[发明专利]一种非手术介入的鱼类的人工肺系统及其应用

说明书

本发明公开了一种非手术介入的鱼类的人工肺系统，包含可调节养殖液Osubgt;2/subgt;分压、COsubgt;2/subgt;分压、Hsupgt;+/supgt;浓度、HCOsubgt;3/subgt;supgt;‑/supgt;浓度之任何一种或几种参数的膜交换系统，可用于建立模拟人类呼吸系统的动物模型，以及在研究人类低氧血症、高氧血症、低碳酸血症、高碳酸血症等呼吸疾病中的应用。

技术领域

本发明涉及生物学技术领域，尤其是涉及一种非手术介入的鱼类的人工肺系统，以及其在模拟人类呼吸系统疾病的模型建立中的应用。

背景技术

随着人口老龄化的发展、环境污染的加剧、烟草泛滥、药物和毒物的滥用、呼吸系统传染病的肆虐等，由于呼吸系统疾病、其他相关系统疾病导致的呼吸系统异常的发病率呈逐年上升的趋势，累积患者数量也迅速增加，慢性呼吸疾病的患者比例和数量均在迅速增长，呼吸慢病死亡率已位居世界疾病死因排行的第三位，医疗负担和社会经济负担日益严重。例如：低氧血症、高氧血症、低碳酸血症、高碳酸血症。

低氧血症是指血液中含氧不足，动脉血氧分压(PaO₂)低于同龄人的正常下限，主要表现为血氧分压与血氧饱和度下降。成人正常动脉血氧分压(PaO₂)：83～108mmHg。各种原因如中枢神经系统疾患，支气管、肺病变等引起通气和(或)换气功能障碍都可导致缺氧的发生。因低氧血症程度、发生的速度和持续时间不同，对机体影响亦不同。低氧血症是呼吸科常见危重症之一，也是呼吸衰竭的重要临床表现之一。

高氧血症是指在进行抢救或氧疗时，氧大量透过肺泡壁进入静脉血，大大提高氧的浓度，使PaO₂明显提高，多指氧分压大于或等于120mmHg，在临床中为常见现象。高氧血症的致死率比低氧血症高。

低碳酸血症又名呼吸性碱中毒，是指由于肺通气过度使血浆H₂CO₃浓度或PaCO₂原发性减少，而导致pH值升高(7.45)。根据发病情况分为急性及慢性两大类。急性者PaCO₂每下降10mmHg(1.3kPa)，HCO₃^—下降约2mmol/L；慢性者HCO₃^—下降为4～5mmol/L。

高碳酸血症是血液中二氧化碳(CO₂)水平异常升高的情况。高碳酸血症通常会引发增强呼吸和接触氧气反应，例如当睡眠时觉醒和转头。如果无法进行这类反应，将有可能致命，就像婴儿突然死亡。

由于诱发性动物模型与临床试验相比，具有更强的操控性、直观性及易于重复的优点，能更精准的从解剖形态学、组织病理学、基因和分子生物学等多角度研究呼吸系统疾病。所以，寻求一种简易、稳定，更接近人类发病特征的动物模型迫在眉睫。

鱼类，如斑马鱼，其基因组与人类基因组吻合度87％，具有高度同源性，作为模式生物的优势很突出，用斑马鱼复制的疾病模型在人类疾病研究中起重要作用。斑马鱼作为一个模式动物，因其胚胎体外受精、体外发育，胚体透明、易于观察，繁殖量大、生长速度快、样本充足等独特的优势，受到众多研究领域的科学家的青睐。在国际上，斑马鱼模式生物的使用正逐渐拓展和深入到生命体的多种系统(神经系统、免疫系统、心血管系统、生殖系统等)的发育、功能和疾病的研究中，并已应用于小分子化合物的大规模新药筛选。斑马鱼显微操作简单，已经具备成熟的基因过表达和抑制表达的策略。各器官和系统发生发育过程相似，其许多突变体和人类基因突变产生的表现型相似。因此斑马鱼可用于建立基因功能研究、人类疾病基因型/表型的研究、以重大疾病治疗为目标的药物筛选和鉴定的动物模型。