泌尿系結(jié)石是一種常見的疾病，嚴(yán)重影響人們的健康和生活質(zhì)量，其可以引起明顯的臨床癥狀，包括尿路感染、腰痛、腎孟積水、腎功能下降等。在亞洲，不同國家發(fā)病率不同，約10%~19.1%。由于在第1次發(fā)作后的5~10年內(nèi)復(fù)發(fā)率高達50%，所以重復(fù)手術(shù)干預(yù)的比例很高。由于泌尿系結(jié)石的影響因素多元化，緩解方法困難，因此必須有可行的動物模型被用于研究該疾病。

動物的選擇

大鼠、小鼠。其中大鼠是草酸鈣結(jié)石的主要動物模型。

造模方法

一、草酸鈣結(jié)石模型

在各種不同的結(jié)石種類中草酸鈣結(jié)石比例最高，約占80%左右，所以建立草酸鈣動物模型對研究泌尿系結(jié)石的機制有重要意義。

1、乙二醇誘導(dǎo)的大鼠草酸鈣模型

乙二醇聯(lián)合2%氯化是經(jīng)典的草酸鈣結(jié)石造模的方法。

造模方法：

1%乙二醇自由飲用4周，其中前 5d聯(lián)合氯化鈴大鼠灌胃造模成功。通過蘇木精伊紅(HE)染色發(fā)現(xiàn)晶體沉積在皮質(zhì)和髓質(zhì)的管腔內(nèi)形狀和大小不規(guī)則且大多數(shù)管腔擴張。

2、輕脯氨酸誘導(dǎo)的大鼠草酸鈣模型

脯氨酸為近年來發(fā)現(xiàn)的一種草酸前體，并能最終可能誘發(fā)草酸鈣結(jié)石形成。輕脯氨酸在酶催化下生成丙酮酸和乙醛酸，后者又在各種代謝酶的作用下最終形成代謝終產(chǎn)物草酸。

造模方法：

在正常鼠糧中加入5%(w/w)的輕脯氨酸，28d可造模成功。

優(yōu)缺點：

與乙二醇和氯化的模型相比，經(jīng)脯氨酸的腎毒性要更低。但它也有其局限性，這包括價格昂貴以及由腎再吸收和輕脯氨酸的皮質(zhì)代謝所引起的潛在毒性可能與所觀察到的一些腎臟損傷效應(yīng)有關(guān)，而這些變化不一定是由高草酸尿或小葉內(nèi)鈣晶體沉積引起。

3、乙醛酸誘導(dǎo)的小鼠草酸鈣模型

造模方法：

用6~8周齡的C57BL/6J雄性鼠建立了草酸鈣沉積的小鼠模型，每只小鼠連續(xù)2周每天接受腹腔內(nèi)給藥乙醛酸(75mg/kg,200 mL)就可成模。 盡管小鼠模型具有基因組優(yōu)勢(平均約85%的堿基對是相同的)，且與大鼠比較，小鼠的研究和飼養(yǎng)成本要更低，但其與人類腎結(jié)石疾病相關(guān)的整體準(zhǔn)確性和一致性在研究人員中仍存在爭議。

4、基因敲除的小鼠草酸鈣模型

基因敲除的小鼠模型較誘導(dǎo)模型相比更加穩(wěn)定，Slc26a6在調(diào)節(jié)腸道分泌草酸的過程中起著至關(guān)重要的作用，對維持草酸內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定,預(yù)防高草酸尿和草酸鈣腎結(jié)石具有重要作用。Slc26a6缺失小鼠表現(xiàn)出異常的草酸鹽穩(wěn)態(tài)。 經(jīng)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)與野生型小鼠比較，基因敲除小鼠的尿液和血漿中的草酸鹽濃度分別高出2.0~3.5倍和15~2.0倍，88%的雄性小鼠和25%的雌性小鼠在3~6個月時檢測到明顯的膀胱結(jié)石，大部分草酸鈣晶體沉淀在腎小管，少部分則沉淀在集合管中。此小鼠模型依賴于誘導(dǎo)高草酸尿，但除原發(fā)性高草酸尿患者外，人類腎結(jié)石患者有高草酸尿的相對較少Randall斑塊誘發(fā)結(jié)石的形成已成為目前被認(rèn)可的結(jié)石形成機制之一。 學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn)隨著年齡的增長，Abcc6-/-小鼠出現(xiàn)腎間質(zhì)的磷灰石鈣化，這些鈣化物出現(xiàn)在腎乳頭的頂端，形成蘭德爾斑塊，這與在人類腎臟中觀察到的情況類似，且與對照組比較，Abcc6-/-小鼠尿焦磷酸鹽排泄率較低。進一步研究發(fā)現(xiàn)結(jié)合鈣和維生素 D的攝入會加速Abcc6-/-小鼠 Randall斑塊的形成。目前 Abcc6-/-小鼠被用來作為 Randall斑塊動物模型來進行研究。

二、三聚氰胺結(jié)石模型

造模方法：

三聚氰胺聯(lián)合三聚氰酸各100mg/kg每天灌胃，持續(xù)2周即可造模成功。

優(yōu)缺點：

三聚氰胺喂養(yǎng)的大鼠的結(jié)石組成與三聚氰胺摻假配方奶粉喂養(yǎng)的嬰兒的結(jié)石組成不同，2種結(jié)石形成機制不同；三聚氰胺的暴露可能導(dǎo)致大鼠尿液代謝性致石因子異常，可能對人類也有影響。 建立其動物模型的意義在于為體外溶石研究提供實驗基礎(chǔ)，不足之處就在于大鼠和人形成三聚氰胺結(jié)石的機制有所差異。

三、磷酸按鎂結(jié)石模型

造模方法：

麻醉大鼠之后取恥骨號上方下腹部正中切口,切開腹腔，提起膀胱，使用無菌注射器于膀胱頂部注射穩(wěn)定的濃度為1X100000000CFU/mL~2X100000000CFU/mL細(xì)菌注入，21d后發(fā)現(xiàn)膀胱出現(xiàn)結(jié)石樣物。

缺點：

目前的實驗方法只能構(gòu)成膀胱結(jié)石模型，暫時沒有好的方法能造成腎臟結(jié)石模型。因為老鼠的輸尿管過于細(xì)小沒有好的方法將細(xì)菌通過輸尿管置入腎臟之中;而體外腎臟穿刺的方法也很難成功，且存在細(xì)菌進入血液導(dǎo)致感染性休克的風(fēng)險。腎臟感染性結(jié)石模型還有待廣大學(xué)者進一步探索。

總結(jié)

隨著社會進步和科學(xué)發(fā)展，泌尿系結(jié)石的流行病學(xué)、基礎(chǔ)研究、診療手段均出現(xiàn)了許多新進展和新突破。但是目前泌尿系結(jié)石形成的機制和防治方法仍然研究不足。想要能夠進行更深層次更精準(zhǔn)的研究,可靠的動物模型是必不可少的，這就意味需要一種被認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)化模型。最終，學(xué)科內(nèi)最好能就泌尿系結(jié)石動物模型達成一致，這樣可以使各個學(xué)者的研究能夠進行一個合理的比較。到目前為止,每一個動物模型的終點是在尿液或腎臟的組織學(xué)檢查中發(fā)現(xiàn)晶體的存在。雖然晶體可能是最終聚集的早期形式,但在臨床實踐中結(jié)晶尿并不一定等于未來的結(jié)石形成。因此,需要進一步的研究來確定結(jié)晶過程是否獨立于結(jié)石的形成。