《Journal of Cardiovascular Translational Research》：Large Animal Models of Tricuspid Regurgitation: Relevance, Limitations, and Future Directions
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尽管三尖瓣反流（TR）的研究兴趣日益增长，但目前证据仍不足以确定最佳干预时机和治疗策略，这凸显了建立可靠实验模型的必要性。现有TR大动物模型采用多种方法，可分为两类：直接瓣膜干预（针对三尖瓣叶、瓣环或腱索）和间接诱导（通过增加右心室负荷、肺动脉高压或起搏诱导心
尽管三尖瓣反流（TR）的研究兴趣日益增长，但目前证据仍不足以确定最佳干预时机和治疗策略，这凸显了建立可靠实验模型的必要性。现有TR大动物模型采用多种方法，可分为两类：直接瓣膜干预（针对三尖瓣叶、瓣环或腱索）和间接诱导（通过增加右心室负荷、肺动脉高压或起搏诱导心动过速等机制）。虽然直接瓣膜干预可重复地诱导TR，且适用于模拟原发性TR，但临床上更为 prevalent 的继发性TR主要由瓣环扩张、瓣叶拴系和右侧心腔重构驱动，而非瓣膜本身的损伤。这一差距是该领域的主要局限性。在本综述中，研究人员比较了TR的大动物模型，并概述了指导模型选择的关键考虑因素，重点关注能够更忠实地再现TR病理生理学的方法，以用于机制研究和转化研究。
**引言**
三尖瓣反流（TR）影响全球逾七千万人，若不及时治疗，将成为死亡率和发病率的独立预测因子。虽然健康个体中常见轻微TR，但具有临床意义的TR与进行性右侧心腔重构及不良临床结局相关。功能性TR（FTR）是主要类型，约占70%–90%的病例，且常与肺动脉高压（PH）共存。FTR是一种异质性实体，包括心房表型和心室表型，其中瓣环扩张和瓣叶拴系的相对贡献随右心房（RA）和右心室（RV）重构模式而变化。尽管TR的临床负担沉重，美国心脏协会/美国心脏病学会（AHA/ACC）现行指南仍指出，无症状TR的最佳干预时机尚不明确。外科修复策略和经导管治疗虽已扩展，但指导患者选择和手术时机的证据仍然有限。三尖瓣（TV）解剖和功能的许多方面，包括瓣环动力学和瓣下几何结构，仍有待深入理解。常用的实验方法通过直接瓣叶或瓣下损伤诱导TR，这些方法适用于模拟原发性TR，但可能无法捕捉以瓣环扩张和瓣叶拴系为核心的继发性TR。因此，建立能够准确复制TR关键机制的可靠且可重复的实验模型，对于推进病理生理学研究和治疗手段的临床前开发至关重要。小动物模型虽然成本效益高，对研究分子机制和早期疾病通路具有价值，但其较小的心脏尺寸以及与人类在解剖和血流动力学上的差异，限制了其在转化TR研究中的应用。相比之下，大动物模型提供的心脏尺寸、血流动力学条件和手术入路更接近临床场景，是评估手术可行性、器械性能和安全性的更适平台。因此，大动物模型的开发对转化研究和临床前器械开发尤为重要。本综述旨在通过阐明现有大动物模型的优势和局限性，帮助研究者选择更能匹配临床表型的实验平台，以支持TR的新兴外科和经导管治疗的临床前评估。
**三尖瓣的解剖学考虑**
正常TV复合体由纤维性瓣环、腱索、乳头肌和三片主瓣叶（前瓣、隔瓣和后瓣）组成。TV瓣叶数量可为3至7片。前瓣最大且最厚实，呈四边形；后瓣一般呈三角形；隔瓣最固定，呈半圆形。隔瓣的特征为扇形切迹，腱索常直接起源于室间隔。这些解剖学特征也是TR不同发病机制的基础。原发性TR反映TV装置本身的异常，通常通过对这些组分的直接干预来模拟。相比之下，FTR由三尖瓣环扩张和瓣叶拴系驱动，这些是右侧心腔在压力或容量负荷下重构的一部分。因此，TR动物模型中的诱导方法应与目标疾病表型相匹配。
**直接结构干预模型（原发性TR）**
直接结构干预模型可对TR的发生和严重程度进行程序性控制，根据方法和随访时间，可作为急性血流动力学准备或慢性右侧心腔重构的生存模型使用。
**瓣叶靶向损伤或闭合不全模型**
Xie等通过手术切除一至两片TV瓣叶及其腱索建立了慢性犬TR模型。TR的严重程度与切除范围相关，严重TR即刻出现并在系列超声心动图中持续存在。前瓣叶切除后TR为IV级，前瓣和后瓣叶切除后为IV级以上。在3、6和12个月的随访中，双瓣膜叶切除与RA扩大、三尖瓣环扩张和12个月时RV功能下降相关。该模型随访长达1年，所有动物存活，提供了耐久的分级原发性TR，可进行长期重构评估，且重复性高。
Yan等报道了一种经皮猪模型，通过经导管抓取和牵拉TV及瓣下装置建立TR，使用8.5-Fr可控导管输送抓取钳。90.91%的动物实现严重TR，所有动物诱导后立即出现中重度TR。63.64%的动物在诱导期间出现短暂室性心动过速（VT）或心室颤动（VF），均自发或除颤转复为窦性心律，1个月随访期间无手术相关死亡。尸检证实瓣叶撕裂伴偶发腱索断裂，无乳头肌损伤，提示损伤模式因抓取-回拉操作中涉及的组织而异。该经皮模型可可靠产生严重原发性TR，但损伤形态可变且术中arrhythmia仍是重要局限。
Heerdt等开发了急性犬TR模型以研究TR对热稀释法心输出量测量的影响。TR通过缝合固定一至两片瓣叶于相应乳头肌并外穿RV游离壁来诱导。该方法可从moderate至severe逐步增强TR，TR严重程度基于逆行下腔静脉（IVC）血流标准分级。该模型适用于可控急性血流动力学研究，但未评估慢性存活和重构。
**瓣下结构破坏模型**
Hoppe等通过经静脉钢丝环avulse三尖瓣乳头肌建立经皮羊TR模型。定位钢丝环于目标乳头肌下方后，同时牵拉实现乳头肌撕脱。所有病例技术成功，但一例动物在急性TR发作后数分钟内死亡，提示部分病例对急性严重TR的耐受性有限。虽然反流可靠诱导，但TR严重程度未通过超声心动图定量分级。该模型作为急性经皮乳头肌破坏的概念验证，无需开胸，但未建立存活和重构评估。
Miller等通过RV心尖入路经心室破坏腱索装置建立急性猪TR模型。经心尖荷包缝合引入神经钩， engagement TV支持结构后牵拉或切断以破坏腱索，通过额外腱索切割增加反流严重程度。TR可在mild至severe范围内阶梯式产生，实现可控血流动力学扰动。该模型允许分级急性TR诱导用于血流动力学研究，但需侵入性开胸且未测试存活结局。
Oh等采用经皮环状钢丝切割技术，经IVC或上腔静脉（SVC）入路破坏三尖瓣瓣下装置及相邻瓣膜结构。在透视引导下，利用导丝-圈套系统形成横跨腱索装置的钢丝环，环的启动产生结构破坏和反流。13只动物中12只诱导了中至极重度TR，并经超声心动图分级。动物存活4–6周，TR持续存在，超声心动图和计算机断层扫描显示右侧心腔进行性扩大。该模型的显著特征是入路影响射流方向，SVC入路倾向产生后外侧射流，IVC入路倾向产生向隔射流。该模型支持经皮结构破坏后的短期存活研究，但局限性包括对结构损伤范围和最终TR严重程度控制不精确，变异较大。
Bai等报道经股静脉入路使用抓取钳在影像引导下engagement腱索或瓣叶组织的经皮羊TR模型。确认TR后，强行回撤钳子破坏目标结构以诱导反流。所有动物达到中量以上TR，部分为severe TR，无手术相关死亡，6个月随访期间无死亡。损伤主要涉及前瓣叶，隔瓣叶保持完整，鉴于心脏传导系统与隔瓣叶附着点的邻近关系，这可能是一个相关特征。尽管TR持续存在，整体血流动力学参数在随访期间保持稳定。该模型提供了微创的耐久TR诱导平台，但损伤分布混合和对破坏瓣叶或腱索成分控制有限仍是重要局限。
**瓣环损伤或瓣环改变模型**
Xu等使用自膨胀支架建立猪TR模型。将镍钛记忆合金丝制成的环形自膨胀支架经颈内静脉输送并在透视下释放。所有动物存活至随访结束，实验组所有猪均出现严重TR。随访期间，TR严重程度、RA面积、三尖瓣环直径和RV功能指标进行性恶化。尸检显示所有植入支架位于三尖瓣环，附着于TV瓣叶和腱索，部分病例心肌嵌入。该模型提供了经皮和可重复的方法产生严重TR伴进行性右侧心腔重构，但永久性心内植入物及其与瓣叶和腱索结构的相互作用是重要局限。
Kinney等描述了使用螺旋钢丝阻止TV瓣叶完全对合的急性可逆犬TR模型。TR严重程度通过钢丝直径调节，1.5cm螺旋钢丝产生mild TR，2.2cm产生severe TR，撤出钢丝可恢复瓣膜功能。关键优势包括可逆性和在同一动物中重复诱导分级TR而无手术死亡率，特别适用于需要可控且可重复TR诱导的急性血流动力学研究。
Walter等报道使用定制光学端口系统（Cardioport）在三尖瓣环上做3–5mm切口建立猪TR模型。Cardioport经胸廓切开引入RA，在心脏镜和超声心动图引导下制作多个瓣环切口，避免损伤瓣叶和瓣下装置。所有动物成功诱导急性TR，耐受良好，无手术死亡或主要并发症。8周随访期间，瓣环直径从术前23.1±1.7mm进行性增加至37.3±3.6mm，TR从mild进展至severe。该模型实现了无直接瓣叶或瓣下损伤的进行性瓣环扩张和慢性TR，但需要开胸和专用Cardioport影像系统。
**间接血流动力学模型（继发性/功能性TR）**
间接模型通过改变右侧负荷条件、心肌功能障碍或其他不伴瓣膜原发结构损伤的机制来诱导TR，适用于研究心房和心室FTR机制以及在慢性重构模型中评估干预，但通常TR变异性更大、时间进程更长。
**急性拴系或闭合不全模型**
Buffington等通过在RV游离壁放置两根3-0 Prolene缝线snare TV游离壁瓣叶建立急性猪三尖瓣闭合不全部模型。对这些缝线施加可控牵拉损害瓣叶对合而不影响整体心脏运动，缝线通过橡皮筋固定于外部支架，允许整个实验过程中持续和可调节的张力。该研究显示，通过计算前向每搏量减少证明存在显著TR，但未定量评估TR严重程度。该动物模型适用于controlled acute studies of malcoaptation-related TR physiology，但无法再现FTR的进行性右侧心腔重构特征。
Onohara等报道通过RV心肌经右胸廓切口的影像引导腱索环绕snare建立猪FTR模型，snare固定于定制3D打印心外膜支架。所有动物成功诱导严重FTR，无手术并发症、arrhythmia或死亡，所有动物血流动力学稳定长达6小时。该技术产生瓣叶拴系伴隔瓣与其他瓣叶间对合丧失，三尖瓣环直径和tenting area增加，RV尺寸扩大。该模型可重复急性诱导严重FTR伴controlled leaflet tethering和相关右侧心腔几何变化，但未评估慢性重构。
**压力和容量负荷模型（右侧负荷）**
Ascione等证明部分肺动脉（PA）束扎可在猪中急性诱导显著FTR。部分束扎增加RV压力并导致RV和三尖瓣环扩张，尤其隔-侧径。所有动物至少达到中重度TR，TR中位等级从1增至3，两例猪发展为重于severe的TR。所有动物存活，诱导变化稳定长达1小时。该方法可简单急性诱导显著猪FTR，但与慢性重构的相关性未知。
Gawede等开发慢性羊模型，单独使用PA束扎作为压力负荷方法诱导RV衰竭和FTR。成年雄性羊接受PA束扎后随访8周，8周存活率85%（20/17）。存活者中，3例轻度TR，3例中度TR，11例severe TR。该慢性羊模型的特征是 sustained right-heart remodeling和高比率的中度或重度FTR，但随访期间死亡率仍是重要局限。
Malinowski等报道急性羊模型，通过三种干预联合诱导RV衰竭和大于中度FTR：2分钟内快速容量负荷500mL晶体液、PA缩窄至少增加RV压力50%持续5分钟、后降支闭塞5分钟缺血诱导。单独应用时，无一种干预产生RV衰竭或临床显著TR；联合应用时，导致RV衰竭伴大于中度FTR。该急性联合干预模型再现伴FTR的RV衰竭，但需开胸下多种同步干预，机制归因较复杂。
Lin等使用房间隔左向右分流、左右心房心内膜射频消融和每日2000mL生理盐水1个月建立猪FTR模型。干预后1个月，所有动物超声心动图显示TR，其中3例轻度、8例中度、1例severe。TV环大小和tenting高度显著增加，RA和RV扩大，而左侧心脏参数无显著变化。该猪模型适用于无直接结构瓣膜损伤的FTR慢性研究伴瓣环和右侧心腔重构，但需三种独立干预，较单机制负荷模型更为复杂。
**心动过速诱导心肌病模型（快速起搏）**
Malinowski等通过高频率起搏（220–240 bpm）诱导心动过速心肌病建立羊FTR模型，使用单极起搏导线缝合于左心室（LV）前壁。起搏持续至LV射血分数（LVEF）降至30%以下且超声心动图出现显著TR。10只动物中，3只早期恢复期间死亡，1只起搏期死亡，其余6只平均起搏14±5天。所有存活动物至少出现中度TR，伴双心室功能障碍、三尖瓣环扩张、RV扩大和二尖瓣反流增加。该模型特别适用于研究终末期双心室衰竭背景下的FTR，而非孤立右侧心脏病。
Jazwiec等使用相似的羊心动过速心肌病模型，研究可变三尖瓣环缩窄对FTR和RV动力学的影响。动物以200–240 bpm起搏15.5±3.5天直至LVEF低于30%且至少出现中度FTR。20只研究动物中，9只完成方案，2只起搏期死亡，9只因起搏器故障、晶体损伤、心力衰竭诱导不足或无法脱离体外循环被排除。进行性环缩窄减少TR，但aggressive reductions与RV功能和strain恶化相关。该实验平台的显著局限是高attrition rate，与起搏和终末研究方案的复杂性有关。
**模型选择、转化意义和未来方向**
本综述强调，目前可用的TR动物模型在再现疾病临床表型方面存在显著差异。历史上，许多实验TR模型依赖对三尖瓣叶或瓣下装置的直接操作，因为这些方法允许立即和技术上可控地诱导反流。然而，由于大多数临床TR为功能性，再现重构驱动TR的瓣叶保留模型对转化研究尤为重要。选定的容量负荷策略可反映以液体潴留和心腔扩张为特征的临床情况。此外，基于起搏的方法和选定的心房重构策略可能提供诱导重构相关TR的其他手段，尽管所得表型取决于具体模型。因此，模型选择不仅应基于诱导TR的能力，还应考虑给定模型再现特定病理生理表型的程度。
FTR不应被视为单一实体。至少存在两种代表性表型。PH、PA束扎和其他RV压力负荷模型通常更接近心室FTR，因为它们主要诱导RV重构和瓣叶拴系。相反，基于心房arrhythmia的模型和选定的容量负荷模型可能再现心房FTR的某些特征。选择动物模型时这种区分很重要。此外，在无PH的严重TR患者中，RV功能障碍已被确定为死亡的最强预测因子，进一步强调了模型选择中RV表型的重要性。
在目前可用的FTR模型中，可重复性和转化真实性之间存在权衡。PA束扎是最可重复的方法之一，提供可接受的存活率，但主要反映压力负荷驱动的心室重构。联合压力或容量负荷伴缺血性损伤可诱导显著TR，但这些方法更复杂，机制归因较不直接。起搏模型可能适用于global HF中的器械测试，但不太适合孤立右侧FTR研究。
此外，选择大动物TR模型时应考虑物种特异性特征。犬和羊模型为慢性重构和长期结局提供了宝贵信息，但其使用可能受成本、伦理考虑和动物 availability 限制。猪常用于心血管研究，因其availability、心血管尺寸以及与外科和经导管手术的兼容性而对转化研究具有吸引力。然而，将犬或羊TR诱导技术应用于猪时需注意快速躯体生长和手术相关arrhythmia。这些挑战可通过使用迷你猪或年龄和体重匹配的队列进行慢性研究，以及维持持续节律监测备有除颤和抗arrhythmia治疗来缓解。
PH相关TR通常随时间通过进行性RV重构发展。在此情况下，TR主要似乎由RV解剖和功能改变引起，包括瓣环扩张和瓣叶拴系。因此，基于PH的模型可用于研究RV压力负荷和重构驱动的FTR，常不伴原发性LV收缩功能障碍。然而，这些模型应被理解为FTR更广泛谱系中一个病理生理通路的代表。
FTR患者中，三尖瓣环变得更平面、更圆形，主要在隔-侧方向扩张，而健康受试者中为非平面鞍形。从这一角度看，未来模型开发应聚焦于再现心室FTR几何特征而不破坏三尖瓣装置的瓣叶保留平台。此类模型对转化研究和临床前干预测试可能特别有价值。Onohara等的FTR模型在这方面值得关注，因为它在保留native leaflets和瓣下结构的同时变形RV和TV装置，尽管慢性重构未评估。
讨论TR实验模型时，必须认识到TR病因和表型的异质性。研究者应首先明确旨在再现的临床表型和病理生理序列，以及模型的预期用途，然后选择最适合该目的建模策略。
**结论**
动物模型对于阐明TR病理生理学和临床前评估治疗干预不可或缺。现有模型为TR诱导和机制提供了重要见解，但无单一模型能捕捉全部临床相关疾病谱。大多数临床TR为功能性，凸显了需要更好地再现心室和心房FTR表型的瓣叶保留模型，尤其在RV功能障碍或PH背景下。
