尿路感染模型

一、尿路感染模型的核心类型与构建方法

1. 动物模型

(1) 大鼠模型（主流选择）

• 优势：体型适中（利于手术操作和重复采样）、肾脏病理表现更显著（如肉芽肿形成）、免疫应答更接近人类（Th2偏向）。
• 标准化构建流程：
  • 病原体：尿路致病性大肠埃希菌（UPEC CFT073菌株为主）。
  • 感染途径：经尿道膀胱灌注菌液（剂量：1×10⁷ CFU/只）。
  • 关键参数：
• 感染后3天尿液白细胞和潜血阳性率显著升高。
• 膀胱指数（膀胱重量/体重）增加，肾脏细菌载量＞10⁴ CFU/g 。
• 特殊模型变体：
  • 糖尿病合并UTI：链脲佐菌素诱导糖尿病后灌注菌液，模拟高血糖下伤口迁延不愈。
  • 尿路异物感染：膀胱内置入聚乙烯管+绿脓杆菌灌注，模拟导管相关感染。
  • 慢性感染模型：重复感染或免疫抑制处理，用于研究复发机制。

(2) 小鼠模型

• 适用场景：细菌定植机制研究（如IBCs形成）、基因编辑菌株验证。
• 局限性：单次采血量有限（≤0.2ml），手术操作难度高。
• 创新应用：
  • CAUTI模型：导尿管相关感染中研究铜绿假单胞菌的Entner-Doudoroff代谢通路。
  • 细胞内细菌群落（IBCs）研究：UPEC通过形成IBCs和丝状化表型逃避免疫清除。

二、核心病理机制研究的模型贡献

1. 复发感染机制

• 静止期细胞内储存库（QIRs）：
  UPEC在膀胱上皮Lamp1⁺内体形成QIRs，逃避免疫清除。
  • 治疗启示：硫酸鱼精蛋白诱导上皮剥脱可清除QIRs（小鼠模型）。
• 丝状化表型：
  UPEC通过SulA介导细胞分裂抑制，形成丝状体抵抗中性粒细胞吞噬（TLR4依赖）。

2. 耐药性与生物膜

• 生物膜模型：
  • 人工尿液+微流控技术模拟导管表面生物膜，揭示抗生素渗透屏障。
  • 肺炎克雷伯菌通过fimK基因下调菌毛表达，减少IBCs形成（与UPEC毒力差异关键）。

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三、药效评价与治疗应用

1. 药物筛选模型

药物类型	模型	评价指标	案例
植物提取物	UPEC感染SD大鼠	尿液白细胞、膀胱组织病理评分	原花青素（50mg/kg降低炎症）
抗生素	小鼠CAUTI模型	细菌载量、生物膜分散效率	CAZ-AVI（抗绿脓杆菌）
中药复方	急性UTI大鼠模型	膀胱指数、肾脏细菌清除率	三金片（250mg/kg减轻损伤）

2. 新型治疗靶点验证

• 免疫调节：大蒜素通过抑制PI3K/AKT通路降低UPEC诱导的炎症（人尿路上皮细胞模型）。
• 靶向毒力因子：阻断UPEC丝状化或IBCs形成（如SulA抑制剂）。