COPD造模：全身暴露 VS 口鼻吸入式暴露

近期比利时鲁汶大学呼吸系统疾病和胸外科实验室发表文章，研究对比了采用全身暴露（whole-body CSexposure）和口鼻暴露（nose-only CS exposure）两种形式进行香烟烟雾暴露COPD建模。结果表明，采用口鼻和全身暴露系统进行COPD建模，会导致相同程度的肺功能损伤和组织学改变。

实验采用雄性8周龄C57BL/6JolaH 小鼠，采用3R4F肯塔基标准研究香烟（每只烟成分9.4mg焦油, 0.73 mg 尼古丁 and 12.0mg CO）。每次6只香烟、一天2次。每周暴露5天，连续14周。

实验中，全身和口鼻系统中的颗粒物浓度和一氧化碳(CO)水平相似，确保每个暴露系统中的小鼠进行到相同水平的CS暴露。在口鼻系统和全身系统的每个暴露舱中，总颗粒物在188±28.4mg/m3范围内，CO水平分别为817±49和937±50ppm/香烟。

两种CS暴露系统都诱导了相似程度的肺功能损伤，而全身暴露系统的炎症更为严重。口鼻暴露系统观察到支气管上皮损伤、粘液和空域扩大。全身暴露系统的支气管肺泡灌洗(BAL)和淋巴结中淋巴细胞较多，而BAL中IgA和IgG的产生增强，口鼻暴露系统血清中IgG的产生程度较小。

结果表明，口鼻和全身CS暴露系统会导致相同程度的肺功能损伤和组织学改变。文章强调了两种模型之间在肺炎症和重塑以及对CS的潜在敏化方面的差异。研究人员在设计未来的慢性阻塞性肺病COPD早期干预研究时应该意识到这些差异。

实验同时表明，与口鼻（5.3（1.8-2.5）ng/ml）暴露系统和对照组（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水平明显更高。与对照组相比，口鼻暴露系统的血清cotinine水平略有升高，未能达到统计学意义。这表明全身暴露可能通过其他途径摄取，而不仅仅是吸入。

显然在全身暴露系统中，小鼠不仅通过呼吸使烟雾进入体内，而且皮肤、眼睛也会暴露于烟雾中，理毛舔舐也会通过食道暴露。这可能是导致全身暴露系统中cotinine血清水平升高的原因。相反，口鼻暴露系统允许更好的CS吸入量的可控性，并避免了其通过皮肤的吸收。

同类的研究可以参考广州医科大学第一附属医院呼吸系统疾病国家重点实验室Jiaze Shu于2017年发表的文章[2]，研究表明口鼻暴露的方法可控性强，重现性更好，可能是建立该模型更合适的方法。

参考文献：

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