《Frontiers in Endocrinology》：Induced diabetic neurogenic bladder animal models: application characteristics and standardization proposals via systematic data mining
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背景：糖尿病神经源性膀胱（DNB）是一种与糖尿病相关的常见泌尿系统疾病及自主神经系统并发症。若未妥善管理，该病可能导致严重肾损伤。尽管具有临床重要性，目前DNB动物模型缺乏统一标准，且既往综述文章未能提供充分的客观数据支持其结论。目标：本研究旨在通过数据挖掘技
背景：糖尿病神经源性膀胱（DNB）是一种与糖尿病相关的常见泌尿系统疾病及自主神经系统并发症。若未妥善管理，该病可能导致严重肾损伤。尽管具有临床重要性，目前DNB动物模型缺乏统一标准，且既往综述文章未能提供充分的客观数据支持其结论。目标：本研究旨在通过数据挖掘技术系统总结DNB动物模型的特征，从而为建立标准化的DNB动物模型提供理论参考。方法：研究人员在包括PubMed和CNKI在内的7个数据库中检索相关研究。根据PRISMA流程图筛选后，共纳入352项符合条件的研究进行分析。采用SYRCLE工具对纳入研究进行质量评估，并使用SPSS Modeler（利用Apriori算法）和R软件进行统计分析和结果可视化。结果：SD大鼠、Wistar大鼠和C57BL/6小鼠被确定为构建DNB模型的主要动物种属，其中雄性动物占总数的82.39%。化学诱导（主要为链脲佐菌素，STZ；74.15%）和STZ联合高糖高脂饮食的联合诱导（13.64%）是主流的建模方法。最常用的STZ剂量为60 mg/kg（单次注射），典型的建模周期为8周。成功建模的核心标准是血糖、尿动力学和糖化血红蛋白（HbA1c）的联合检测。然而，现有研究存在某些偏倚，如盲法程序不充分。检测指标的特征以“糖尿病基本病理改变+局部膀胱病变”为双核心，涉及炎症、氧化应激、纤维化、神经损伤和细胞死亡等机制。结论：本研究阐明了DNB动物模型的当前应用现状，填补了既往综述文章中的研究空白。未来研究应侧重于优化建模方案、促进无创检测指标的应用以及加强研究细节的标准化报告。
1 引言（Introduction）
糖尿病神经源性膀胱（DNB）是泌尿学和内分泌学领域最常见的糖尿病自主神经并发症之一，发病率高达40%-60%，主要表现为排尿功能障碍，严重时可导致上尿路扩张、肾损伤甚至危及生命。即使严格血糖控制也无法完全预防DNB的发生或进展，因此亟需可靠的动物模型以阐明其潜在机制并开发靶向治疗。DNB的发病机制涉及代谢紊乱、氧化应激、外周神经病变、血管损伤和炎症反应的共同作用。持久高血糖通过NADPH氧化酶激活产生活性氧，导致膀胱平滑肌功能障碍和神经元损伤；自主神经病变，尤其是副交感神经功能受损，引起膀胱感觉减退和逼尿肌收缩力下降。此外，血管内皮生长因子信号通路失调和神经营养因子失衡也推动DNB进展。过去十年中，多种DNB动物模型诱导方案已被建立，但缺乏统一的标准化模型。既往综述缺乏定量验证，且未明确关键实验参数如药物剂量、诱导时间表和模型验证标准。数据挖掘定义为从大规模、不完整、非结构化和异质性数据集中提取有意义模式的方法，已广泛应用于生物医学研究。关联规则挖掘（association rule mining）通过Apriori算法识别频繁项集，本研究选择Apriori算法因其透明可解释性和对当前数据集足够的计算性能。基于前期对糖尿病胃轻瘫动物模型的数据挖掘，本研究采用系统性数据挖掘框架整合DNB动物模型文献，评估动物种属、性别、诱导方法、药物剂量、实验周期和验证标准等关键变量，并批判性评估现有建模实践中的方法学不一致性和研究空白，为未来DNB动物模型的标准化提供循证基础。
2 材料与方法（Materials and methods）
2.1 数据来源：在PubMed、Web of Science、Cochrane Library、CNKI、万方数据知识服务平台、维普中文期刊数据库（VIP）和中国生物医学文献数据库（CBM）七个电子数据库中系统检索，检索词包括“diabetic neurogenic bladder”、“diabetic cystopathy”、“neurogenic vesicourethral dysfunction in diabetes”和“diabetic bladder dysfunction”，检索时间从各数据库建立至2025年10月21日，无语言或出版类型限制。
2.2 纳入标准：①成功诱导DNB的体内实验研究；②明确记录建模参数如动物种属、性别、诱导方法、药物剂量、实验周期和验证指标；③可获取全文且无语言限制；④获得机构动物护理和使用委员会或等效伦理委员会批准。
2.3 排除标准：①建模方法描述不完整、模糊或不可核实；②DNB模型表征不充分或主要关注非泌尿系统糖尿病并发症；③非原创研究（如综述、评论、理论讨论、学位论文、会议摘要或临床病例报告）；④重复记录（双语发表保留英文版）；⑤仅涉及离体细胞培养或组织外植体的研究。
2.4 数据整理与数据库开发：研究筛选遵循PRISMA框架，使用Zotero（7.0.30版）管理去重，两名独立评审者（X. Shao和A. Jin）依次筛选标题/摘要和全文，差异通过共识或第三方裁决解决。标准化数据提取涵盖种属、性别、诱导方案、药物剂量、实验时间线、验证标准和结局指标，使用Microsoft Excel 2021构建结构化关系数据库，计算Cohen’s kappa系数评估评审者一致性。
2.5 方法学质量评估：使用SYRCLE工具评估偏倚风险，包括10个条目覆盖6个领域，每个条目评为“低风险”、“不确定风险”或“高风险”。
2.6 定量数据分析：仅对模型验证标准进行关联项集分析，Apriori算法在IBM SPSS Modeler（18.0版）中运行，最小支持度和置信度经迭代优化，使用R软件（4.3.3版）生成可视化。
3 结果（Results）
3.1 文献筛选与纳入：全文筛选的Cohen’s Kappa为0.662，表明中等评审者一致性。初始检索获得4,555篇研究，去重后1,926篇，基于标题和摘要排除1,443篇，全文评估后最终纳入352篇。
3.2 方法学质量评估：使用SYRCLE工具评估显示总体可接受偏倚风险，仅“实验者盲法”一项高风险占21.0%（74/352），其余项目以不确定风险为主。在偏倚类别中，损耗偏倚和报告偏倚的低风险比例最高（均为62.2%），实施偏倚中“随机住房”低风险率48.9%。超过74%的研究在“分配隐藏”、“随机结局评估”、“评估者盲法”和“其他偏倚”领域评为不确定风险，超过50%在“序列生成”、“基线特征”和“实验者盲法”领域评为不确定风险，表明需加强盲法程序和细节报告。
3.3 DNB建模中的动物品系：共使用11种动物品系，Sprague-Dawley（SD）大鼠最为常用（140次，39.66%），其次为Wistar大鼠（107次，30.31%）和C57BL/6小鼠（81次，22.95%）。遗传自发糖尿病品系如db/db小鼠和Zucker大鼠占比不足3%，无法进行定量比较。
3.4 实验动物性别分布：雄性动物占主导（290次，82.39%），雌性动物占12.78%（45次），其他或混合性别比例较低。
3.5 建模方法：分为化学诱导、联合诱导和饮食诱导三类。化学诱导最为常见（264次，75.00%），以链脲佐菌素（STZ）为主（261次，74.15%）；联合诱导85次（24.15%），最常见为STZ联合高糖高脂饮食（48次，13.64%）；单独饮食诱导仅1次。
3.6 化学诱导模型中的剂量方案：所有化学诱导方案中，单次STZ 60 mg/kg居首（87次，25.07%），其次为55 mg/kg（42次，12.10%）和65 mg/kg（39次，11.24%）；多次注射方案以50 mg/kg×5次为主（24次，6.92%）。四氧嘧啶（alloxan）仅3次（0.86%），均为单次250 mg/kg。
3.7 饮食诱导策略：高糖高脂饮食最常见（49次，56.98%），其次为高脂饮食（33次，38.37%），高糖高盐饮食占比小；自由进食为主要喂养方式。
3.8 建模周期：25种不同建模周期（2-44周），8周最常报告（86次，24.43%）。
3.9 阳性对照药物使用：142项使用阳性对照药物的研究中，二甲双胍（metformin）最常用（55次，38.73%），其次为胰岛素（47次，33.10%）。
3.10 模型建立成功标准：血糖参数（如空腹或随机血糖>11.1或16.7 mmol/L）最常用（345次，52.11%）；尿动力学评估（81次，12.24%）；糖化血红蛋白（HbA1c）标准（38次，5.74%）。Apriori关联规则分析显示血糖与尿动力学参数强关联（支持度23.01%），网络可视化显示血糖、尿动力学和HbA1c三者形成“A-B-C”关联，构成关键复合标准。
3.11 检测指标：结局指标分为11类，最常评估的包括血糖和胰岛素相关参数（305次，18.37%）、组织化学染色（264次，15.90%）和一般状况观察（195次，11.75%）。
4 讨论（Discussion）
糖尿病是全球公共卫生挑战，预计2030年患病人数达6.43亿。DNB作为糖尿病泌尿系统并发症，其发病率可能被低估。严格血糖控制无法完全阻止DNB发生，凸显建立可靠临床前动物模型的紧迫性。当前DNB建模方法异质性大且缺乏统一标准。SYRCLE质量评估揭示了当前动物研究的常见局限：①随机化描述不充分；②盲法缺失；③基线动物数据报告有限；④饲养条件记录不足；⑤缺失数据处理不完整。
4.1 DNB建模中的动物选择和性别分布：SD大鼠因建模死亡率低于Wistar大鼠而优先使用；C57BL/6小鼠因体积小使得尿动力学操作困难。雄性大鼠因膀胱容量大、激素稳定而占主导，但雌性模型对研究性别特异性方面不可或缺。
4.2 建模物质与方法：STZ通过葡萄糖转运体2（GLUT2）选择性进入胰腺β细胞，引起氧化应激和细胞损伤。STZ可通过直接激活膀胱尿路上皮NLRP3炎症小体引起炎症性膀胱功能障碍，这是STZ诱导模型的潜在混杂因素。高剂量STZ（≥60 mg/kg）引起快速β细胞功能丧失，低剂量多次注射保留部分β细胞。联合诱导（STZ+高糖高脂饮食）模拟2型糖尿病（T2DM）。遗传自发模型如Zucker大鼠虽病理一致性高，但成本高、周期长。
4.3 DNB模型发展中的时间进程：0-4周为代偿期（逼尿肌收缩力增强），5-8周为早期失代偿期（膀胱感觉减退、残余尿量增加），≥9周为完全失代偿期（显著膀胱扩张）。8周对应代偿向失代偿转变，是机制研究和干预评估的理想时间点。建模周期>12周的研究更常报告膀胱纤维化生物标志物，而5-8周研究侧重于功能性尿动力学和氧化应激指标。
4.4 阳性对照药物的选择与考虑：二甲双胍和胰岛素是最常用的阳性对照药物。跨物种差异影响药物反应，当前研究主要使用啮齿类动物，限制了阳性对照效果的普适性。
4.5 模型验证标准：成功建模需同时满足高血糖标准（空腹/随机血糖>11.1或16.7 mmol/L）、尿动力学评估（膀胱容量、残余尿量）和组织学确认（HE染色或Masson染色）。无创替代方法如超声成像和植入式无线传感器具有应用前景。
4.6 检测指标：评估框架以“糖尿病基本病理改变+局部膀胱病变”为双核心，涵盖血糖和胰岛素相关参数、组织化学染色、尿动力学等。检测系统整合形态学、分子生物学和功能验证，反映氧化应激、炎症、纤维化、神经损伤和细胞死亡等交互作用机制。
4.7 局限性：文献检索限于7个中英文数据库，可能产生检索偏倚；仅提取汇总数据，无法进行效应量荟萃分析；遗传自发模型占比低，无法进行表型定量比较；STZ的直接膀胱毒性可能混淆自然病理进程。当前临床前研究还存在广泛方法学缺陷，如依赖血糖作为唯一验证指标、尿动力学侵入性和操作差异、实验设计报告不规范等。建议未来研究遵循最低报告清单，包括动物品系、性别、年龄、体重、药物剂量、给药途径、饮食成分和建模周期，采用至少一个代谢、一个功能和一个组织病理指标的多维验证系统，并完整报告随机化和盲法程序。
5 结论（Conclusion）
本研究通过定量、循证总结DNB建模实践，填补了现有文献空白，为未来动物实验标准化提供了基础参考。研究发现当前研究存在盲法实施不足和基线动物特征报告不完整等局限。未来应着重优化建模方案、纳入更多动物种属、推广无创检测技术如超声影像，并提升报告的方法学严谨性。
