COPD造模：全身暴露 VS 口鼻吸入式暴露

近期比利時魯汶大學呼吸系統疾病和胸外科實驗室發表文章，研究對比了采用全身暴露（whole-body CSexposure）和口鼻暴露（nose-only CS exposure）兩種形式進行香煙煙霧暴露COPD建模。結果表明，采用口鼻和全身暴露系統進行COPD建模，會導致相同程度的肺功能損傷和組織學改變。

實驗采用雄性8周齡C57BL/6JolaH 小鼠，采用3R4F肯塔基標準研究香煙（每只煙成分9.4mg焦油, 0.73 mg 尼古丁 and 12.0mg CO）。每次6只香煙、一天2次。每周暴露5天，連續14周。

實驗中，全身和口鼻系統中的顆粒物濃度和一氧化碳(CO)水平相似，確保每個暴露系統中的小鼠進行到相同水平的CS暴露。在口鼻系統和全身系統的每個暴露艙中，總顆粒物在188±28.4mg/m3范圍內，CO水平分別為817±49和937±50ppm/香煙。

兩種CS暴露系統都誘導了相似程度的肺功能損傷，而全身暴露系統的炎癥更為嚴重。口鼻暴露系統觀察到支氣管上皮損傷、粘液和空域擴大。全身暴露系統的支氣管肺泡灌洗(BAL)和淋巴結中淋巴細胞較多，而BAL中IgA和IgG的產生增強，口鼻暴露系統血清中IgG的產生程度較小。

結果表明，口鼻和全身CS暴露系統會導致相同程度的肺功能損傷和組織學改變。文章強調了兩種模型之間在肺炎癥和重塑以及對CS的潛在敏化方面的差異。研究人員在設計未來的慢性阻塞性肺病COPD早期干預研究時應該意識到這些差異。

實驗同時表明，與口鼻（5.3（1.8-2.5）ng/ml）暴露系統和對照組（1.0（1.9-1.0）ng/ml）相比，全身暴露（5.3（2.3-6.9）ng/ml）的血清cotinine水平明顯更高。與對照組相比，口鼻暴露系統的血清cotinine水平略有升高，未能達到統計學意義。這表明全身暴露可能通過其他途徑攝取，而不僅僅是吸入。

顯然在全身暴露系統中，小鼠不僅通過呼吸使煙霧進入體內，而且皮膚、眼睛也會暴露于煙霧中，理毛舔舐也會通過食道暴露。這可能是導致全身暴露系統中cotinine血清水平升高的原因。相反，口鼻暴露系統允許更好的CS吸入量的可控性，并避免了其通過皮膚的吸收。

同類的研究可以參考廣州醫科大學第一附屬醫院呼吸系統疾病國家重點實驗室Jiaze Shu于2017年發表的文章[2]，研究表明口鼻暴露的方法可控性強，重現性更好，可能是建立該模型更合適的方法。

參考文獻：

1、Jef Serré, Ajime Tom Tanjeko, Carolien Mathyssen , et al，Enhanced lung infammatory response in whole-body compared to nose-only cigarette smoke-exposed mice，Respir Res (2021) 22:86

2、Shu J, Li D, Ouyang H, Huang J, Long Z, Liang Z, et al. Comparison and evaluation of two diferent methods to establish the cigarette smoke exposure mouse model of COPD. Sci Rep. 2017;7:15454