一种优化的猪腰椎脊髓损伤模型助力术后护理

《IBRO Neuroscience Reports》：A refined porcine lumbar spinal cord injury model facilitating postoperative care.

　　

背景：猪在解剖结构与神经功能上与人类高度相似，是脊髓损伤（Spinal Cord Injury, SCI）研究极具价值的转化模型。现有猪SCI模型多靶向胸段水平，常伴随显著的术后管理挑战，尤其在排尿功能方面。方法：为解决上述局限，研究人员基于比较解剖学与兽医数据，构建了一种靶向L3椎体的优化猪腰椎SCI模型。研究人员在术中C臂透视引导下采用撞击-压迫范式诱导SCI。功能评估在3个时间点开展：损伤前2天、损伤后2天及损伤后14天，包括一般活动监测、采用猪胸段损伤行为量表（Porcine Thoracic Injury Behaviour Scale, PTIBS）进行定性评估，以及采用惯性测量单元（Inertial Measurement Unit, IMU）和电角度计进行定量步态分析。动物于损伤后3周实施安乐死，用于离体7 T磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）和组织学分析。结果：所有动物在损伤后2天均发展为完全性截瘫（PTIBS=1），至第14天进展为严重但不完全的功能恢复，PTIBS评分显著降低（-6.5±0.3）且髋关节伸展功能下降（-36.1%）。重要的是，所有动物均表现出即刻且持续的尿失禁，无需导尿干预。MRI与组织学分析证实损伤部位一致且可重复，同时累及白质与灰质。结论：该优化的腰椎SCI模型可诱导可重复的伴尿失禁的运动功能缺损，在简化术后管理的同时保留了转化相关性，为探究SCI功能恢复及测试治疗策略提供了实用平台。

论文解读：《一种优化的猪腰椎脊髓损伤模型助力术后护理》

脊髓损伤（Spinal Cord Injury, SCI）是导致长期残疾的主要病因之一，可靠的临床前模型对于解析病理生理机制及评估新型治疗策略至关重要。在大型动物模型中，猪因脊髓组织结构、白质与灰质比例及泌尿系统功能等方面与人类高度相似，被视为极具价值的转化模型。然而，现有的猪SCI模型多集中于胸段（如T10水平），此类损伤通常导致上运动神经元综合征，表现为截瘫、痉挛、感觉障碍及排尿功能障碍，术后管理难度大，尤其是尿潴留与反复导尿需求，既影响动物福利，也可能干扰实验条件。相比之下，猪腰椎SCI模型虽可能诱发下运动神经元损伤导致的弛缓性瘫痪，但其功能特征尚未明确，且在术后护理方面的优势未被充分探索。基于此，研究人员开展了一项针对猪L3椎体水平的优化腰椎SCI模型研究，旨在解决胸段模型的术后管理痛点，相关成果发表于《IBRO Neuroscience Reports》。

本研究纳入4只2月龄雌性法国长白猪（Sus domesticus），体重20.98±0.51 kg，术前适应1周。研究采用撞击-压迫范式构建L3水平SCI模型：术中通过C臂透视定位L3椎弓根，行椎板切除术暴露硬脊膜，采用50 g撞击锤从20 cm高度自由落体撞击L3硬膜鞘，随后叠加100 g重量持续压迫5分钟。术后每日给予镇痛，常规预防静脉血栓及皮肤护理。功能评估涵盖三个时间点（基线、损伤后2天、损伤后14天），包括通过双轴IMU监测一般身体活动，采用PTIBS量表定性评估后肢功能，以及结合IMU与电角度计定量分析髋关节活动度。损伤后3周处死动物，行离体7 T MRI及苏木精-伊红染色组织学分析。

SCI at L3 level：3只造模成功的损伤组动物均出现截瘫与尿失禁，无尿潴留发生，无需导尿；1只因撞击偏侧仅出现部分脊髓损伤的对照组动物亦呈现相同排尿模式，验证了L3水平损伤不导致猪尿潴留的假设。

General physical activity results：损伤后2天，所有动物非静息活动时间较基线显著下降（胸椎水平：损伤组-59.8%，对照组-66.8%；腰椎水平：损伤组-35.6%，对照组-53.0%）；至损伤后14天，非静息活动时间回升，但仍低于基线（胸椎水平：损伤组-8.8%，对照组-8.6%；腰椎水平：对照组-11.8%，损伤组反超基线1.4%），提示前肢驱动的活动代偿参与恢复。

Walking results：基线时所有动物PTIBS评分均为10分（正常行走）。损伤后2天，损伤组无主动后肢活动（PTIBS=1），对照组后肢拖地行走（PTIBS=2）；损伤后14天，损伤组PTIBS评分升至3.5±0.3（可主动伸髋但无法持续离地行走），对照组达8分（可连续迈步但躯干失衡）。定量步态分析显示，损伤后14天，损伤组髋关节屈曲减少2.8%、伸展减少36.1%、活动度（Range of Motion, ROM）降低18.8%，而对照组各项指标均优于基线。

Complications：所有动物出现膝踝部皮肤压疮，经对症处理好转；1只动物发生直肠脱垂并行手术治疗；无泌尿系统感染或肾绞痛发生，尿失禁未引发额外并发症。

7 T MRI：损伤组病灶主要累及背外侧白质及部分灰质，纵向范围10~14 mm；对照组病灶偏侧，范围约5 mm；未损伤对照显示灰白质分界清晰。

Histological studies：损伤组脊髓截面50%~70%受累，病灶呈空洞样改变，内见大量泡沫细胞（Gitter cells），周围可见华勒变性（Wallerian degeneration）表现，符合挫伤后继发性退行性改变特征。

讨论部分指出，该模型并非全新范式，而是对现有腰椎SCI方法的优化，其核心优势在于L3水平损伤可诱导截瘫伴尿失禁，避免了胸段模型常见的尿潴留与导尿需求，显著降低术后护理难度。功能评估结果与影像、组织学证据相互印证，证实模型的可重复性。研究局限性包括样本量较小及幼猪年龄可能增强神经可塑性从而影响恢复结局。总体而言，该模型操作可行、表型稳定，为脊髓再生治疗策略的转化研究提供了兼顾动物福利与实验可控性的实用平台。

结论部分强调，研究人员详细描述了L3急性压迫性SCI的手术流程、术后护理及康复方案，明确了该模型的主要并发症及应对策略。适宜的环境管理、日常康复及并发症预防（参照人类SCI临床护理标准）是保障动物长期存活的关键。该优化模型特别适用于探究包括排尿功能在内的功能恢复机制，以及开展脊髓再生的治疗性研究。