《缺血性腦卒中動物模型評價技術規范第2部分：非人靈長類動物》編制說明一、工作簡況（一）任務來源缺血性腦卒中(cerebralischemicstroke,CIS)，指腦血循環障礙病因導致腦血管堵塞或嚴重狹窄，使腦血流灌注下降，進而缺血、缺氧導致腦血管供血區腦組織死亡。流行病學調查顯示，CIS是我國排名第二的致死性疾病，年發病率約為247/10萬人，死亡率約為115/10萬人，未來隨著人口結構的老齡化，我國CIS的發病率將持續升高，高致死和致殘率將給社會和家庭造成嚴重負擔，因此，近年來CIS已經成為重大慢性非傳染性疾病研究的熱點方向之一。非人靈長類腦結構與人類高度相似是開展腦疾病研究最理想的模式動物。非人靈長類構建的缺血性腦卒中動物模型在國內外已被廣泛應用于CIS發病機制研究和藥物評價，本標準基于廣東省實驗動物監測所參與國家重點領域研發“十三五”項目（急性局灶性腦缺血后全腦保護評估體系及轉化研究）和主持“十四五”項目（基于非人靈長類的人類疾病動物模型創建及關鍵技術研究開展缺血性腦卒中動物模型制備技術研究基礎上，結合模型應用的實踐，本標準將依據經典的非人靈長類CIS模型制備方法，對缺血性腦卒中動物模型制備技術進行規范。（二）協作單位標準牽頭單位為廣東省實驗動物監測所，協作單位中山大學附屬第一醫院、廣西醫科大學附屬第一醫院、深圳市藥品檢驗研究院（深圳市醫療器械檢測中心）。（三）主要工作過程1.起草階段并結合具體臨床應用的實際需求為主要參考依據，提出制定團體標準《缺血性腦卒中動物模型制備技術規范》的計劃。本標準由廣東省精準醫學應用學會組織，廣東省實驗動物監測所牽頭制定，其它單位參與，于2022年11月提交團體標準《缺血性腦卒中動物模型評價技術規范》的立項申請書，經學會秘書長審批通過后，于11月1日正式發布立項公告，并于同日在全國團體標準平臺發布立項公示。立項公示后，起草工作組開展標準的編制工作并組織多次起草工作組的會議討論。經過多輪研討和修改，2023年6月在廣東省精準醫學應用學會主辦的第三屆華南疾病模型與臨床研究論壇之疾病模型標準撰寫與宣講研討會上，本標準起草工作組就標準初稿內容進行了匯報，并同與會專家進行了充分交流。經研究，起草工作組形成共識并提出以下建議：在同一標準項目下，優先分為《缺血性腦卒中動物模型評價技術規范第1部份：嚙非人靈長類動物》兩個部分來進行編制，2023年9月，《缺血性腦卒中動物模型制備技術規范第2部分：非人靈長類動物》開展了立項審查和發布工作。標準起草工作組于2024年9月完成了編寫，上報學會標委會秘書處，于10月完成了對本標準內容的審核和格式重排，并啟動發布征求意見公示工作。2.征求意見階段2024年11月學會標委會秘書處將標準編制說明和征求意見稿通過全國團體標準平臺發布公示，面向相關行業的單位和個人征求意見。截至到2023年12月，共收集到？條征求意見，經標準起草工作組討論，采納？條，不采納？條。3.審查及報批階段標準起草工作組將收集到的意見進行認真分析和處理，對征求意見稿進行最后修改，形成標準送審稿。由學會標委會秘書處組織技術審查。標準起草工作組根據審查意見修改整理后，最終形成標準草案報批稿，報廣東省精準醫學學會報批。（四）起草組成員及其工作主要起草人：李舸，關雅倫，范玉華，劉競麗，黃忠強，張健，黨超，葉子明，陳相任，劉堯，李韻峰，金毅，秦超，曾進勝，張鈺。主要起草成員皆參與了本標準的研究、討論和不同章節的編二、標準編制原則和確定標準主要內容（一）標準編制原則標準制定遵守國家和地方相關法律、法規、方針、政策，在廣東省精準醫學學會章程規定的業務范圍內，符合精準醫學相關技術標準制定范圍，是學會疾病動物模型分會發展規劃內容。2.公正性原則標準制定遵循開放、透明、公平、公正的原則，本著動物模型制備需要滿足相似性、重復性、可依性、適用性和可控性、易行性和經濟性的原則，吸納醫療機構、檢測機構、實驗動物研究機構代表參團體標準制定。3.先進性原則按照有利于科學合理利用資源，有利于提高經濟效益、社會效益、生態效益的原則，做到技術上先進、經濟上合理，有利于精準醫學行業發展。4.正確性原則標準編寫依據國家重點領域研發結果，編寫過程中，對技術方法、評價參數等內容進行核驗，保證其正確性。通過使用精準的描寫詞匯、緊湊嚴密的語句結構來準確表達目的，力求讓不同知識水平不同專業背景的人充分理解標準所述內容。5.簡明性原則標準編寫時注意標準內容簡潔明了，力求讓標準內容通俗易懂，并通過使用大眾化語言使使用者在參照本標準時能夠正確理解和執行。5.本標準規定了非人靈長類缺血性腦卒中模型制備的動物質量和飼養要求、制備方法、評價方法和結果判定。本標準適用于非人靈長類缺血性模型的制備及應用評價。（二）標準主要內容本標準由范圍、規范性引用文件、術語和定義、動物質量和飼養要求、動物模型制備方法、評價方法和結果判定共7部分組成。主要技術內容如下。本標準規定了非人靈長類缺血性腦卒中模型制備的動物質量和飼養要求、制備方法、評價方法和結果判定。本標準適用于非人靈長類缺血性模型的制備及應用評價。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB14922.1實驗動物寄生蟲學等級及檢測GB14922.2實驗動物微生物學等級及監測GB/T14924.2實驗動物配合飼料衛生標準GB14924.3實驗動物配合飼料營養成分GB14925實驗動物環境及設施T/CALAS104實驗動物實驗猴神經行為評價規范3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1缺血性腦卒中cerebralischemicstroke是指各種原因導致的腦組織血液供應障礙，并由此產生的缺血缺氧性壞死，進而出現神經功能障礙的一類臨床綜合征。3.2神經功能評價量表neurologicalfunctionassessmentscale用于評估動物模型神經功能缺損程度和恢復情況的工具，評價內容包括意識水平、感覺系統、運動系統和骨骼肌協調等。3.3運動能力評價motorfunctionassessment利用不同動物運動評價設備，如步態分析系統等，觀察動物在不同情境下的運動行為變化，用于測試和評價動物的運動能3.4延遲記憶評價long-termmemoryassessment利用動物認知測試設備，如威斯康辛通用測試裝置等，觀察動物辨別物體能力以及對刺激信號的反應，用于測試和評價動物的工作記憶行為學變化。3.5核磁共振成像magneticResonanceImaging（MRI）利用原子核在磁場中產生的磁共振信號來生成動物組織器官內部結構變化的圖像。4動物質量及飼養要求4.1非人靈長類質量應符合GB14922的要求。4.2飼養環境應符合GB14925的要求。4.3飼料應符合GB/T14924.2和GB14924.3的要求。5動物模型制備方法非人靈長類缺血性卒中模型制備方法通常包括電凝法、栓塞法和光化學法等。非人靈長類動物缺血性腦卒中模型構建的常用方法，手術操作簡單。通過電凝器永久性阻斷實驗猴的大腦中動脈（MCA），造成腦缺血損傷。具體方法如下：進行麻醉、備皮、消毒等準備工作。2）麻醉。術前注射麻醉劑進行誘導麻醉，術中采用呼吸麻醉機進行維持麻醉，手術過程中保溫。3）手術。非人靈長類動物側放固定在手術臺上，頭固定于立體定位儀上。通過開顱手術暴露大腦中動脈（MCA）。使用電凝器對MCA進行電凝處理，阻斷其血流，造成腦缺血損傷。電凝的位置和程度需要根據實驗需求進行精確控制。動物蘇醒后，放入飼養籠中進行護理。4）術后護理。術后動物比較虛弱，需注射抗生素3-5天，給予流質食物。必要時注射甘露醇降低顱內壓，減少動物死亡。術后6小時后可通過MRI掃描確定腦梗死情況。5.2栓塞法非人靈長類動物缺血再灌注模型構建的常用方法。利用X射線成像設備或DSA的精確成像能力，結合微導管技術，將栓塞材料精準地送入目標血管（如大腦中動脈從而實現血管的閉塞。具體方法如下：1）術前準備。非人靈長類動物術前禁食12小時，自進行麻醉、備皮、消毒等準備工作。2）麻醉。術前注射麻醉劑進行誘導麻醉，術中采用呼吸麻醉機進行維持麻醉，手術過程中需保溫。3）手術。非人靈長類動物仰臥固定在手術臺上，通過X射線成像設備或DSA對腦血管進行造影檢查，明確大腦中動脈的位置、形態及血流情況。根據動物血管大小選擇合適的導管，在X射線成像設備或DSA的引導下，將微導管經股動脈穿刺置入，并引導至大腦中動脈的預定位置。通過微導管向大腦中動脈注入栓塞材料（如自體血栓凝塊、彈簧圈、球囊等），觀察成像圖像以確認手術過程中去除部分顱瓣降低顱內壓，減少動物死亡。4）術后護理。術后動物比較虛弱，需注射抗生素3-5天，給予流質食物。必要時注射甘露醇降低顱內壓，減少動物死亡。術后6小時后可通過MRI掃描確定腦梗死情況。5.3光化學法非人靈長類缺血性腦卒中模型構建的常用方法，創傷面小，可精準定位。利用光敏劑（如玫瑰紅）在特定強度光照下發生光化學反應，在大腦的照射局部產生腦水腫和血小板微血栓，進而形成局灶性腦梗死。具體方法如下：1）術前準備。非人靈長類動物術前禁食12小時，自進行麻醉、備皮、消毒等準備工作。2）麻醉。術前注射麻醉劑進行誘導麻醉，術中采用呼吸麻醉機進行維持麻醉，手術過程中需保溫。3）手術。選定大腦中動脈遠端或其他需要模擬卒中的腦區作為照射部位，插入光纖，靜脈注射玫瑰紅（35mg/KG）3分鐘，使用激光（15mW）光源對選定的部位進行連續照射30分鐘，移去光源，縫合骨膜、皮膚。必要時注射甘露醇降低顱內壓，減少動物死亡。術后6小時后可通過MRI掃描確定腦梗死情況。6評價方法6.1腦損傷磁共振掃描評價6.1.1非人靈長類腦缺血性卒中模型可分為4期，超急性期（0-6小時），急性期（6-72小時），亞急性期（3-10天），慢性期（10天以后）。6.1.2檢測檢測腦水腫變化可采用彌散加權成像（Diffusionweightedimaging，DWI）。T2WI）。6.1.4腦梗死體積測定采用磁共振掃描獲得T2WI圖像，在每個腦冠狀切片上圈選出腦梗死灶邊界及對側正常半腦邊界，利用ImageJ軟件計算梗死面積，將所有切面梗死灶面積和對側正常半腦面積相加后乘以切片厚度，得到梗死灶體積及對側正常半腦體積。腦梗死體積比（%）=（患側半腦梗死組織體積÷對側正常6.2神經功能評價參照T/CALAS104中6.1和7.1進行。6.3運動功能評價6.3.1利用步態分析設備評價動物四肢行走及協調能力。實驗應在獨立安靜的環境中開展，測試前動物需禁食。造模前對動物進行訓練，確保動物在勻速運動的跑步機上正常行走。造模后動物可以正常飲食和運動后，連續3天對動物進行步態視頻錄制，錄制時長不少于10s。利用運動軌跡分析軟件，對錄制視頻中動物各個標記關節進行分析，獲得動物行走過程中的步頻、步幅、步長、步間隔等數據，評價動物的運動功能。6.4延遲記憶評價參照T/CALAS104中6.2和7.2進行。6.5組織病理診斷動物安樂死后，對腦組織進行灌注固定，分離腦組織，在4%多聚甲醛中進行固定保存，經梯度酒精脫水、二甲苯透明后進行石蠟包埋制成蠟塊，切成4μm厚度切片，進行蘇木素-伊紅或尼氏染色并封片。組織切片應包含梗死灶及周邊半暗帶組織，觀察梗死灶和半暗帶組織神經元壞死及炎癥細胞活化情況。7.1磁共振成像病變特征1)超急性期在梗死區域DWI可顯示明顯的高信號，病變區表現為腦回部腫脹、腦溝部變淺、灰白質界限不清晰。2)急性期T1WI呈低信號、T2WI呈高信號、DWI高信號，腦室由于受壓會出現變形、移位，中線結構向對側移位，表現為局部的腦溝和腦裂消失。3)亞急性期表現T1WI低信號、T2WI高信號、梗死區DWI低信號。增強掃描可出現腦回狀強化，顯影逐漸變淡。4)慢性期病灶逐漸液化，周邊膠質增生帶呈高信號、DWI呈低信號。梗死區域局灶性腦萎縮，形成軟化灶，類似于腦脊液的7.2腦梗死體積磁共振成像計算動物腦梗死體積比，評價造模后梗死體積大小。7.3神經功能神經功能評分由意識水平（0-28分感覺系統（0-22分運動系統（0-32分），骨骼肌協調性（0-18分）組成，總分越高表明神經功能損傷越嚴重。7.4運動功能7.4.1利用步態分析設備進行步態評價，連續3天評價的平均數作為實驗結果，造模后的各肢體采集數據與造模前相比出現統計學上的顯著性差異時可判定動物出現四肢行走及協調功能損傷。7.4.2利用山和谷階梯任務裝置開展運動感知行為評價，連續5天評價的平均分數作為實驗結果，造模后的分數與造模前相比出現統計學上的顯著性降低時可判定動物出現運動功能損傷。7.5延遲記憶利用威斯康辛通用測試裝置開展延遲記憶評價，連續5天選擇食盒的平均正確率作為實驗結果，造模后的正確率與造模前相比出現統計學上的顯著性降低時可判定出現記憶功能損傷。7.6組織病理動物處死后，病理診斷可見梗死灶內大量神經細胞壞死，神經元核固縮、胞漿呈嗜酸性，在半暗帶區可見星形膠質細胞和小膠質細胞過度活化，膠質細胞胞體增大和大量聚集以及炎癥細胞三、主要試驗（或驗證）的分析、綜述報告，技術經濟論證，預期的經濟效果相關標準編制單位在國家重點研發計劃“急性局灶性腦缺血后全腦保護評估體系及轉化研究”期間，完成從嚙齒類到非人靈長類的腦缺血模型構建，建立影像學、行為學的評價體系。項目的結題報告、相關的成果可體現的標準模型的可行性。1.MRI掃描出現典型腦梗死病變特征。磁共振結構和功能聯合掃描是檢測非人靈長類腦缺血動態變化的重要手段(Soulasetal.2023)，Pubmed檢索顯示該方法在18篇已發表的有關非人靈長類缺血性腦卒中模型論文中被應用，且70%的論文是在近10年發表的。我們使用光化學法構建的腦中動脈缺血性卒中模型，超急性期（0-6小時）動物腦病變不顯著，T1WI在梗死灶位置呈現低信號，T2WI呈現高信號，在梗死灶及周邊位置呈現低信號，T2WI則在大范圍內呈現高信號，DWI在梗死灶區域呈現高信號；亞急性期（3-10天T1WI在梗死灶位置呈現低信號，T2WI呈現高信號，DWI在梗死灶區域仍保持高信號。慢性期（10天以后），病灶逐漸液化，T1WI信號不明顯，T2WI在梗死灶位置呈現高信號，DWI在梗死灶區域信號降低（圖1）。2.腦梗死體積測定。腦梗死體積主要基于磁共振T2W1圖像掃描進行測定(Westetal.2009)，Pubmed檢索顯示該方法在25篇已發表的有關非人靈長類缺血性腦卒中模型論文中被應用。我們使用電凝法構建的腦缺血性組中模型，實驗猴左側半腦出現典型梗死灶（圖2和表1）。造模后1個月和3個月腦梗死體積明顯增加。表1開顱電凝法構建實驗猴腦缺血模型梗死體積測定神經功能評價依據常用的非人靈長類神經功能評價量表開展(Kitoetal.2001)，Pubmed檢索顯示該方法在38篇已發表的有關非人靈長類缺血性腦卒中模型論文中被應用。我們使用電凝法構建的腦缺血性卒中模型，造模后1個月和3個月進行神經功能評分，造模后實驗猴腦神經功能評分顯著升高（圖3）。圖3電凝法構建實驗猴腦缺血模型神經功能評價4.運動功能評價。步態分析常用于評價非人靈長類四肢運動能力和協調性(Liangetal.2023)，Pubmed檢索顯示該方法在12篇已發表的實驗猴疾病模型相關論文中被應用。正常實驗猴步態分析表明，動物四肢的步長、步幅和步頻無明顯差異（圖4）。山和谷階梯任務常用于評價非人靈長類腦缺血后上肢運動功能(MarshallandRidley2003)，Pubmed檢索顯示該方法在6篇已發表的實驗猴缺血性腦卒中模型論文中被應用。我們使用電凝法構建的缺血性腦卒中模型，造模后1個月和3個月進行運動功能評價，實驗猴右側上肢無法完成山和谷階梯任務，左側上肢運動功能無異常，右側上肢運動功能受損（圖5）。圖5電凝法構建實驗猴腦缺血模型山和谷階梯任務評價5.延遲記憶評價。威斯康辛通用測試裝置（WGTA）常用于非人靈長類延遲記憶評價研究(TsujimotoandSawaguchi2002)，Pubmed檢索顯示該方法在34篇已發表的相關非人靈長類腦疾病模型論文中被應用。我們使用電凝法構建實驗猴腦缺血腦卒中模型造模后1個月和3個月進行學習記憶功能評價，造模后實驗猴腦學習記憶功能顯著受損（圖6）。圖6電凝法構建實驗猴腦缺血模型學習記憶功能評價6.組織病理診斷。組織病理診斷是評價非人靈長類腦缺血模型組織細胞變化的經典方法(CookandTymianski2012)。我們用光化學法誘導實驗猴腦缺血性卒中模型，對梗死灶進行磁共振掃描并與腦組織大體解剖定位（圖7A，7B紅色圈為梗死）進行組織切片染色，HE染色結果顯示，在局部腦缺血90天后，梗死灶形成液化性壞死，并被膠質細胞（以星膠細胞和小膠細胞為主）包裹（圖7C梗死灶中可見大量壞死的神經元（圖7D，紅色箭頭）和活化的膠質細胞（圖7D，綠色箭頭）。圖7光化學法誘導實驗猴腦缺血模型組織病理四、標準涉及的相關知識產權說明1.沒有違反相關法律法規及強制性標準，目前暫無相關的國家標準、行業標準。2.參考的實驗動物的飼養管理相關標準，與制定的團體標準不沖突。GB14922實驗動物微生物、寄生蟲學等級及檢測GB/T14924.2實驗動物配合飼料衛生標準GB14924.3實驗動物配合飼料營養成分GB14925實驗動物環境及設施T/CALAS104實驗動物實驗猴神經行為評價規范五、采用國際標準的程度與水平的簡要說明目前，缺血性腦卒中造模和模型評價方法主要由國外實驗室建立，我國在這方面的研究起步較晚，主要沿用國外文獻報道的評價方法，且國內外尚未針對相關評價方法建立統一的標準。我們在前期研究中，建立缺血性腦卒中臨床前多中心評價體系（廣東省實驗動物監測所，中山大學附屬第一醫院，廣西醫科大學附屬第一醫院，深圳市藥品檢驗研究院（深圳市醫療器械檢測中心通過構建非人靈長類動物腦卒中模型，并通過神經功能，梗死體積，學習記憶運動功能等方面進行評價，建立了多中心評價標準，并在多個團隊進行測試，證明該方案漸變可行，完全滿足評價要求，具有推廣應用價值。六、重大意見分歧的處理經過和依據七、其他應予說明的事項Cook,D.J.&M.Tymianski(2012)Nonhumanprimatemodelsofstrokefortranslationalneuroprotectionresearch.Neurotherapeutics,9,371-9.Kito,G.,A.Nishimura,T.Susumu,R.Nagata,Y.Kuge,C.Yokota&K.Minematsu(2001)Experimentalthromboembolicstrokeincynomolgusmonkey.JNeurosciMethods,105,45-53.Liang,F.,S.Yu,S.Pang,X.Wang,J.Jie,F.Gao,Z.Song,B.Li,W.H.Liao&M.Yin(2023)Non-humanprimatemodelsandsystemsforgaitandneurophysiologicalanalysis.FrontNeurosci,17,1141567.Marshal