细菌及真菌性阴道炎模型：理解、模拟与研究的基石
女性阴道微生态平衡对生殖健康至关重要。当这种平衡被打破，细菌性阴道炎（Bacterial Vaginosis, BV）和外阴阴道假丝酵母菌病（Vulvovaginal Candidiasis, VVC，俗称真菌性阴道炎）是最常见的两类感染性疾病。为了深入探究其复杂的发病机制、宿主-病原体相互作用及开发新的防治策略，建立可靠的研究模型是必不可少的工具。以下将对这两类阴道炎的常用模型进行系统阐述。
一、 细菌性阴道炎（BV）模型
BV的特征是阴道内乳酸杆菌（尤其是产过氧化氢的菌株）显著减少，而厌氧菌（如**加德纳菌（Gardnerella vaginalis）、动弯杆菌（Mobiluncus spp.）、普雷沃菌（Prevotella spp.）、拟杆菌（Bacteroides spp.）、阿托波菌（Atopobium vaginae）**等）过度增殖，导致阴道微生态失调。建立BV模型的核心目标是模拟这种菌群转变及其引起的病理生理变化。
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常用建模方法：
- 雌激素预处理： 常用小鼠（如C57BL/6, BALB/c）或大鼠。给予外源性雌激素（如苯甲酸雌二醇），模拟人类雌激素化阴道环境，使阴道上皮增厚、糖原沉积，为乳酸杆菌（主要是鼠源卷曲乳杆菌L. crispatus）定植创造条件，形成接近人类但以鼠源菌为主的初始“健康”微生态。
- 抗生素扰乱： 在雌激素化动物模型的基础上，阴道内或全身给予广谱抗生素（如青霉素、链霉素、氨苄西林等），选择性清除或大幅减少原有的乳酸杆菌等优势菌群。
- 病原体接种：
- 单一菌种接种： 最常用的是加德纳菌（G. vaginalis）。将培养好的G. vaginalis菌悬液接种到雌激素化且经抗生素预处理的动物阴道内。虽然BV是多微生物感染，但G. vaginalis被认为是关键启动子，能形成生物膜并促进其他厌氧菌定植。该模型能模拟G. vaginalis定植、炎症反应（白细胞浸润）及部分BV特征（如阴道pH升高）。
- 多菌种联合接种/生物膜接种： 更接近临床实际。常将G. vaginalis与其他BV相关厌氧菌（如Prevotella bivia, Atopobium vaginae等）混合接种，或直接接种从BV患者分离的、包含多种菌的生物膜碎片。这类模型能更好地再现复杂的微生物群落失调和生物膜形成。
- “人类化”模型探索： 将人类阴道菌群（来自健康或BV供体）移植到无菌或抗生素处理的雌激素化动物阴道内，试图在动物体内重建人类阴道菌群环境。这是目前最能模拟人类BV复杂菌群状态的方法，但技术要求高且个体差异大。
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模型评估与验证指标：
- 阴道涂片/分泌物检查： 观察线索细胞（上皮细胞被大量细菌覆盖）、菌群形态转变（乳酸杆菌减少，多种形态小杆菌增多）。
- 阴道pH值： BV典型特征是pH > 4.5。模型动物阴道灌洗液pH值升高是重要指标。
- 微生物学分析：
- 培养计数： 定量检测阴道灌洗液或组织匀浆中总的需氧/厌氧菌、乳酸杆菌及目标病原菌（如G. vaginalis）的数量。
- 分子生物学方法： 应用qPCR、16S rRNA基因测序等，精确分析菌群组成和丰度变化，评估乳酸杆菌减少和BV相关厌氧菌增殖的程度。
- 炎症指标： 检测阴道灌洗液中促炎细胞因子（IL-1β, IL-6, TNF-α等）水平、趋化因子（如IL-8）水平；组织病理学检查观察阴道黏膜上皮完整性、炎性细胞浸润程度。
- 生物膜检测： 扫描电镜或共聚焦显微镜观察阴道上皮表面细菌生物膜的形成。
二、 外阴阴道假丝酵母菌病（VVC）模型
VVC主要由**白念珠菌（Candida albicans）**引起（约占85-90%），少数由光滑念珠菌（C. glabrata）等其他念珠菌属引起。其特点是念珠菌过度增殖，突破阴道黏膜屏障，引发强烈的炎症反应（瘙痒、灼痛、分泌物异常等）。建模核心是模拟念珠菌在阴道内的定植、侵袭和宿主炎症反应。
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常用建模方法：
- 雌激素预处理： 同样是小鼠（C57BL/6最常用，因其易感性高）或大鼠模型的基础步骤。雌激素使阴道上皮增厚、糖原丰富，利于念珠菌黏附和生长。
- 念珠菌接种：
- 菌株选择： 标准实验室菌株或临床分离株（C. albicans SC5314常用）。
- 接种方式： 将一定浓度（通常10⁵ - 10⁷ CFU）的念珠菌孢子或菌丝悬液（在生理盐水或PBS中）注入动物阴道深处。
- 免疫状态模拟：
- 急性VVC模型： 主要使用正常（免疫健全）的雌激素化小鼠。接种后数天内即可观察到大量真菌定植、阴道黏膜炎症和大量中性粒细胞浸润，模拟了临床VVC的急性炎症特征。
- 复发性VVC (RVVC) 模型： 更具挑战性。方法包括：
- 自发复发模型： 在初次感染清除（自然消退或药物干预后）后，间隔一段时间再次接种低剂量念珠菌，观察复发情况。但自发率不高且不稳定。
- 免疫抑制模型： 在雌激素化基础上，给予系统性（如皮质类固醇）或局部免疫抑制剂，诱导免疫抑制状态，增加持续感染或反复感染的风险，用于研究免疫功能缺陷在RVVC中的作用。
- 基因改造模型： 利用特定基因敲除鼠（如Dectin-1缺陷鼠）研究特定免疫通路缺陷与RVVC易感性的关系。
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模型评估与验证指标：
- 真菌负荷定量： 通过阴道灌洗液或组织匀浆的菌落形成单位（CFU）计数，定量评估念珠菌在阴道内的定植水平（持续时间和载量）。
- 临床症状评分： 观察并记录外阴红肿、阴道口分泌物（性质、量）、动物搔抓行为等，进行量化评分。
- 阴道灌洗液分析：
- 炎症细胞计数： 主要是中性粒细胞显著增多。
- 细胞因子/趋化因子检测： IL-1β, IL-6, TNF-α, IL-17, IL-23, CXCL1/KC, CXCL2/MIP-2等高表达是VVC炎症反应的特征。
- 组织病理学检查： 评估阴道黏膜病理变化：上皮增生、角化过度、炎性细胞（尤其是中性粒细胞）浸润程度、念珠菌菌丝/假菌丝侵入上皮的深度。
- 宿主免疫反应评估： 可检测局部免疫细胞（中性粒细胞、巨噬细胞、Th17细胞等）浸润情况，以及相关受体（如TLRs, Dectin-1）和信号通路的激活状态。
三、 模型的应用与意义
- 发病机制研究： 深入解析BV中菌群失调的驱动因素、关键病原体的毒力因子（如G. vaginalis的粘附素、细胞毒素、生物膜形成能力；白念珠菌的形态转换、水解酶、粘附侵袭因子）以及它们如何逃避免疫清除或引发过度炎症（VVC中IL-17, IL-23, NLRP3炎症小体通路的作用）。
- 宿主-微生物互作： 研究阴道上皮细胞、免疫细胞如何感知和响应BV相关菌群或念珠菌，识别关键的宿主防御因子和易感基因。
- 药物研发与评价： 这是模型最重要的应用之一。
- 疗效评估： 测试新型抗菌药物（针对BV）、抗真菌药物（针对VVC）、阴道微生态调节剂（益生菌、益生元）、抗炎药物的体内有效性（清除病原体、降低炎症、恢复菌群/微环境）。
- 药代动力学/药效学研究： 评估药物在阴道局部的分布、浓度维持时间和治疗效果的关系。
- 耐药性研究： 建立耐药菌株感染的模型，评估新药对耐药菌的效果或研究耐药机制。
- 疫苗开发： 评估针对BV关键病原体（如G. vaginalis）或念珠菌的候选疫苗的保护效力。
- 预防策略评估： 测试益生菌干预、免疫调节剂等在预防BV或VVC发生或复发中的作用。
- 宿主因素研究： 利用基因敲除鼠或特定处理，研究激素水平、免疫状态（如糖尿病）、行为因素（如性行为）等对疾病易感性的影响。
四、 模型的局限性与挑战
- 物种差异： 啮齿类动物（小鼠、大鼠）的阴道解剖结构、生理周期、菌群组成（鼠源乳酸杆菌为主）、免疫反应与人类存在显著差异。模型结果外推到人类需谨慎。“人类化”模型是重要方向但仍不完善。
- 微生物复杂性： BV的本质是菌群失调。单一菌种接种模型（如仅用G. vaginalis）无法完全模拟临床BV的复杂多微生物群落特征和相互作用。多菌种或生物膜模型更优但操作复杂。
- VVC炎症模型的特殊性： 小鼠模型能很好模拟念珠菌定植和强烈的中性粒细胞炎症（类似急性VVC），但与人类VVC相关的剧烈瘙痒等症状难以在动物中完全量化。RVVC模型的稳定建立和标准化仍是挑战。
- 标准化问题： 不同实验室使用的动物品系、年龄、雌激素剂量、接种菌株/剂量、评估时间点和方法存在差异，影响结果的可比性和重复性。
- 伦理考量： 必须遵循动物实验伦理规范，尽量减少动物使用数量和痛苦。
结论：
细菌性和真菌性阴道炎的动物模型，特别是基于小鼠或大鼠的模型，是研究这两类常见妇科疾病不可或缺的工具。通过雌激素预处理、病原体接种、免疫调节等手段，这些模型能够模拟关键的病理特征，包括菌群失调（BV）、病原体定植/侵袭（VVC）和局部炎症反应。它们极大地推动了我们对BV和VVC发病机制的理解，并在新药研发、疫苗评价和预防策略探索中发挥着核心作用。然而，充分认识这些模型与人类疾病之间的物种差异和局限性，并持续致力于改进模型（如发展更复杂的人类菌群定植模型、更可靠的RVVC模型），对于获得更具转化价值的研究成果至关重要。这些模型将继续作为基石，帮助科学家们攻克细菌及真菌性阴道炎带来的临床挑战。