肺纖維化,一種因肺組織異常修復(fù)導(dǎo)致的進(jìn)行性疾病,患者肺臟會(huì)逐漸硬化如 “絲瓜瓤”,最終因呼吸衰竭死亡。由于發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,臨床治療手段有限,構(gòu)建高度模擬人類病理的動(dòng)物模型,成為突破研究瓶頸的關(guān)鍵。

?? 豬模型不可替代的優(yōu)勢(shì)
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解剖 “神復(fù)制”:肺臟大小、肺泡形態(tài)、血管分布與人類幾乎一致,纖維化從肺泡炎到膠原沉積的病理過(guò)程高度契合;
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功能 “近真人”:可評(píng)估治療對(duì)肺通氣、換氣功能的長(zhǎng)期影響,彌補(bǔ)小鼠等小型動(dòng)物模型的局限性。【點(diǎn)擊藍(lán)字,查看往期推文:?? 肺纖維化研究干貨!博來(lái)霉素誘導(dǎo)小鼠模型構(gòu)建全解析】
國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)氣管滴注博來(lái)霉素構(gòu)建豬模型,關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)如下:
1. 纖維化進(jìn)程可量化追蹤
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磁共振彈性成像:4 周時(shí)肺剪切剛度比基線升高 55%(1.52±0.41 vs 0.98±0.23),8 周達(dá) 67%(1.64±0.40),直觀反映肺組織 “變硬”;

圖 1 博來(lái)霉素滴注(右)與對(duì)照(左)肺剪切剛度值的比率
(https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10023269/)
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劑量依賴性差異:低劑量組(1 U/kg)纖維化持續(xù)進(jìn)展,高劑量組(1.75 U/kg)8 周時(shí)顯著加重。

圖2.不同時(shí)期肺泡灌洗液細(xì)胞分析
(https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10023269/)
2. 病理染色 “直擊” 纖維化核心
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HE 染色:高劑量組肺組織出現(xiàn)斑片狀炎性浸潤(rùn),低劑量組炎癥輕微;
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MT+α-SMA 染色:高劑量組膠原沉積顯著增加,成纖維細(xì)胞活化標(biāo)志物(α-SMA)表達(dá)上調(diào),清晰呈現(xiàn) “炎癥 - 修復(fù) - 纖維化” 級(jí)聯(lián)反應(yīng)。

圖3.博來(lái)霉素誘導(dǎo)肺纖維化8周后肺組織病理結(jié)果
(https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10023269/)
四、三大核心應(yīng)用:豬模型如何推動(dòng)研究落地?
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療效評(píng)估:觀察藥物能否逆轉(zhuǎn)肺組織破壞(如減少膠原沉積、降低肺硬度),量化肺功能指標(biāo)(如肺活量、彌散功能)改善程度;
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安全預(yù)警:監(jiān)測(cè)藥物代謝路徑及潛在毒性(如肝腎功能、全身免疫反應(yīng)),避免人體試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。
現(xiàn)狀:多款抗纖維化新藥(如 TGF-β 抑制劑)通過(guò)豬模型優(yōu)化后,已進(jìn)入臨床 Ⅱ 期試驗(yàn)。
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細(xì)胞層面:動(dòng)態(tài)觀察肺泡上皮細(xì)胞損傷→成纖維細(xì)胞異常活化→膠原過(guò)度分泌的完整過(guò)程;
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分子靶點(diǎn):篩選關(guān)鍵信號(hào)通路(如 PDGF、Wnt 通路),為開(kāi)發(fā) “精準(zhǔn)剎車藥” 提供靶點(diǎn)。
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成像設(shè)備:驗(yàn)證 CT/MRI 對(duì)早期纖維化病灶的檢出能力,確保不漏診微小病變;
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介入器械:在豬肺中模擬支氣管鏡下給藥、支架植入等操作,優(yōu)化器械設(shè)計(jì)及操作流程,降低臨床風(fēng)險(xiǎn)。

??? 技術(shù)路線(57 天全周期監(jiān)測(cè))
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Day0:精準(zhǔn)氣管滴注博來(lái)霉素,誘導(dǎo)單側(cè)肺纖維化;
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Day7/14/28/56:通過(guò) DR-X 光、CT 掃描動(dòng)態(tài)捕捉肺部影像變化(4 周斑片狀陰影→8 周密度增高,纖維化進(jìn)展明確);

造模4周、8周肺部CT影像圖
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Day57:病理活檢顯示肺泡壁顯著增厚、炎性細(xì)胞浸潤(rùn),與人類特發(fā)性肺纖維化(IPF)病理特征高度匹配。

造模8周肺部活檢病理結(jié)果
免疫組化結(jié)果
? 核心優(yōu)勢(shì)
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病理保真:結(jié)構(gòu)破壞、膠原沉積等關(guān)鍵病理指標(biāo)與臨床標(biāo)本一致率超 90%;
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靈活定制:支持氣管滴注、霧化吸入等多種造模方式,適配不同藥物 / 器械測(cè)試需求;
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全鏈條支持:提供從影像評(píng)估到分子病理的多維度數(shù)據(jù),滿足新藥申報(bào)及器械注冊(cè)要求。
六、理性看待豬模型
何時(shí)該選擇這個(gè) “貴價(jià)” 方案?
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研究目標(biāo)為 “臨床轉(zhuǎn)化前最后驗(yàn)證”(如細(xì)胞治療、基因療法);
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需評(píng)估治療對(duì)肺臟整體功能的長(zhǎng)期影響(≥3 個(gè)月觀察周期);
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其他模型(如小鼠 / 大鼠)無(wú)法滿足病理相似性要求。
單只豬模型成本約為小鼠的 200 倍,建議在研究關(guān)鍵階段(如新藥 Ⅱ 期前、器械注冊(cè)申報(bào))使用,平衡科學(xué)價(jià)值與成本效益。
從基礎(chǔ)機(jī)制解析到臨床產(chǎn)品落地,豬肺纖維化模型憑借 “類人類” 病理特征,成為連接實(shí)驗(yàn)室與患者的關(guān)鍵橋梁。盡管成本高昂,但其提供的高價(jià)值數(shù)據(jù)正推動(dòng)肺纖維化治療從 “無(wú)藥可治” 走向 “精準(zhǔn)干預(yù)”。
技術(shù)支持:深圳靈賦拓普生物科技有限公司動(dòng)物模型研發(fā)與技術(shù)部門(mén)
作者 | 謝嬌艷
排版 | 翁小云統(tǒng)籌制作 | 深圳靈賦拓普生物科技有限公司
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