金黄色葡萄球菌诱导的大鼠脓胸模型的建立与多维表征

《BMC Pulmonary Medicine》：Establishment and multidimensional evaluation of a Staphylococcus aureus-induced empyema model in SD rats

**摘要****背景**脓胸是一种严重的胸膜感染，其复杂的病理生理机制尚未被完全阐明。需要建立能复现其主要病理特征的标准化动物模型，以研究疾病机制并评估新的治疗方法。本研究旨在建立并多维表征金黄色葡萄球菌（*Staphylococcus aureus*）诱导的Sprague-Dawley（SD）大鼠脓胸模型。**方法**本研究使用32只雌性SD大鼠。一项涉及12只大鼠的浓度梯度预试验确定了0.2 mL、5 × 10⁸ CFU/mL的金黄色葡萄球菌为最佳接种量。在正式实验中，20只大鼠被随机分配接受右侧胸腔内注射活金黄色葡萄球菌（*n*=10）或等体积热灭活细菌（*n*=10）。每组5只大鼠分别在术后第3天和第5天处死。对编码后的样本进行选定的实验室和影像学评估，评估项目包括大体病理学检查、血液学分析、胸水生物化学和细菌培养、扫描电子显微镜（SEM）、组织病理学、RT-qPCR以及ELISA。采用Mann-Whitney U检验或Fisher精确检验进行组间比较。**结果**10只实验大鼠中有9只（90%）成功建立了脓胸模型；1只大鼠于第4天死于败血症（死亡率10%），另1只未能形成脓胸。对照组大鼠均未发生脓胸或死亡。实验组大鼠表现出全身性病症、大量脓性胸腔积液、胸膜增厚及纤维蛋白沉积。外周血白细胞计数和中性粒细胞比例高于对照组。胸水呈典型渗出液特征，所有可评估的实验样本（8/8）均检出金黄色葡萄球菌。SEM显示成熟的胸膜生物膜形成，组织病理学检查显示严重的炎症细胞浸润和胶原沉积。血清和胸水中TNF-α、IL-1β和IL-6的浓度均高于对照组，且胸液浓度约为配对血清浓度的2.5倍。**结论**该金黄色葡萄球菌诱导的大鼠模型复现了人类脓胸的关键特征，包括脓性积液、生物膜形成、强烈的局部炎症反应和胸膜纤维化。结合多维评估体系，该模型可能提供一个有用的临床前研究平台。在该单一队列中，模型的建模成功率为90%，死亡率为10%，但其在独立队列间的可重复性仍需进一步验证。