不同类型哮喘发病机理，有助于更精确地诊断、预防和治疗哮喘，从而实现个体化制定临床治疗方案和对疾病进行长期控制管理。
哮喘作为一种复杂且多因素的疾病，需要在整体生物学背景下进行全面深入的研究。由于存在诸多因素，通过临床研究直接对人体进行实验有限制性，所以在动物模型上开展对哮喘病理机制理解和治疗方法的探究有重要意义。常用动物哮喘模型主要包括豚鼠、小鼠、大鼠等，理想的动物模型应尽可能体现人类哮喘主要病理特征，包括急性支气管收缩、气道阻力增加、IgE介导的抗原敏感、气道慢性炎症、Th2 细胞因子产生、EOS和黏液分泌增多等。小鼠是现在哮喘动物模型中使用最广泛的物种。小鼠并非天生易患哮喘，但其呼吸道更容易诱发类似人类哮喘的反应，从而产生反映人类疾病的炎症和症状。然而，小鼠和人在哮喘的病理生理学方面仍然存在一些差异。例如小鼠的气道高反应遵循过敏原激发并且是短暂的，而在人类中即使没有症状也随时存在。当前，大多数体内哮喘研究主要采用的动物模型为卵清蛋白（Ovalbumin，OVA）诱导的哮喘模型。OVA 的使用大多为复合使用（含佐剂），主要包括 Al (OH)3，少数还会加入明矾。另外，也有使用不同过敏原提取物诱导的哮喘模型，例如屋尘螨（House dust mite，HDM）提取物诱导的小鼠哮喘模型。常见的小鼠哮喘模型特征如Tab.1所示。
Tab.1：小鼠哮喘模型特征
上海精诚智研生物医药有限公司研发技术团队根据哮喘的发病机理和参考临床疾病特征以及不同项目药物体内有效性评价的需求，采用OVA诱导Balb/c小鼠构建了成熟稳定的哮喘模型，实验数据展示如下：
1）血液IgE水平
2）肺灌洗液（BALF）炎性细胞及细胞因子水平
3）肺组织H&E病理学检测结果
另外，精诚智研团队在免疫和炎症性疾病动物模型领域深耕多年，积累了丰富的模型开发和药物研究经验。团队构建了银屑病、多发性硬化、系统性红斑狼疮、类风湿关节炎、特应性皮炎、炎症性肠病等多种不同类型的疾病动物模型，为临床前药效评价提供针对不同靶点或通路的免疫和炎症性疾病相关动物模型。针对客户的差异化需求，团队可提供模型定制服务，为客户开发合适的动物模型并制定合适的体内药效学研究方案。
参考文献
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