0061117
栏目中药药物评价>>非临床安全性和有效性评价
标题银屑病药效学动物模型及其在中药新药研究中应用的思考
作者韩玲
部门
正文内容
审评一部韩玲
摘要：本文综述了银屑病药效学动物模型的进展，对治疗银屑病中药新
药药效学研究方面存在的问题进行了分析，提出了应结合银屑病发病机
制的研究进展完善药效学方法学研究的建议。
银屑病是一种慢性复发性皮肤病，其发病机制复杂，至今尚未明了。
可能是一种具有基因遗传特性的疾病，也与感染、内分泌机能障碍、免
疫功能紊乱等有关。中医学认为以风湿毒邪内侵为标，血虚、血燥为根
源，血热、血虚、血瘀是本病的基本病机，故清热解毒、凉血、活血化
瘀、祛风除湿成为治疗本病的基本法。
银屑病的组织病理学主要表现为角质形成细胞过度增生、炎症细胞聚集和真皮乳头部血管增生扩张三大特征，从而出现角化过度、角化不全、
颗粒层消失、棘细胞层增厚等。尽管许多不同的动物模型能复制银屑病
的某个方面的病理特征，并能解释部分病因，但长期以来仍缺乏一种能
够研究所有有关的潜在因素的动物模型。即-缺乏理想的动物模型。
一、银屑病药效学动物模型
银屑病动物模型是根据银屑病的特征，人为建立的一种与之相似的模
型。有人总结了银屑病动物模型的建立过程，包括以下4个不断完善的
阶段：
1．诱发性动物模型
该模型是通过工方法在动物，如豚鼠、大鼠等皮肤上诱发银屑病样增生。其方法包括紫外线照射、化学刺激剂外涂或药物外涂、缺乏必须脂
肪酸的饲料喂养等。这些方法均为过度增殖模型，可引起表皮增生加快。但这些方法仅是针对表皮损伤的一种迟发反应，持续时间较短。
如缺乏必须脂肪酸饲料喂养的大鼠模型，因缺乏必须脂肪酸，故可使
大鼠皮肤逐渐出现角化过度、棘层肥厚、基底细胞有丝分裂加快，DNA
合成增加等变化，表皮细胞呈慢性增生状态，与药物诱发的急性表皮增
生相比，其与银屑病更为相似。
如心得安诱导银屑病动物模型，是利用心得安特有的药理作用，即心
得安可阻断角阮细胞的β-肾上腺能受体而降低了细胞内cAMP水平所致。应用后可出现动物表皮角化过度、角化不全和棘层肥厚等类似银屑病的
组织病理改变，其皮损并非是刺激性皮炎。黄畋[1]和Gaylarde[2]等分别用心得安成功地在豚鼠背部和耳部皮肤上制备了银屑病样皮肤模型，并
发现药物可抑制其所致的表皮异常角化与增殖、角化不全等。
已有研究[3-4]发现IL-20是与银屑病密切相关的细胞因子，在体外可明显促进角质形成细胞增殖；IL-20的转基因鼠可出现皮损，其组织病理学改变与人类银屑病有相似之处；此外，IL-20受体在银屑病皮损处有高表达。有人在心得安造模的基础上，利用原位杂交等方法检测了动物皮损
中IL-20及角蛋白的K14,K16，K17表达水平的变化情况，发现正常皮
肤IL-20的表达仅限于基底层，且为低表达，但模型动物皮损中基底层
及棘层均有高表达，且显著高于正常组。应用IL-20反义寡核苷酸外涂
皮肤后，可使其明显好转。也观察到皮损中角蛋白K14,K16表达水平明显增高。提示心得安所致的豚鼠银屑病样动物模型不仅在组织病理学，
而且在分子水平上与人类银屑病皮损一致。从而在分子水平上证实了此
动物模型的可行性。
上述这些方法的优点是可在短时间内复制出某些方面与银屑病相似的
动物模型，方法简便、易行、重复性较好，可用于表皮增殖动力学、药
物筛选等研究，但这些模型只是模拟了银屑病中的部分组织病理特征，
在许多方面与诱发或自然产生的疾病毕竟存在差异。
2．裸鼠-皮损移植模型
该模型是将银屑病人皮损组织移植到裸鼠背部。其具体方法是，选择
经组织学证实，2周内未经任何治疗的寻常型银屑病患者的典型皮损，
麻醉后取全层皮肤，裸鼠背部麻醉后切除部分圆形皮肤至肌肉筋膜，将皮损间段缝合到移植点。因裸鼠是先天性无胸腺小鼠，其免疫缺陷，在一定情况下不排斥来自异种动物的组织移植，所以可作为人体组织天然接受体。
1975年Krueger[5]首次利用该方法成功地将银屑病病人皮肤移植到裸鼠，存活11周之久。受累皮肤植片4/6保持了棘层肥厚，3/6保持了角化不全。因而认为，裸鼠能维持移自于人体的银屑病病变，可在裸鼠活体上进行银屑病研究。Briggaman[6]也报道75%被移植的银屑病受累皮肤能维持其形态和组织学特性达4个月之久。还发现只有在银屑病表皮和真皮同时被移植情况下，银屑病的病变才能维持。国内也有学者[6]利用该模型评价了抗角蛋白自身抗体对银屑病的影响。认为该模型是银屑病短期内理想的动物模型，抗角蛋白自身抗体具有促进银屑病皮炎恢复的作用。
该模型造模后，尽管大多数银屑病特征不能长久维持，但该模型仍不失为银屑病药物筛选的较好模型，是银屑病短期、良好的“体内培养”模型。
目前有应用SCID鼠模型，即严重联合免疫缺陷鼠模型的报道[8，9]。SCID发生于BALB/C小鼠，它影响淋巴细胞分化期的基因重排和双链的断裂修复，因此抗体和T细胞受体生成减少，导致机体的体液免疫和细胞免疫功能缺乏，产生严重联合免疫缺陷，使鼠可接受异种组织移植而不发生排斥反应，因此可将银屑病患者的皮损移植到该鼠，建立银屑病SCID鼠动物模型。移植皮损保持了银屑病的组织学特征，如角化过度、角化不全，表皮内微脓肿，真皮乳头增厚，血管增生，显著的真皮炎性浸润，浸润细胞主要为淋巴单核细胞和表皮树突状细胞。
研究表明，该模型能较好地保持银屑病的复杂病理生理变化，因此可作为银屑病的动物模型用于研究。因其他动物模型只能模拟银屑病的部分病理改变，如小鼠尾鳞状上皮仅能再现银屑病的颗粒层确失，增生期的小鼠阴道上皮只能观察抗银屑病药物对上皮增生的作用，转基因鼠模型只能孤立的研究每个细胞因子，故这些病理模型不能真实再现银屑病复杂的病理生理变化。而SCID鼠模型能在较长时间内保持银屑病的临床病理学及免疫学特征，并能针对引发银屑病的病因进行研究。通过在该模型上重建人体免疫系统，可更深入地研究免疫系统在银屑病的炎症
反应中的作用。并对炎症反应中的细胞增殖，血管增生，细胞因子的级联反应等分子和细胞水平的研究提供基础。因此用来研究银屑病病理生理及筛选抗银屑病药物较其他模型更具优势。但该模型目前也有不足之处，如需要无菌环境，因其免疫功能严重缺陷，皮损移植可能引起局部感染。因其价格昂贵，也限制了该模型的使用。故有人利用患者皮损移植到出生后去除胸腺的小鼠，而建立了一种价廉、实用的动物模型[10]。结果显示其银屑病的组织学特征能保持15-30天，可用于银屑病的基础研究。
3．自发性或基因突变鼠动物模型
该模型是指未经任何人工处置的动物，在自然情况下发生疾病的模型。据报道，目前已有近百种表现为各种皮肤异常的小鼠突变品系，与银屑病有关的有以下几种：缺皮脂突变鼠(asebia,ab/ab)、鱼鳞状皮肤突变鼠(ichthyosis,ic/ic)、无毛突变鼠(hairless, hr/ hr)、鳞皮状皮肤突变鼠（flaky skin, fsn/fsn），均能自发产生与人银屑病极相似的病变。
1985年Jackson发现一种自发常染色体缺陷性基因突变品系小鼠，即fsn突变鼠，该鼠出生后不久全身或局部出现鳞状灰白色斑块，组织学表现为棘层肥厚、角化过度伴灶性角化不全、角层下脓疮、真皮毛细血管扩张和以淋巴细胞为主的多种炎性细胞弥漫浸润。无论形态学还是组织学特点均与人类银屑病病变极为相似。因此，被认为是较好的银屑病动物模型。有人认为该模型比诱发动物模型更有价值，以此来研究银屑病的分子遗传学、发病机理、病理生理、药物筛选均很合适。尽管基因突变鼠具有银屑病的组织学表现，但炎性浸润处T细胞的缺乏以及环孢菌素治疗无效等，又提示这些病理特征与银屑病不甚相符。
4．转基因鼠动物模型
转基因鼠是通过人工方法导入外源性基因的动物模型，已被广泛用于不同疾病的发病机制的研究，其中包括银屑病[11]。银屑病是一种与多
基因有关的遗传性疾病。银屑病转基因鼠模型可在表皮过度表达不同的细胞因子，如IL-1,IL-6,IL-8,TNF-α,TGF-α,VEGF, INF- γ等，导致角质
形成细胞功能改变，产生银屑病样表现。由于这些模型是通过处理某个基因产生的，而银屑病是一种多基因疾病，因此不可能通过剔除或替换某个基因得到完善的银屑病模型，即不同的转基因鼠可具有银屑病的某些不同特征，没有一种转基因鼠可完全再现银屑病的临床和组织学的多
种特征。
5．其他
以下模型是较传统的动物模型：
（1）小鼠尾部鳞片模型
鼠尾鳞片因表皮正常角化缺乏颗粒层，其天然的角化形成与人类银屑病表皮相似，故可模拟银屑病角化不全的特点。Jarrett[12]和Spearman[13]最早利用此模型评价了药物促进颗粒层形成的作用，认为药物如能促进鼠尾颗粒层形成，则可能具有抗银屑病作用。这种筛选抗银屑病药物的方法近年来国内外仍在采用。
（2）雌鼠阴道上皮模型
利用雌激素周期小鼠阴道上皮增殖活跃，上皮细胞转换加快的特性，观察雌激素诱导小鼠处于雌激素周期后，注射秋水仙碱，使细胞有丝分裂周期停滞于有丝分裂中期，观察受试物对有丝分裂的抑制作用。如Van Scott最早[14]利用该模型评价了药物的抑制作用。
二、银屑病动物模型在中药新药研究中应用的思考
研究报道[15]，中医药治疗银屑病已显示出较好的前景，临床实践也取得了可喜的进展。但目前申报临床研究的用于银屑病治疗的中药新药仍存在诸多问题：
1．药效学评价中大多数仍采用传统的抗银屑病药效学动物模型，即心得安模型、小鼠尾部鳞片模型和雌鼠阴道上皮模型。
如果将研究的目标主要集中在角阮细胞，即利用动物皮肤及皮肤以外器官的上皮细胞，如小鼠阴道上皮细胞去筛选评价细胞抑制剂。目前认为此方法已与现代研究的银屑病的发病机制产生了差距。如不同种系的KC细胞的细胞生物学特性和蛋白表达有显著的差异；银屑病的KC增殖和分化异常并不是孤立的病理现象，是受特定的基因和循环因子的调控的；KC并不是银屑病发病最关键的细胞；利用该模型筛选细胞抑制药物治疗银屑病的后果是弊大于利，因不仅对皮肤细胞，对其他组织或器官的细胞也可产生抑制作用。
另一研究的目标集中在模拟银屑病的病理表现，如皮肤外涂心得安引起表皮增厚、角化不全和炎症细胞浸润等。此方法的不足之处是缺乏特异性、稳定性。银屑病复杂的发病机制难以由一种药物作用于单一环节引发的模型来进行评价。
此外，研究模型的选择还集中在观察药物的促分化作用上。如将药物外用于鼠尾或口服给药后观察鼠尾颗粒层细胞的出现。该方法有一定的指示意义，并为一些有效药物所证实，因此目前仍是有价值的常用实验模型。
由此可见，目前申报用于银屑病治疗的中药新药仍未摆脱采用较简单单一、且传统的动物模型，未更多地关注银屑病发病机制研究及动物模型研究进展。
2．药效学评价中未结合中药自身特点，选择针对性试验或指标进行
评价。如有些治疗银屑病的中药具有“燥湿，止痒”作用，但试验动物模
型仍选择小鼠阴道上皮有丝分裂模型及鼠尾鳞片表皮颗粒层观察的银屑病动物模型，因此，无法体现出中药所具有的功能主治或改善症状的作用。
3．药效学评价中未结合品种临床中医辨证情况及可能用于临床不同
分期情况选择合理的试验模型。因银屑病中医辨证分型主要分为血热型、血燥型、血瘀型。在银屑病的急性进行期，一般热象较明显，多重用清热解毒药；在银屑病全过程中，均有不同程度的血瘀证候，可能均会选用活血化瘀药物。因此，在临床前的药效学验证中就应考虑到其试验设计和试验结果可能支持临床用于哪个阶段的治疗，为临床方案的制定提供必要信息。又如，有报道认为[15]，血热型相当于银屑病进行期，治
法多采用清热解毒，凉血活血；血燥型：相当于银屑病静止期，治法多采用养血滋阴，活血化瘀；血瘀型的治法多采用活血化瘀，行气补气等。因此，临床前的有效性验证中，应根据拟定的功能主治及证型，选择针对性的试验进行验证。
4．药效学评价中存在未关注申报剂型的情况，即不同剂型选择不同
评价模型是否适宜的问题。如外用制剂采用受试物和心得安耳廓同部位涂抹的方法，口服制剂短时间给药观察对鼠尾鳞片影响等。
5．药效学观察指标常常与临床观察指标相脱离。如有研究报道[16]，中药临床治疗银屑病的不同药物，对患者血液流变学、甲皱微循环、免疫学相关指标、血浆内皮素、超氧化物歧化酶等均有一定的影响，但临床前动物试验中多数药物并未根据组方特点采取有针对性的观察指标进行评价。因此，在进行临床研究时也就不能给临床试验方案的制定提示更多可供参考的数据和指标。
综合分析目前申报用于治疗银屑病的中药新药，多数来自于临床的经验疗法，即从临床获得了一定的治疗经验，再开发成为新药，而通过临床前研究主动、定向获得的抗银屑病中药新药较少。多数新药仅经过上述传统的动物模型方法验证，其治疗银屑病的药效学依据均不甚充分，也未体现出中药治疗银屑病的特色或优势。分析其原因，与中药复方制剂成分复杂，多途径、多靶点作用机制有关，也与复方制剂进行体外试验较困难等原因有关。
针对目前研发的中药新药很少有新的作用机制及新靶点的创新药物的现实，已有人提出新的药物作用靶位及药效评价依据，认为细胞因子系统是抗银屑病药物可能作用的靶部位[17]。如（1）CD4+T细胞：已有
研究证实有效低剂量的MTX在银屑病中的作用靶位可能主要是单核-淋巴细胞。治疗银屑病有效的CyA药理浓度在体外能显著抑制T 细胞活性。已有用抗CD4+ T细胞单克窿抗体对银屑病进行免疫学干预并获成功的例子。这些研究均证明了CD4+ T细胞成为银屑病治疗中药物作用的关键靶位。（2）角阮细胞（KC）：。KC与T细胞相互作用能为T
细胞的活化提供刺激信号，这两种细胞相互影响作用是银屑病发生、发展的关键环节。因此，KC作为整个免疫-炎症发病机制网络中的一个组成部分仍然是一个重要的靶位。（3）各种细胞因子：细胞因子系统在银屑病免疫-炎症发病机制网络中显示出重要作用，抑制特异性细胞合成或阻断其受体结合或活性可能具有治疗学意义。如IL-1、IL2 、IL-
6、IL8、IFN-γ等因子，均被认为是介入银屑病病理过程的细胞因子。
因此，以它们作为药物作用靶位并建立相应的药效学检测方法有重要意义。（4）粘附分子：粘附分子可介导细胞的粘附趋化，参与炎症反应。在银屑病中这类分子对T细胞移行、皮损的持续起重要作用，通过药物阻断或减少粘附分子的表达可能达到一定的治疗目的。（5）炎症环节：银屑病的炎症反应发生在表皮增殖之前，是药物控制疾病及预防复发的重要环节。因此，与炎症反应有关的血管、细胞和炎症介质三个方面都是药物作用的靶位。
建议在研发该类新药时，应关注银屑病发病机制研究进展，从银屑病的病理生理环节着手，设计合理的试验，寻找药物作用的靶点。如已经明确的在发病机制中起关键、重要或有影响的有关细胞、因子、分子、受体、酶甚至基因等作用研究的目标。只有这样，才能开阔视野，筛选、
寻找出全新的有效中药新药。
三、结语
目前尽管对银屑病的发病机制已有了进一步的了解，但其复杂的发病机制并未被最终阐明。药理学评价主要面临的问题是药理学模型和实验方法问题。其药效学评价结果的准确性取决于选用的实验模型和方法的确立，最根本的前提是所设计的实验方法必须贴近银屑病的发病机制。因此，只有对银屑病的发病机制了解的越清楚越深入，其作用靶点越暴露，其针对性才能越准确。
随着对银屑病发病机制认识的不断深入，已揭示出许多新环节和新靶点，也提示我们应更新陈旧的抗银屑病药效学方法，应跟踪银屑病发病机制研究的新进展，结合中医对银屑病的认识及中药的特点，建立适合的动物模型，寻找抗银屑病药作用的新靶点以及药效学评价的新方法，以促进抗银屑病中药新药的创制。
参考文献
[1]黄畋等. 心得安涂药造成豚鼠耳部银屑病样病理变化. 中华皮肤科杂志1991；24（2）：96
[2]Gaylarde Pm,et al. Psoriasiform changer in guinea-pig skin from propranolol. Clin Exper Dematol 1978;3:157
[3]樊平申,廖文俊,刘玉峰.豚鼠银屑病样动物模型中角蛋白
K14,K16，K17表达水平的变化.
第四军医大学学报2001；22（24）：2250-2252
[4]樊平申、付萌、廖文俊等.豚鼠银屑病样动物模型皮损中IL-20的表达水平及反义寡核苷酸基因治疗.
中国皮肤性病学杂志2002；16（6）：363-365
[5]Krueger GG,et al. Long-term maintenance of psoriatic human skin on congenitally athymic (nude) mice.
J Invest Dermatol 1975;64(5):307-312
[6]Briggaman RA. Localization of the defect in skin diseases analyzed in the human skin graff-nude mouse model.
Curr Probl Dermatol, 1980;10:115-125
[7]孙林潮.抗角蛋白自身抗体对银屑病裸鼠皮损移植模型的影响. 第四军
医大学学报 2001；22（24）：2240-42
[8]杨世虎，赵天恩.银屑病的严重联合免疫缺陷小鼠模型的研究及应用.
中国麻风皮肤病杂志 2002；18（2）147-148）
[9]张衍国，刘玉峰. SCID小鼠在银屑病发病机制研究中的应用.国外医学
皮肤性病学分册2002；28（4）：228-230）
[10]王槐三. 银屑病实验动物模型研究. 新乡医学院学报
1995；12（2）：126-127
[11]高春芳，郑茂荣.银屑病转基因动物模型研究进展.国外医学皮肤性病
学杂志 2000；26（6）：343-345
[12]Jarret A. The physiology and pathophysilolgy of the skin. Vol 1,
London; Academic Res.1973,123
[13]Spearman RIC, Jarret A. Biological comparison of isomers and
chemical forms of vitamin A. Br J Dermatlo 1974; 90:553
[14]Van Scott. Intervaginal and intrarectal screening of antimitotic
drugs for topical effectiveners.
Invest Dermatol 1971;56:132
[15]历志，刘丽红，张淑英. 银屑病的中西医治疗现状.中医药信息
2005；22（5）：27-29
[16]周盟.活血化瘀中药治疗银屑病进展. 广西中医药2005；28（5）：
4-5
[17]李新宇，郑家润.银屑病发病机制中有关免疫-炎症方面的药物作用靶
位及药效评价依据.
国外医学皮肤性病学分册 1998；24（4）：196-199
备注