超聲引導下的微創穿刺活檢,是動物實驗中動態監測臟器病變、原位獲取組織樣本的先進技術手段。它支持同一動物多次采樣、自身前后對照,徹底改變了傳統處死取材的局限性,是踐行3R原則(減少、優化、替代)的典型技術實踐。
非人靈長類動物因其肝腎解剖結構、生理代謝特征、疾病病理機制及藥物反應譜與人類高度相似,成為創新藥物評價與疾病機制臨床轉化的黃金橋梁。尤其在小核酸、ADC等熱門生物技術類藥物的非臨床研究中,非人靈長類動物常被選為關鍵種屬,使得食蟹猴肝/腎微創穿刺活檢更加普遍。該技術可用于檢測藥物濃度、mRNA/蛋白標志物、RNA提取,支持GalNAc-siRNA、ASO、脂質納米粒小核酸以及靶向ADC的非臨床評價;尤其適合需要連續觀察靶器官蓄積、毒性動態演變、給藥后靶基因沉默或載荷釋放動力學的長期研究項目,是非人靈長類PK/PD、毒理學評價中使用的關鍵活體采樣手段。
本文結合有濟醫藥項目實踐經驗,聚焦食蟹猴肝/腎穿刺技術,系統總結其操作規范與應用價值,以期為相關領域的研究者提供參考。
1 核心操作方法 穿刺操作全程在超聲實時引導下進行,嚴格執行無菌操作規范,并采用全身麻醉聯合鎮痛方案。術中通過超聲實時定位,避開肝臟大血管、膽管及腎門血管等高危結構,有效減少穿刺相關出血及組織損傷,保障術后動物狀態快速恢復。 1.1 穿刺前動物的準備 操作前動物必須進行健康評估和凝血檢測,排除凝血功能障礙。穿刺前動物至少禁食8小時。麻醉方案:舒泰50和右美托咪定(多咪靜)麻醉劑量為0.02 mL/kg;抽取適量麻醉劑用生理鹽水稀釋至10倍體積靜脈注射。麻醉過程中注意動物呼吸及心率狀況。穿刺前用藥:阿托品注射液0.05 mL/kg肌注,酚磺乙胺(止血敏)0.1 mL/kg肌注。 1.2 肝臟穿刺 麻醉后動物左側臥保定,暴露右側肋間及腹部,剃除被毛,交替使用酒精和碘伏棉球對剃除被毛區域進行消毒。助手手持B超探頭,探頭mark點朝向操作者。將探頭橫向沿著第9-11肋間放置或肋下腹部,看到清晰的肝臟影像后,尋找合適的穿刺視野。選用16G的一次性活檢穿刺針進行穿刺,術者一邊觀察屏幕內穿刺針影像一邊進針,期間注意穿刺針進針深度,確定穿刺針取材槽全部進入肝臟組織內后,推動穿刺針栓進行取材。取材后緩慢拔出穿刺針。用無菌紗布按壓穿刺點5-10分鐘進行止血,B超觀察確定無出血后放開紗布。 穿刺部位應選取肝右葉外周實質區域,避開肝門大血管及膽囊;優先取肝邊緣完整,無淤血和壞死區域的肝組織,單批次獲取足量完整肝小葉組織。肝臟穿刺活檢創傷小、出血風險低,可重復多次穿刺,支持長周期動態隨訪。 圖1:肝臟穿刺活檢超聲示意圖 1.3 腎臟穿刺 動物右側臥保定,暴露左側肋間及腹部,剃除被毛。統一選取單側腎臟下極外側皮質區,避開腎門、腎盂及大血管,將探頭橫向放置肋弓邊緣位置,看到清晰的腎臟影像后,沿著B超屏幕上顯示的腎臟下極位置大約10~30°角度進行穿刺取材。穿刺時針尖的斜面應背對腎下段的弧形面,朝向動物的尾側,以避免出現滑脫現象。穿刺完成后用無菌紗布按壓穿刺點5-10分鐘進行止血,確定無繼續出血后放開紗布,并用腎托局部加壓固定40分鐘。 猴腎臟穿刺取樣需精準獲取腎皮質組織,完整保留腎小球、腎小管結構,杜絕髓質、脂肪雜組織污染。腎臟穿刺操作可控性強,術后恢復快,適合慢性實驗長期監測。 圖2:腎臟穿刺軌跡示意圖 1.4 動物術后護理 操作結束后使用復合麻醉劑半量的鹽酸阿替美唑注射液(咹啶醒)肌肉注射,逆轉右美托咪定的鎮靜作用,加速動物麻醉轉醒。術后用藥:痛立定注射液0.1 mL/kg止痛抗炎,氨芐西林鈉50 mg/kg消炎。 動物轉醒期間密切觀察動物狀態,待動物基本恢復自主運動后放回籠內。術后4小時后恢復自由飲食。24小時之內需對動物進行多次密切觀察。 2 關鍵風控與操作要點 嚴格規范手術操作:術前對動物進行健康評估和凝血篩查,術中規范麻醉鎮痛與消毒滅菌操作以及術后抗感染護理,遵循非人靈長類倫理審查要求; 控制術后并發癥:必須采用超聲實時引導,規避大血管、膽管、腎門血管,降低術后并發癥;術后監測肝功能與腹腔出血情況、血壓、尿常規、腎臟超聲排查并發癥。 嚴格遵循3R原則:控制穿刺頻次與取材條數,單次穿刺取材不宜連續采集超過2次;兩次穿刺操作預留充足恢復期,建議兩次穿刺時間間隔2周及以上。 保證樣本質量:標本及時低溫保存或固定,滿足病理、分子實驗的樣本質量要求。 3 組織穿刺樣本可支撐多維度實驗研究 組織形態與結構研究:HE染色用于基礎病理診斷,特殊染色(如PAS、Masson、網狀纖維、剛果紅等)用于特定基質或異常沉積物觀察; 蛋白原位表達研究:免疫組化(IHC)和免疫熒光(IF)用于組織切片上目標蛋白的定位、半定量及多蛋白共表達分析; 基因原位變異研究:熒光原位雜交(FISH)和顯色原位雜交(CISH)用于組織原位檢測基因擴增、融合、染色體易位; 核酸水平靶向研究:提取組織核酸后,采用熒光定量PCR檢測突變、基因表達或病原體載量; 高通量組學研究:提取核酸或蛋白后,開展全外顯子/靶向Panel基因組測序、轉錄組測序,以及基于質譜的蛋白質組學分析,用于分子分型、機制探索及生物標志物發現。 4 總結 目前,有濟醫藥已完成了10余項涉及食蟹猴肝/腎微創穿刺活檢手術的藥效學試驗研究及多項毒理學研究,在B超引導下食蟹猴肝/腎穿刺活檢技術方面積累了豐富的經驗。試驗過程中,對動物進行規范的麻醉鎮痛與術后抗感染護理,動物術后并發癥少,動物存活率100%。 食蟹猴肝/腎微創穿刺活檢能夠針對小核酸“血漿與靶器官暴露脫耦聯、長期蓄積”和ADC“載荷局部釋放、靶點非依賴性肝腎毒性”兩大痛點,提供同一動物縱向、非終末的靶器官PK/PD與毒性動態證據,既提升了候選分子的篩選效率、降低臨床前失敗風險,又滿足3R倫理與CDE/ICH對組織分布、毒性機制、可逆性的申報要求,是連接基礎動物實驗與臨床轉化的關鍵技術,已成為創新藥毒理評價、肝病腎病機制研究、基因治療、移植醫學研究的必備核心手段,大幅提升非人靈長類實驗的科學性與臨床參考價值。


