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一、引言
肝脏是人体重要的代谢器官，肝损伤和肝纤维化是许多肝脏疾病发展的关键阶段。因此，建立合适的动物模型对于深入研究肝脏疾病的发病机制、探索有效的治疗方法至关重要。化学物质诱导的肝损伤和肝纤维化动物模型因其与人类肝脏疾病的相似性和可操作性，成为研究中的重要工具。本文将介绍几种化学物质诱导的肝损伤和肝纤维化动物模型方式。
二、常见化学物质诱导的肝纤维化动物模型
1. 四氯化碳（CCl4）诱导模型
CCl4 的特性及作用机制：
CCl4 是一种无色透明的挥发性液体，具有强烈的肝毒性。它可直接溶解肝细胞膜，经肝细胞细胞色素 P450 依赖性混合功能氧化酶的代谢生成三氯化碳（-CCl3），启动脂质过氧化作用，导致肝细胞损伤。例如在研究中，BML-111 对四氯化碳诱导的大鼠肝纤维化保护作用及机制研究表明，BML-111 能够抑制大鼠肝脏损伤、炎症细胞浸润和肝功能损害，减轻大鼠的肝纤维化程度，抑制大鼠肝组织表达 TGF-β1 和 PDGF 等。此外，不同浓度四氯化碳诱导兔肝纤维化模型的对照研究也为 CCl4 的作用机制提供了更多参考。
实验动物选择与造模方法：
通常以小鼠或雄性大鼠作为选用对象，染毒途径主要为灌胃、腹腔注射或皮下注射。例如，大鼠造模可按体重 0.5μl/g CCl4（2.5μlCCl4 橄榄油溶液）腹腔注射，每周 2 次，持续 6 周；小鼠造模可按 5 ml/kg 体重的剂量皮下注射 20% CCL 茶油溶液，每 5 天一次，连续 3 个月。在实际操作中，CCl4 易挥发，最好配置当天使用，且在进行正式试验之前最好进行一次预实验，验证所选的动物及造模时间是否符合预期。
模型特点：
注射 CCl4 后，模型动物活动逐渐减少，精神萎靡，毛发蓬乱无光泽，进食量减少，体重增长速度减慢。肝脏表面颜色暗淡，质地稍韧，表面有颗粒改变，肝缘变钝，被膜肿胀。表儿茶素对四氯化碳诱导肝纤维化大鼠的干预作用中也提到了类似的模型特点，并且该研究表明表儿茶素对四氯化碳诱导的大鼠肝纤维化有一定的保护作用。
2. 二甲基亚硝胺（DMN）诱导模型
DMN 的特性及作用机制：
DMN 是一种可导致肝纤维化的肝毒剂，同时具有致癌和致突变性，在体内通过肝微粒体主要代谢为乙醛，乙醛可与核酸、蛋白质等结合使肝细胞坏死、细胞外基质增加，出现肝纤维化。相关研究如二甲基亚硝胺诱发大鼠肝纤维化发生机理的研究等为其作用机制提供了一定的理论依据。
造模方法：
通过给实验动物腹腔注射 DMN (5～10mg/kg 体质量) 每周连续 3d，4～8 周后即可成功诱导出肝纤维化模型。
模型特点：
造模简便，造模周期短，但容易引起肝细胞坏死出血导致肝衰竭，死亡率较高且是致癌物。肝宝胶囊防治二甲基亚硝胺 (DMN) 致大鼠肝纤维化的作用机理研究、黄芪汤逆转二甲基亚硝胺诱导大鼠肝纤维化的作用机制等研究表明，DMN 诱导的肝纤维化模型具有一定的研究价值，但也存在较高的风险。
三、化学物质诱导的肝损伤动物模型
1. ConA 诱导的急性肝损伤模型
模型特点：以 T 细胞和巨噬细胞活化介导的肝损伤为特征，部分模拟了人类自身免疫性肝炎的发病机制。在该模型中，活化的 T 细胞和巨噬细胞浸润肝组织间质，并诱导多种促炎因子的分泌，如 TNF-α、IFN-γ、IL-1β 和 IL-2 等。肝细胞凋亡、坏死和白细胞浸润被认为是自身免疫性肝炎的突出特征。
造模方法：给小鼠注射刀豆蛋白 A（ConA）诱导肝损伤。例如用 6mg/kg 的 ConA 分别通过尾静脉注射、腹腔注射方法干预 C57 小鼠，注射 8h 后处死小鼠建立急性肝损伤模型；用 6mg/kg 的 ConA 每周注射 1 次，连续 4 周，建立慢性肝损伤模型。实验动物购进后随机分为模型组、荣肝合剂组、茵陈蒿汤组、茵陈蒿组、联苯双酯组及正常对照组。适应性饲养三天，开始给予药物干预，末次灌胃给药后 1 小时，正常对照组小鼠尾静脉注射 PBS 溶液 0.3ml，其余各组小鼠均一次性按 ConA3mg/g 体重尾静脉注射造模，ConA 以 0.9% 的生理盐水稀释，浓度为 1mg/ml。
2. APAP 诱导的急性肝损伤模型
模型特点：对乙酰氨基酚（APAP）在肝脏中代谢为剧毒代谢物 N - 乙酰基 - 对苯醌亚胺 (NAPQI)，当谷胱甘肽耗尽时，NAPQI 与线粒体蛋白结合并导致肝细胞坏死。在造模动物肝脏中可见不同程度的肝小叶边缘区细胞凝固性坏死和瘀伤。
造模方法：给小鼠喂食对乙酰氨基酚诱导肝损伤。造模前禁食 8 - 12 小时，禁食期间小鼠可自由饮水。称取 APAP 粉末（300mg/kg），APAP 溶于含有 10% 二甲亚砜（DMSO）和 20% 吐温 80 的生理盐水中，置于 70?C - 80?C 热水中待注射。根据小鼠体重用 1ml 注射器吸取相对应剂量的 APAP 配置溶液，从小鼠左下侧或者右下侧腹腔快速注入，注射 12 小时后杀鼠取血取肝。
3. CCl4 诱导的急性肝损伤模型
模型特点：与 CCl4 诱导的肝纤维化模型类似，CCl4 通过改变细胞质膜与器膜的通透性损害肝细胞，产生自由基及一系列氧活性物，引起富含不饱和脂肪酸的生物膜发生脂质过氧化，导致单细胞损伤坏死。
造模方法：用花生油将四氯化碳稀释为所需要的浓度，通过不同方式给动物造模，如腹腔注射等。一般用花生油将 CCl4 稀释为所需浓度，CCl4 致急性肝损伤所需剂量和用法见表 8 - 1。用 CCl4 在不同动物可以多种方法引起急性肝损伤，实验动物可以选择体重 18 - 22g 的小鼠、体重 150 - 180 的大鼠或体重 4 - 45kg 的家兔。
四、其他化学物质诱导模型
1. 乙醇诱导的肝纤维化动物模型
原理：乙醇在体内代谢过程中，转变成乙醛及乙醛转变成乙酸盐或乙酰辅酶 A（NAD）的过程中会产生还原性烟酰胺腺嘌呤二核甘酸（NADH）。NAD/NADH 比例下降使得肝内三羟酸循环受抑、糖异生作用减弱以及脂肪酸合成增加。当脂肪酸增多超过肝脏的处理能力时，就会形成脂肪肝，最终发展为肝纤维化。
造模方法：给大鼠胃内连续 24 周灌入乙醇，如灌胃给白酒（φ（C?H?OH）=0.56）7 g/kg 体重，每日晨 1 次。也可以灌胃给白酒 - 玉米油 - 吡唑混合液，每日晨 1 次，连续 12 周。混合液中各组分摄入量比例分别为：每日白酒（φ（C?H?OH）=0.56）8 - 12/kg 体重，玉米油 2 g/kg 体重，吡唑 24 mg/kg 体重，另外间断高脂饲料。其中，乙醇摄入量是随时间的延长而逐步递增的，乙醇剂量计算采用下列公式，乙醇剂量（g）= 白酒体积（ml）× 白酒体积分数（0.56）× 乙醇相对密度密度（0.8 g/ml）。
模型特点：造模不同阶段动物有不同表现。造模 4 周时，动物出现流涕、体态呆板、嗜睡、精神萎靡、食欲减退和行动迟缓等现象，血清天冬氨酸转氨酶（AST）碱性磷酸酶（ALP）含量升高，总蛋白（TP）和球蛋白（GP）含量下降，部分大鼠肝组织中相邻肝小叶的中央区 - 汇管区出现桥接坏死，坏死区内可见大量炎细胞浸润，以中性粒细胞为主，表现为中 - 重度炎症变化；12 周时，动物毛发光泽变少，体重增长缓慢，经常溏泻，肝脏体积变大，色泽暗淡，质地偏硬，大部分动物肝组织出现不同程度的水样变性及气球样变性，以肝包膜下的肝细胞为明显，且肝细胞脂肪变性加重，脂滴增多；24 周时，动物血清 AST 继续维持在较高水平，ALP 从高位恢复至正常范围，白蛋白（ALB）含量显著下降，在肝门管区的小动脉、静脉，肝小叶中央静脉、肝窦处可见血液淤滞，中央静脉内出现透明血性，部分中央静脉扩张，基底膜增厚。血管内皮细胞及窦内皮细胞肿胀，胶原纤维沿窦壁沉积，呈铁丝网格状或龟壳样，范围较广，汇管区及其周围亦可见到，严重者中央静脉及汇管区胶原纤维增粗，小叶内出现纤维分隔。
乙醇诱导肝纤维化的机制主要有以下几点：肝脏系统是人体代谢和降解酒精的重要部位，乙醇及其衍生物的代谢过程中直接或间接诱导的炎症反应，加快肝脏发生纤维化的速度；酒精肝病从肝纤维化的细胞，分泌出促进心脏细胞活化的因子，造成肝脏系的损伤；肝细胞里面酒精的化学反应，是引发酒精肝硬化的一个根源所在。
酒精对肝脏的损伤是一个渐进的过程。轻度酒精性肝病时，没有明显症状，化验时也没有明显表现，注意多休息并按医嘱服用保肝药物即可好转。发展为酒精性脂肪肝后，经常或大量饮酒会使肝脏堆积较多脂肪。继续发展为酒精性肝炎，肝细胞坏死，出现黄疸、食欲不振、恶心以及全身无力等症状。若到了酒精性肝纤维化阶段，患者容易出现腹部胀痛、肝区疼痛、四肢水肿以及全身无力等症状，严重者甚至会出现精神不振的问题。酒精性肝硬化是肝脏病变的晚期，消瘦和营养不良且伴有消化道出血、肝性脑病、肝腹水等问题。长期受酒精威胁，肝脏还可能转化为肝癌。
此外，斑马鱼也可通过直接浸泡在含有乙醇的养殖水中完成肝纤维化造模。斑马鱼暴露于 1% 乙醇 8 周或 0.2% 乙醇 4 周后，肝出现炎症因子浸润、ECM 蓄积等肝纤维化阶段特征。与野生型斑马鱼相比，使用甲硝唑 / 硝基还原酶系统构建的基因工程斑马鱼经过乙醇处理会显著加快肝纤维化进程。但在乙醇诱导的斑马鱼体内，未观察到晚期肝纤维化和肝硬化病理变化，因此该模型更适合早期肝纤维化研究。
五、总结
化学物质诱导的肝损伤和肝纤维化动物模型在肝脏疾病研究中具有至关重要的地位。这些模型能够模拟人类肝脏疾病的发生发展过程，为深入研究肝脏疾病的发病机制、探索有效的治疗方法提供了有力的工具。
不同的化学物质诱导模型具有各自的优缺点和适用范围。例如，四氯化碳（CCl4）诱导模型操作相对简单，重复性高，可用于研究肝坏死及肝硬化等疾病。但其具有一定的毒性，可能对实验动物造成较大的伤害。二甲基亚硝胺（DMN）诱导模型造模简便、周期短，但容易引起肝细胞坏死出血导致肝衰竭，且是致癌物，死亡率较高。ConA 诱导的急性肝损伤模型部分模拟了人类自身免疫性肝炎的发病机制，但实验操作相对复杂。APAP 诱导的急性肝损伤模型能够模拟药物性肝损伤，但需要注意禁食等操作对模型的影响。CCl4 诱导的急性肝损伤模型与 CCl4 诱导的肝纤维化模型有相似之处，但损伤程度和造模方法略有不同。乙醇诱导的肝纤维化动物模型能够模拟酒精性肝纤维化的发生发展过程，但不同阶段动物表现不同，且斑马鱼模型更适合早期肝纤维化研究。
在选择动物模型时，需要根据研究目的和实际情况进行综合考虑。例如，如果研究目的是探索肝纤维化的发病机制，可以选择 CCl4 或 DMN 诱导的模型；如果研究药物对急性肝损伤的治疗效果，可以选择 ConA 或 APAP 诱导的模型；如果研究酒精性肝纤维化，可以选择乙醇诱导的模型。同时，还需要考虑模型的稳定性、重复性、造模周期、成本等因素。
总之，化学物质诱导的肝损伤和肝纤维化动物模型在肝脏疾病研究中发挥着重要作用，通过合理选择和应用这些模型。
