类过敏反应已严重影响人类的生活质量,其症状与Ⅰ型过敏反应极为相似,涉及多器官系统,类过敏反应的发生率远高于过敏反应,二者经常被混淆,但有着本质区别,类过敏反应通常在首次接触致敏原即发生,是无需IgE介导的非抗原抗体反应。类过敏反应发生机制复杂,目前国内外对此尚不完全清楚,相关研究推测类过敏反应主要通过直接刺激MC途径和激活补体系统途径而引发。截至今日,国内外均未建立统一的检测模型用于类过敏反应的临床前评价,也没有相关的技术指导原则发表【1】。因此,本文对类过敏反应相关体内外模型及实验方法研究进行综述,旨在为类过敏反应的检测建立统一的临床前评价标准提供指导,尽可能地减少药物类过敏反应的发生,保障临床用药安全。
1 整体动物实验研究:
选择一种合适的动物实验模型进行类过敏反应的评价备受关注,目前已经进行研究的实验动物主要有Beagle犬、小型猪、豚鼠、大鼠和小鼠等,恒河猴和食蟹猴报道较少。不同动物或不同品系动物模型的敏感性及效应物质评价指标略有不同,下面逐一进行赘述。1.1 Beagle犬模型:
有较多研究报道Beagle犬在首次静脉注射致敏物质后很快出现与人类相似的类过敏反应症状,将Beagle犬出现的典型症状与其血浆组胺升高率为主要指标,IgE为辅助指标进行类过敏反应的评价。梁爱华等【2】以Beagle犬为受试动物,以含吐温-80 和不含吐温-80鱼腥草注射液为主要受试药物给与动物,发现Beagle犬迅速出现类过敏反应,并表现出与临床高度一致的症状特点,建议作为中药类过敏反应临床前评价研究的理想动物模型。此外,梁爱华等【3】也进一步证实Beagle犬作为临床前评价药物类过敏反应动物模型的可行性。王志国等【4】通过对Beagle犬一次静脉注射磷酸组胺注射液模拟临床类过敏反应的发生,作者认为Beagle犬可以作为类过敏反应临床前评价的敏感动物模型。孙伟伟等【5】以Beagle犬为类过敏反应的敏感动物模型来评价多种聚山梨酯80及其配制的鱼腥草注射液静脉注射给药对Beagle犬的致敏性。该课题组在实验过程中发现Beagle犬对类过敏实验很敏感,且得出若控制聚山梨酯80的质量及限制其浓度可避免类过敏反应的发生。Qiu等【6】通过向Beagle犬注射吐温80考察其致敏性实验发现Beagle犬在生理指标的变化上与人类极为相似。闫位娟等【7】将临床过敏性报道较多的中药注射剂对Beagle犬、豚鼠及小鼠进行类过敏试验,证明了Beagle犬为类过敏反应的最佳实验动物,结果准确可靠。综上,Beagle犬由于其发生类过敏反应时出现与人类极为相似的行为学症状及生理指标的改变,敏感性高、重复性好,其作为类过敏反应临床前评价研究的动物模型得到一致认可。
1.2 小型猪模型:
小型猪作为动物实验模型的相关报道不多,有研究表明其对脂质体引起的补体激活最为敏感。Dezsi等【8】通过对小型猪及大鼠静脉注射脂质体,发现均出现补体系统的激活,但小型猪的敏感性明显大于大鼠。Szebeni等【9】通过实验发现微量的脂质体即可引发小型猪的类过敏症状,表现为肺动脉高压、全身低血压、心输出量减少和心律失常等 Beagle犬的血流动力学相关变化近似于小型猪。因此,Beagle犬和小型猪相比于大鼠而言更适合用于脂质体的类过敏反应检测,但相比之下小型猪更敏感。综上,小型猪可作为脂质体类过敏反应检测的最佳动物模型。
1.3 豚鼠模型:
药物过敏反应中最常用的动物模型即为豚鼠模型。梁爱华等【2】以豚鼠为受试动物,以含0.4%伊文思蓝的去吐温鱼腥草蒸馏液、不同浓度吐温及含不同浓度吐温的鱼腥草注射液为受试药物,静脉注射3.0ml/kg,观察其30分钟内行为学变化及耳廓蓝染情况。该研究证实豚鼠发生类过敏反应的主要特征为耳廓血管通透性增高,且与药物剂量呈现依赖关系,但其未表现出临床出现的典型的类过敏反应症状。陈素珍等【9】通过对豚鼠及小鼠一次性注射中药注射剂,观察到了豚鼠明显的如竖毛、抓鼻、舔足、搔痒及步态不稳等类过敏样症状,小鼠则未观察到异常。李春英等【10】通过对豚鼠静脉一次性注射不同浓度吐温及含不同浓度吐温的中药注射剂,发现其血管通透性增高,且呈现剂量依赖关系。闫位娟等【7】对豚鼠一次性均静脉注射生理盐水、吐温80及多种中药注射剂,给药剂量为人临床应用剂量的6倍,通过行为学特征及血浆组胺水平综合判断类过敏反应。结果显示,豚鼠对中药注射剂的类过敏反应不明显,说明用豚鼠做类过敏试验与人体不完全符合,不够理想。综上,对于豚鼠作为类过敏反应评价的建议各不一致,但基于血管通透性的研究均认为其可作为类过敏反应研究的动物模型,至于豚鼠能否作为类过敏反应临床前评价的动物模型有待更多更深入的研究加以验证。
1.4 大鼠模型:
大鼠作为类过敏反应的动物模型亦有相关研究。Dezsi等【8】研究证明大鼠对于脂质体的敏感性很小,不建议大鼠作为脂质体的类过敏反应检测模型。张立波等【11】以SD大鼠为动物模型,以C48/80为工具药,对大鼠皮肤类过敏试验的适用性和可靠性进行研究。结果以皮肤蓝斑直径及蓝斑浸出液OD值为检测指标进行判断,发现其作为类过敏反应监测具有敏感性好,结果可信的特点。因此,SD大鼠可以作为类过敏反应临床前评价的动物模型。康黎静等【12】利用前者的大鼠皮肤类过敏试验方法实验方法对临床常用的一些造影剂、化学合成药物及中药注射剂进行检测,发现此方法敏感性高,且检测结果与给药剂量具有相关性,建议此方法可用于药物类过敏反应的临床前评价研究。汪怀山等【13】以MABP(平均动脉血压)为观测指标,观察大鼠一次性静脉推注组胺及类过敏阳性物质后发生类过敏反应的敏感程度。结果显示,大鼠MABP指标指示类过敏反应的发生具有很好的敏感性,可以以大鼠MABP为观察指标,将大鼠作为类过敏反应临床前评价的动物模型。梁爱华等【14】以C48/80为阳性药对大鼠进行皮肤类过敏试验,静脉注射伊文思蓝,将蓝斑直径及伊文思蓝渗出量为指标来判断,并用临床上报道较多的两种中药注射剂进行了验证。结果显示,此方法验证的结果与临床报道具有一致性,且此方法敏感、可靠,因此,以蓝斑直径及伊文思蓝渗出量为指标的大鼠皮肤类过敏试验方法可用于类过敏反应的临床前评价。综上,大鼠作为类过敏反应评价的动物模型主要是皮肤类过敏试验,通过观察蓝斑直径、伊文思蓝渗出量及MABP等指标来判断是否发生类过敏反应,结果显示敏感性良好。因此,也可将大鼠皮肤类过敏试验用于类过敏反应的临床前检测及评价。
1.5 小鼠模型:
小鼠具有多样性的分子生物学和免疫学特点,经常用于过敏及类过敏反应的临床前研究。张宇实等【15】通过对两种性别的四种小鼠静脉注射含有伊文思蓝的中药注射剂诱发类过敏反应,来考察不同品系及性别的小鼠发生类过敏反应情况。结果显示,ICR小鼠的敏感性优于BALB / C、昆明和 C57品系的小鼠,且普遍显示雄性小鼠的敏感性优于雌性,但相关机制尚不清楚,建议选用雄性ICR小鼠作为类过敏反应的动物模型进行类过敏反应的临床前评价。谢家骏等【16】通过对小鼠静脉注射C48/80及吐温80,观察其行为学特征及测定血液组胺、β-氨基己糖苷酶及类胰蛋白酶等指标,建立了小鼠全身类过敏试验方法。并通过中药注射剂及造影剂进行了验证,得到了与临床具有一致性的结果。因此,此方法可用于类过敏反应临床前检测及评价。梁爱华等【17】以小鼠为受试动物,一次性静脉注射含0.4%的伊文思蓝阳性对照物质组胺和C48/80,发现小鼠出现较为明显的血管通透性增高,且呈现剂量依赖性,说明小鼠主要的类过敏反应特征为血管通透性增高。该研究还利用临床上报道发生类过敏反应较多的多种中、西药注射剂加以验证,发现此方法用于类过敏反应的评价敏感性高,临床一致性好。李春英等【10】以吐温80、含不同浓度吐温-80的鱼腥草蒸馏液和双黄连粉针剂一次性静脉注射给与小鼠,发现给药后均未见小鼠全身的异常反应,但耳廓血管反应明显,且呈现剂量依赖性。因此,可利用小鼠血管通透性增加的特点对临床上的类过敏反应进行检测和评价。闫位娟等【7】对小鼠一次性尾静脉注射阳性物质及中药注射剂,通过观察小鼠行为异常及组胺含量变化进行综合判断。结果显示,小鼠由于个体小,行为表现不典型,认为观察不准确等容易导致误判。因此,作者认为小鼠作为类过敏反应检测的动物模型不理想。综上,对于小鼠作为评价类过敏反应的动物模型,将血管通透性作为评价指标的研究结果大多认为敏感性及临床一致性较好。将行为学异常及组胺作为评价指标的研究报道不一,有待进一步研究。
2 体外细胞实验研究:
随着科学的进步和动物福利保护呼声的日益高涨,替代或减少整体动物实验势在必行,体外细胞实验相比整体动物实验更简单易行。目前应用于类过敏方向研究的细胞主要有大鼠嗜碱性白血病细胞(RBL-2H3)、小鼠肥大细胞瘤细胞(P815)、人外周嗜碱性白血病细胞(Ku812)和大鼠腹腔肥大细胞(RPMC)等。不同细胞模型有各自特点,下面逐一进行赘述。2.1 RBL-2H3模型:
RBL-2H3细胞是从Wistar大鼠保持肿瘤状态的嗜碱性白血病细胞中分离出来的,其包质内含有很多嗜碱性颗粒,当细胞发生过敏或类过敏反应时会引起细胞脱颗粒现象,进而释放组胺和β-氨基己糖苷酶等物质,通过这些物质对过敏及类过敏反应进行判断。罗霞等【18】将临床报道出现类似过敏样反应较多的几种中药注射剂与RBL-2H3细胞于体外共同培养,通过细胞计数及测量组胺等相关指标进行判断,提示RBL-2H3细胞有应用于类过敏反应临床前评价的潜在价值。熊克朝等[29]将不同浓度C48/80方法分别与RBL-2H3细胞作用不同时间,通过检测组胺、类胰蛋白酶和β-氨基己糖苷酶的释放率及细胞活力发现最佳指标为组胺和β-氨基己糖苷酶释放率,最佳作用时间是30min。因此,可通过此方法对临床报道较多的易发生类过敏反应的药物进行类过敏反应临床前评价。易娟娟等【20】亦以C48/80为工具药,对RBL-2H3细胞应用于药物类过敏反应评价的方法学进行研究。得出RBL-2H3细胞作为体外评价药物类过敏反应模型具有方便、灵敏和快速的特点,适用于药物类过敏反应的临床前评价。范姗姗等【21】亦以C48/80为工具药,以实时细胞分析技术检测其对RBL-2H3细胞生长的影响,另通过检测组胺及β-氨基己糖苷酶释放率对RBL-2H3细胞脱颗粒情况加以验证。建立了基于实时细胞分析技术的可用于类过敏反应临床前评价的细胞模型。综上,RBL-2H3细胞作为类过敏反应临床前评价的体外细胞模型具有操作简单、结果灵敏等特点,用于类过敏反应的筛查具有可行性,符合动物福利。
2.2 P815和Ku812模型:
P815细胞系小鼠肥大细胞瘤细胞,来源于小鼠肥大细胞系,其可弥补RBL-2H3细胞不完全代表肥大细胞的不足。Ku812细胞系人外周嗜碱性白血病细胞,来源于慢性髓性白血病患者爆发起外周血建立起的细胞株。李伟等【22】以C48/80为工具药分别与三种细胞(RBL-2H3、P815、Ku812)共同培养30min和60min,通过测定Annexin V阳性细胞率、β-氨基己糖苷酶释放率等指标指示类过敏反应的发生。用聚山梨酯80进行适用性考察,发现P815和Ku812细胞模型更敏感、稳定,适合用于类过敏反应的早期筛选。高婕等【23】通过比较三种细胞(RBL-2H3、P815、Ku812)经C48/80刺激后发生细胞脱颗粒及相关指标的差异,寻找适合类过敏反应评价的最佳体外细胞模型。结果显示,P815细胞相比于其他两种细胞发生脱颗粒现象速度快、程度更高,提示其具有应用于细胞模型进行类过敏反应临床前评价的潜在价值。综上,目前关于Ku812细胞作为类过敏细胞模型进行类过敏检测的研究尚不充分,较多研究结果显示P815细胞更适合作为类过敏反应临床前评价的体外细胞模型。
2.3 RPMC模型:
RPMC细胞系大鼠腹腔肥大细胞,来源于大鼠腹腔,具有肥大细胞生物学特征,弥补了P815细胞代表肥大细胞的不足。关于RPMC细胞的研究相对较少,但研究结果较为一致,均认为RPMC细胞可作为类过敏反应临床前评价的体外细胞模型,但反应细胞脱颗粒的方式有的选用细胞的形态改变,有的选用β-氨基己糖苷酶等生化指标,具体哪一种方法更能准确的反映细胞脱颗粒情况有待进一步研究。3 总结与展望:
随着中药注射剂临床应用的日益广泛,其发生的不良反应备受关注,其中类过敏反应尤为突出。迄今为止,尚无统一的类过敏反应检测模型,本文对过去几年对整体动物及体外细胞实验模型的研究进行了综述,旨在为临床预防类过敏反应的发生提供指导。整体动物实验研究中发现:Beagle犬能够表现出与人类极为相似的行为学症状及极为敏感的生化指标,普遍认为Beagle犬模型是用于类过敏反应评价的最佳模型 小型猪由于对脂质体敏感,建议用于对脂质体的类过敏反应进行检测 关于豚鼠和小鼠行为学特征及生化指标的报道结果不一,有待进一步研究,但其血管通透性实验结果一致,且呈现剂量依赖性,建议豚鼠和小鼠基于血管通透性的研究可用于类过敏反应监测的模型 关于大鼠研究较多的是皮肤类过敏试验,结果敏感性好,可作为类过敏反应临床前评价的实验动物模型。
体外细胞实验研究中发现:几乎所有研究认为RBL-2H3细胞作为类过敏反应临床前评价的体外细胞模型具有操作方便、敏感型好,易实施,符合动物福利 Ku812细胞相关研究较少,有待开展更多研究 有研究认为P815细胞在发生类过敏反应时生化指标变化快,且敏感,适合用作类过敏反应临床前评价的体外细胞模型 RPMC细胞相关研究亦不多,但均认为其可作为类过敏反应临床前评价的体外细胞模型,但因该细胞很难分离纯化,用生化指标来反映细胞脱颗粒率会有较大误差,建议用细胞形态改变间接计算细胞脱颗粒率。
总之,不同模型检测指标可能不同,敏感性可能不同,适用范围也可能不同。因此,需开展更多、更深入的研究,确定类过敏反应发生的途径及机制,尽快找到能够更稳定、更准确的用于类过敏反应临床前评价的实验模型,促进中药注射剂发展的同时减少临床用药中类过敏反应的发生。
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