血生化檢測是對實(shí)驗(yàn)動物血液內(nèi)離子、脂類、蛋白質(zhì)和各種酶等物質(zhì)濃度的檢測。這些檢測項(xiàng)目的變化一般都與特定器官的功能有關(guān),對評估實(shí)驗(yàn)動物健康狀態(tài)以及驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)動物造模是否成功等,都具有重要指導(dǎo)意義。由于血生化涉及項(xiàng)目較多,本號將分兩篇對其進(jìn)行介紹。
絕大多數(shù)血生化檢測都可以用血清或肝素血漿樣本檢測,兩者的檢測結(jié)果會有差異,但這種差異并無臨床意義。然而,對于需要長期監(jiān)測動物,相同指標(biāo)應(yīng)在監(jiān)測周期內(nèi)選擇相同樣本進(jìn)行檢測。樣本的保存和抗凝劑的使用均應(yīng)根據(jù)不同的檢測項(xiàng)目進(jìn)行選擇。此外,樣本采集的質(zhì)量可直接影響檢測結(jié)果。
對于大多數(shù)血生化項(xiàng)目,樣本應(yīng)在采集后及時(shí)檢測,如不能及時(shí)檢測,3天內(nèi)可4℃或冷凍(-20℃或更低溫度)保存;若保存時(shí)長超出3天,需冷凍(-20℃或更低溫度)保存,切忌將樣本反復(fù)凍融后進(jìn)行檢測。但一些生化項(xiàng)目低溫保存也會影響其活性,如乳酸脫氫酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶。
尿素、鉀、鈉離子避免使用含銨鹽類抗凝劑進(jìn)行檢測;谷丙轉(zhuǎn)氨酶、肌酸激酶和總蛋白避免使用枸櫞酸鈉抗凝劑進(jìn)行檢測。本文僅列出部分生化項(xiàng)的抗凝劑選擇,更多信息可參考WHO 2002年發(fā)布的《實(shí)驗(yàn)室檢查中抗凝劑的使用》。
嚙齒動物尤其實(shí)驗(yàn)大小鼠的血生化參考范圍,目前仍沒有建立標(biāo)準(zhǔn)參考。這與實(shí)驗(yàn)大小鼠的品系眾多有關(guān)。已有文獻(xiàn)證明,不同品系的小鼠血生化會有差異。并且血生化的結(jié)果與動物的年齡和性別等因素相關(guān)。另外,由于不同機(jī)構(gòu)使用的檢測方法不同,如干式生化分析儀和濕式生化分析儀,且使用試劑盒品牌不同、試劑盒檢測原理不同等,均會導(dǎo)致結(jié)果不同。這些因素都導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)大小鼠的血生化標(biāo)準(zhǔn)參考范圍無法建立,目前可查到的參考范圍,均應(yīng)根據(jù)內(nèi)部情況進(jìn)行參考。
蛋白質(zhì)與肝膽功能檢測
1. 總蛋白(Total protein, TP)
血液等體液中的蛋白質(zhì)種類眾多,但目前尚無一種常規(guī)檢測技術(shù)可以對體液中各種類型蛋白質(zhì)總量進(jìn)行準(zhǔn)確測定。因此,臨床對體液中總蛋白質(zhì)測定通常是假設(shè)所有的體液蛋白質(zhì)均是單純蛋白質(zhì),且各種體液蛋白與化學(xué)試劑的反應(yīng)性均一致。基于以上兩個(gè)假設(shè),目前測定總蛋白最常用的方法有雙縮脲法和紫外分光光度法。血清中的總蛋白實(shí)際檢測的是除纖維蛋白原以外的成分,因此用血漿測定總蛋白較血清測定值偏高。
總蛋白的濃度主要反應(yīng)肝臟合成功能和腎臟病變造成蛋白質(zhì)丟失情況,可以用來判斷機(jī)體的水合狀態(tài),脫水的動物總蛋白濃度會相對升高,即高蛋白血癥。當(dāng)動物出現(xiàn)慢性肝臟疾病、骨髓瘤、自身免疫性疾病、慢性炎癥和感染等,會導(dǎo)致TP和球蛋白同時(shí)升高。
過度水合動物總蛋白濃度會相對降低,即低蛋白血癥,此時(shí)動物可能會出現(xiàn)浮腫、胸腔或腹腔積液。TP和白蛋白同時(shí)降低常見于肝功能受損導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成減少、營養(yǎng)不良、蛋白丟失過多、消耗增加等病理性因素。
2. 白蛋白(Albumin, ALB)
ALB由肝實(shí)質(zhì) 細(xì)胞合成分泌,是血漿中含量最多的蛋白質(zhì),大部分動物的白蛋白占血漿蛋白的35%~50%。ALB是動物機(jī)體內(nèi)重要的營養(yǎng)蛋白,參與維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定,也是血漿中多種物質(zhì)的主要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。當(dāng)出現(xiàn)炎性疾病、漿細(xì)胞瘤、淋巴瘤、腎小球腎炎、營養(yǎng)不良、過度水合等,均會導(dǎo)致嚙齒動物出現(xiàn)血清白蛋白的降低;ALB升高則多見于脫水動物。
3. 球蛋白(Globulin,GLB)
球蛋白可以分為α球蛋白、β球蛋白和γ球蛋白,大多數(shù)α球蛋白和β球蛋白由肝臟合成,γ球蛋白由漿細(xì)胞合成。α球蛋白中比較重要的兩種蛋白質(zhì)分別是高密度脂蛋白和極低密度脂蛋白;β球蛋白包括補(bǔ)體(C3、C4)、轉(zhuǎn)鐵蛋白和鐵蛋白;γ球蛋白(即免疫球蛋白)包括IgG、IgD、IgE、IgA和IgM。
球蛋白的濃度一般通過總蛋白與白蛋白的差值來進(jìn)行計(jì)算。球蛋白減少主要由于合成減少,如使用免疫抑制劑;球蛋白的增加多見于γ球蛋白,常見原因有慢性肝臟疾病、免疫性疾病、骨髓瘤等。
4. 白蛋白/球蛋白(A/G)
白球比應(yīng)結(jié)合蛋白質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行分析,不同種類、品系、年齡、性別動物的白球比都有差異,很多病理狀態(tài)會改變白球比。當(dāng)白蛋白和球蛋白均變化時(shí),如出血導(dǎo)致白蛋白和球蛋白丟失、脫水導(dǎo)致球蛋白和白蛋白增加時(shí),A/G比值將變化不大或保持在正常范圍內(nèi);當(dāng)其中一個(gè)數(shù)值發(fā)生變化且占主導(dǎo)時(shí),那么A/G比值將發(fā)生異常,如免疫球蛋白的產(chǎn)生導(dǎo)致A/G比值降低、免疫球蛋白缺乏導(dǎo)致A/G比值增高。在臨床上,ALB、TP、GLB和A/G比值應(yīng)結(jié)合一起進(jìn)行分析。
5. 谷丙轉(zhuǎn)氨酶(Alanine aminotransferase, ALT)
臨床上廣泛用來作為肝細(xì)胞損傷指標(biāo),也是中間代謝的關(guān)鍵酶。ALT主要存在于肝臟,但也廣泛存在于腎臟、心肌、骨骼肌、胰腺等組織中,這些組織出現(xiàn)損傷或壞死,也會導(dǎo)致血清ALT水平升高。由于ALT主要存在于細(xì)胞質(zhì),釋放比較容易,因此ALT升高可出現(xiàn)在組織損傷早期。血液中ALT的水平與肝損傷的嚴(yán)重程度不呈現(xiàn)相關(guān)性,ALT通常會在肝損傷12h內(nèi)升高,并在24~48h內(nèi)達(dá)到峰值,除非存在慢性肝損傷,一般情況下血清ALT水平會在幾周內(nèi)恢復(fù)正常。比較特殊的是,豚鼠中ALT活性較低,因此ALT不適合用來作為判斷其肝損傷的標(biāo)志物。
目前已發(fā)現(xiàn)在人類、大小鼠和狗中,ALT具有兩種亞型,分別為ALT1和ALT2,其中ALT1主要在腎臟、肝臟、脂肪和心組織中表達(dá);而ALT2主要在肌肉和脂肪中表達(dá)。在小鼠中,ALT2被認(rèn)為是脂肪變性的標(biāo)志物。ALT亞型的區(qū)分可以更精準(zhǔn)反應(yīng)器官損傷情況,但目前ALT分型的檢測尚未廣泛應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)動物檢測中。
6. 谷草轉(zhuǎn)氨酶(Aspartate aminotransferase, AST)
AST主要存在于肝細(xì)胞內(nèi),在正常大鼠血清中,細(xì)胞質(zhì)中的AST約占總AST活性82%,線粒體膜上的AST約占總AST活性18%。此外,AST也存在于其他組織中,如心臟、骨骼肌、腎臟、胰腺等,這些組織損傷或壞死時(shí),血清中AST也會升高。AST水平升高表示非特異性肝臟損傷,嚙齒動物在應(yīng)激狀態(tài)或肌內(nèi)注射也可能導(dǎo)致AST升高,AST升高應(yīng)先檢查血清或血漿樣本是否溶血,結(jié)合肌酸激酶水平,排除是否為肌肉損傷導(dǎo)致AST升高,上述原因排除后,方可考慮為肝損傷導(dǎo)致AST升高。
7. 堿性磷酸酶(Alkaline phosphatase, ALP)
ALP是一組在酸性條件下水解磷酸單酯類化合物的酶,在許多組織中存在其同工酶,尤其是肝膽系統(tǒng)、骨骼內(nèi)的成骨細(xì)胞、軟骨內(nèi)的成軟骨細(xì)胞、腸道細(xì)胞。ALP水平與嚙齒類動物的年齡及性別具有相關(guān)性,處于生長期的未成年動物ALP水平較高,隨著動物年齡的增長,ALP水平明顯降低;且大多數(shù)雌性動物ALP水平低于雄性動物。而ALP的病理性升高則常見于發(fā)生肝膽疾病、骨骼疾病、惡性腫瘤時(shí)的動物。
8. γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶(Gamma-glutamyltransferase, GGT)
GGT存在于許多組織中,包括腎臟、胰腺、腸道和肌細(xì)胞。GGT升高多見于動物發(fā)生肝臟疾病、膽管阻塞以及急性胰腺炎等。需要注意的是,GGT在腎臟中濃度最高,但發(fā)生腎臟疾病時(shí),GGT的增加并不明顯,這是因?yàn)镚GT會從受損的管狀上皮細(xì)胞中釋放到尿液中,而不是血液中。
9. 膽紅素(Bilirubin, Bil)
膽紅素是一種不可溶性分子,由脾臟內(nèi)巨噬細(xì)胞降解血紅蛋白產(chǎn)生,是各種含血紅素蛋白中的血色素在一些系列酶作用下的降解產(chǎn)物,與脂類的消化吸收及黃疸形成具有重要關(guān)系。膽紅素在光照下分解,因此,樣本應(yīng)避光保存以保證結(jié)果準(zhǔn)確性。當(dāng)動物出現(xiàn)膽汁運(yùn)輸障礙或腸道吸收不良時(shí),會導(dǎo)致膽紅素降低;當(dāng)動物出現(xiàn)溶血性疾病導(dǎo)致紅細(xì)胞破壞或內(nèi)出血時(shí),可使膽紅素含量增高。
10. 膽汁酸(Bile acids, TBA)
嚙齒動物的膽汁酸代謝與人類有所不同,大小鼠的膽汁酸以膽固醇為原料在肝細(xì)胞中合成,由肝源性分子組成,并主要與牛磺酸結(jié)合。膽汁酸可以促進(jìn)脂類的消化吸收、調(diào)節(jié)膽固醇的代謝以及促進(jìn)膽汁分泌。當(dāng)動物出現(xiàn)肝功能受損、膽道阻塞等疾病時(shí),均會導(dǎo)致膽汁酸水平增加。
腎臟功能檢測
1. 尿素(Urea)
尿素是哺乳動物蛋白質(zhì)代謝的主要終末產(chǎn)物,可自由濾過腎小球,當(dāng)腎實(shí)質(zhì)受損時(shí),腎小球?yàn)V過率下降,血尿素濃度會升高,因此可以通過測定尿素水平來評估腎功能。需要注意的是,產(chǎn)尿酶菌(如金黃色葡萄球菌/變形桿菌屬/克雷伯菌屬)污染的血液樣本可導(dǎo)致尿素分解,導(dǎo)致尿素水平下降,為避免這種情況,樣本采集后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢測,如不能及時(shí)檢測,應(yīng)將樣本放置在冰箱冷藏中保存。另外不同性別及年齡差異,也會影響尿素水平,隨著動物年齡增長,尿素水平會呈現(xiàn)下降趨勢。尿素的增加多見于高蛋白飲食、脫水以及腎功能衰竭等。
2. 肌酐(Ceatinine, Crea)
血肌酐經(jīng)腎小球?yàn)V過進(jìn)入原尿,并且不被腎小管重新吸收,機(jī)體內(nèi)肌酐應(yīng)保持恒定,因此測定血肌酐水平可以用來評估腎功能。但是和尿素一樣,肌酐不是腎功能的準(zhǔn)確指標(biāo),當(dāng)腎功能損傷近75%時(shí),方可引起血肌酐水平升高。肌酐降低則多見于動物營養(yǎng)不良、貧血等。
3. 尿酸(Uric acid, UA)
尿酸是嘌呤堿基代謝產(chǎn)物,主要存在于肝臟中,小部分可經(jīng)肝臟隨膽汁排泄。尿酸可自由濾過腎小球,也可腎小管排泄。因此,排除外源性尿酸干擾,血尿酸可反映腎小球?yàn)V過功能和腎小管重吸收功能。當(dāng)機(jī)體出現(xiàn)急性或慢性腎炎、多發(fā)性骨髓瘤等均會導(dǎo)致UA升高;肝臟壞死、肝功能衰竭等病理原因則會導(dǎo)致UA降低。