胆管插管与胆汁淤积动物模型构建：原理与应用
摘要： 胆汁淤积是多种肝脏疾病的核心病理过程，深入研究其机制及潜在治疗策略依赖于可靠的动物模型。胆管插管技术是构建胆汁淤积模型、进行胆汁动力学研究的关键手段。本文系统阐述胆管插管手术操作流程、注意事项，并介绍基于此技术建立的胆汁淤积模型及其在基础与转化研究中的应用价值。
一、胆管插管技术详解
胆管插管（Bile Duct Cannulation, BDC）指通过外科手术将导管置入动物胆总管，用于胆汁引流、定量收集、药物灌注或压力监测。
1. 实验动物选择：
- 常用动物： 大鼠（SD、Wistar）、小鼠（C57BL/6等），以大鼠最为常用（胆管直径较大，操作相对容易）。
- 术前准备： 动物禁食不禁水12小时，减少肠道内容物及胆汁分泌。
2. 手术器械与材料：
- 精细显微手术器械（显微剪、显微镊、持针器）
- 无菌导管（常用材质：聚乙烯、硅胶；大鼠常用外径0.5-0.7mm，小鼠0.3-0.4mm）
- 缝合线（7-0至9-0可吸收或不可吸收线）
- 微量注射泵（用于精确灌注）
- 胆汁收集管
3. 手术操作流程（以大鼠为例）： * 麻醉与备皮： 腹腔注射合适麻醉剂（如戊巴比妥钠），腹部剃毛消毒。 * 开腹： 沿腹中线作约3-4cm切口，暴露肝脏及十二指肠。 * 暴露胆总管： 轻柔牵拉十二指肠，在肝门部与十二指肠起始部之间找到呈淡黄色的胆总管。 * 分离胆总管： 小心剥离胆总管周围结缔组织和血管，游离出约1cm长度。 * 胆总管切口： 在胆总管远端（靠近十二指肠）用显微剪作一小斜切口（约1/3-1/2管径）。 * 导管插入： 将预先充满生理盐水（防气泡）的导管向肝脏方向插入胆总管约0.5cm。 * 导管固定： 在胆总管切口近端和远端各用细线结扎固定导管，确保无渗漏。导管可经皮下隧道从颈背部或肩胛间区穿出皮肤固定。 * 关腹： 逐层缝合肌肉层和皮肤。 * 术后护理： 保暖，苏醒后提供水及流质食物。可给予适量镇痛药。导管外接收集管或封口。
4. 关键注意事项：
- 无菌操作： 全程严格无菌，预防感染。
- 操作轻柔： 避免过度牵拉损伤胆管、门静脉或肝动脉。
- 导管选择： 导管内径过小易堵塞，过大易损伤胆管。
- 固定可靠： 结扎牢固，防止导管滑脱或胆汁渗漏。
- 保持湿润： 术中不断用温生理盐水湿润腹腔脏器。
- 血流保护： 避免损伤胆总管伴行的血管，尤其是肝动脉分支。
- 术后监测： 密切观察动物状态、伤口愈合及导管通畅性（如收集胆汁量）。
5. 胆汁收集与记录：
- 导管外接预称重的微量离心管，置于冰上避光收集胆汁。
- 记录不同时间点的胆汁体积、重量。
- 可测定胆汁成分（胆汁酸、胆红素、胆固醇、磷脂、酶类等）。
- 计算胆汁流量： 胆汁流量 (μl/min/g liver) = 收集胆汁体积 (μl) / [收集时间 (min) * 肝脏重量 (g)]
二、基于胆管插管的胆汁淤积模型构建
胆管插管本身可引起短暂胆汁引流，但主要用于建立更复杂的胆汁淤积模型：
1. 胆总管结扎（Bile Duct Ligation, BDL）模型：
- 原理： 在胆管插管后（或直接结扎），在导管入口近端（肝门侧）完全结扎胆总管，阻断胆汁流入肠道的通路。
- 特点：
- 经典的机械性胆汁淤积模型。
- 迅速（24-48小时内）导致肝内胆管增生、肝细胞损伤、炎症浸润、纤维化。
- 操作相对简单，成模快，重现性好。
- 主要用于研究急慢性胆汁淤积性肝损伤、肝纤维化/肝硬化机制及干预措施。
- 局限性： 模型较极端，与人类渐进性胆汁淤积疾病（如PBC、PSC）病理不完全吻合；死亡率较高（尤其小鼠）。
2. 药物诱导胆汁淤积模型：
- 原理： 通过胆管插管导管，向胆管内直接灌注胆汁淤积性药物或其代谢产物（如石胆酸 Lithocholic Acid, LCA；雌激素代谢物），模拟药物性胆汁淤积。
- 特点：
- 可实现肝内靶向给药，研究药物或毒物对胆管上皮细胞、肝细胞的直接作用。
- 可通过调节药物浓度、灌注速度和时长控制损伤程度。
- 适用于研究特定化合物的肝毒性机制。
- 局限性： 需要精确控制给药参数；操作复杂性高于BDL。
三、模型应用与意义
- 胆汁淤积病理生理机制研究： 阐明胆汁酸毒性、炎症反应、氧化应激、线粒体功能障碍、细胞凋亡/坏死等在肝损伤、胆管反应、纤维化中的作用。
- 胆汁形成与分泌机制研究： 利用插管动物实时研究胆汁酸依赖性/非依赖性胆汁流、转运体功能调控（如BSEP, MDR3）。
- 药物肝毒性评价： 评估候选药物或化合物诱发胆汁淤积的风险。
- 治疗策略开发与评估：
- 测试新型利胆剂、抗炎药、抗氧化剂、抗纤维化药物。
- 评估胆汁酸类似物（如奥贝胆酸）、FXR激动剂等靶向药物的疗效。
- 探索基因治疗、细胞治疗等新方法的可行性。
- 生物标志物发现： 鉴定能灵敏反映胆汁淤积发生、发展和消退的血清或胆汁标志物。
四、替代方案与选择
- 非插管BDL： 仅行胆总管结扎，不放置导管。更简单，但无法进行胆汁收集、动态监测或胆管给药。
- 其他药物诱导模型（全身给药）： 如α-萘异硫氰酸酯（ANIT）灌胃。操作简便，但损伤程度和个体差异较大，且存在肝外毒性。
- 基因工程模型： 如Abcb4 (Mdr2) 基因敲除小鼠（模拟PSC）。自发成模，更接近人类疾病进程，但成本高、周期长。
五、结论
胆管插管技术是构建胆汁淤积动物模型和研究胆汁分泌动力学的核心技术。基于此建立的BDL模型是研究胆汁淤积性肝损伤与纤维化的经典工具；而胆管内药物灌注则为研究特定化合物毒性提供了靶向手段。选择合适的模型需综合考虑研究目的、物种、实验周期、操作可行性及与人类疾病的相似性。精确的胆管插管手术操作和规范的术后管理是确保模型成功、获得可靠数据的关键。该技术持续推动着对胆汁淤积性疾病机制的深入理解和有效治疗策略的开发。
参考文献（示例）：
- Kountouras, J., Billing, B. H., & Scheuer, P. J. (1984). Prolonged bile duct obstruction: a new experimental model for cirrhosis in the rat. British journal of experimental pathology, 65(3), 305.
- Fickert, P., & Wagner, M. (2017). Biliary bile acids in hepatobiliary injury—What is the connection?. Journal of hepatology, 67(3), 619–631. (综述胆汁酸的作用)
- Perez, M. J., & Briz, O. (2009). Bile-acid-induced cell injury and protection. World journal of gastroenterology: WJG, 15(14), 1677.
- Vartak, N., et al. (2021). Experimental models of cholestasis: An update. Journal of pharmacological and toxicological methods, 110, 107071. (较新的模型综述)
- Geier, A., et al. (2007). Intrahepatic cholestasis of pregnancy: molecular pathogenesis, diagnosis and management. Journal of hepatology, 47(2), 376–386. (提及LCA模型)
注意： 实际研究中务必严格遵守所在机构动物伦理委员会批准的实验动物管理与使用方案。