1991年国际专家首次对脓毒症进行了定义，认为脓毒症是感染所致的全身炎症反应综合征(SIRS)^[1]。鉴于SIRS的诊断标准过于敏感并缺乏特异性，2001年的华盛顿会议对脓毒症的定义进行了修订和更新，提出了更加严格的诊断标准^[2]。但由于该诊断标准过于复杂，且抑制炎症反应的大部分临床试验均以失败告终，国际专家于2014年组建了工作组以重新修订脓毒症的定义。经过近两年的调查讨论，脓毒症3.0的定义于2016年2月发布，将脓毒症定义为“机体对感染的反应失调所致的危及生命的器官功能障碍”^[3]。新定义强调了脓毒症的本质是危及生命的器官功能障碍，并将序贯器官衰竭评分(SOFA)确定为脓毒症诊断的新标准。此外，与患者管理相关的“拯救脓毒症运动指南”自2004年发布第一版后，按照每4年一次修订的频率进行了更新^[4]。

然而，与脓毒症临床研究的进展相比，脓毒症相关的动物研究仍然沿用以往的感染+SIRS建模标准，并由于缺乏标准化的临床前研究相关指南，使得不同实验室间动物模型的损伤严重程度、研究时长、液体复苏状况等大不相同，导致了脓毒症动物模型数据的巨大差异，造成临床前研究的转化受限^[5~7]。

因此，有必要对脓毒症的临床前模型进行优化，提出有效的动物模型和标准化指南，改善脓毒症动物模型的异质性，提升其试验新疗法的效用，促进其“逆向转化”到临床的能力。

一、方法

为弥补脓毒症临床前研究缺乏高质量、标准化管理指南的缺陷，2017年5月在奥地利维也纳召开了一场主题为“脓毒症临床前建模：交换意见并形成建议”的韦格斯-伯纳德会议，讨论了与脓毒症建模有关的多个重要概念并提出了“脓毒症临床前研究最低质量标准(MQTiPSS)”的专家共识倡议。共有来自13个国家的31名专家参加了此次倡议(包括5名脓毒症3.0定义工作组的成员)，分为6个专题工作组，即研究设计、人道终点、感染类型、器官衰竭/功能障碍、重症液体复苏、抗菌药物治疗。通过会前综述、会议讨论和会后完善等3个阶段的讨论，与会专家们提出并一致通过了有关脓毒症动物模型的定义，认为“脓毒症实验动物(包括哺乳动物)模型应被定义为宿主对感染的反应失调所引起的危及生命的器官功能障碍”；并就29个建模关键要点达成了共识(表决遵循脓毒症3.0工作组采用的改良德尔菲法形式^[8])，包括20项“推荐”建议和9项“考虑”建议(见表 1~3)。“推荐”强度代表其内容需要被迅速执行，故与会者一致通过该要点；“考虑”强度指那些在最终“推荐”前还要进一步讨论的问题。

二、研究设计

一个理想的脓毒症动物模型应该能准确模拟临床脓毒症。尽管人类脓毒症临床异质性较大且发病机制复杂，但探索标准化的模型系统对于临床前研究的逆向转化至关重要^{[7, 9]}。韦格斯-伯纳德会议之前的文献综述显示，脓毒症的临床前研究存在大量方法学缺陷。例如，43%的脓毒症动物研究的存活时间观察窗较窄，不能反映临床患者晚期病程；仅36%的动物研究是在脓毒症发生之后给予实验性治疗，大部分研究的治疗干预时间与疾病严重程度不一致；仅5%的动物研究对模型中的合并症进行了报道，等等。而论文中的方法学资料不全加剧了这一缺陷。因此，为了促进动物模型的临床转化，增加临床前研究的科学严谨性，研究设计工作组专家提出了如下的“推荐”和“考虑”建议。

1.推荐一  生存随访应该合理反映脓毒症模型的临床时间进程。由于医学科技的进步，脓毒症急性期死亡率显著下降，目前脓毒症患者的主要表现为持续性的慢性免疫抑制状态^[10~12]，而临床前研究的生存随访应该合理反映这一特征，建立一个合适的人道终点也十分必要(详见下文人道建模内容)。液体复苏、抗菌药物使用和感染源控制也是改善脓毒症动物模型的早期高死亡率的重要治疗措施。

2.推荐二  治疗干预应该在脓毒性损伤发生后启动以模拟临床。大部分动物研究都采用预处理的方式检验潜在疗法，但患者往往在感染甚至脓毒症发病一段时间后才进行确诊，因此预处理不能准确模拟临床实践^[13]。此外，损伤后启动治疗不能仅依照固定时间进行，需要评估器官功能障碍及可能导致死亡的进程，在动物模型上也需要做到这一点。值得注意的是，当研究的目的是理解发病机制而非评估治疗效果时，预处理也是合理的，但需要在研究方法中进行明确定义。

3.推荐三  推荐尽可能采用随机法和盲法进行治疗。为了消除误导性实验数据的发布，临床前研究应该尽可能模拟临床研究，在研究设计允许的条件下严格采用随机法和盲法进行实验。

4.推荐四  尽可能多地提供有关模型和方法学信息(如ARRIVE指南^[14])以增加可重复性。鼓励作者提供实验设计的最初研究目标、理论基础和详尽的方法学说明，以提高临床前报告的质量，增强模型的可重复性。

5.考虑一  考虑在存在合并症和(或)其他生物变量(如年龄、性别、糖尿病、癌症、免疫抑制、遗传背景等)模型中复制研究结果。虽然标准化的啮齿类动物模型在临床前研究中十分重要，但在将实验研究结果转化至临床患者前，研究人员应考虑在更接近患者临床基本特征的模型中复制其研究结果(如年龄、糖尿病、免疫抑制、肿瘤等)^[15]。

6.考虑二  除啮齿类动物(小鼠和大鼠)外，考虑在其他物种(哺乳动物)中建立脓毒症模型。由于小鼠对细菌及其产物脂多糖(LPS)的反应不敏感^[6]，小鼠并不能代表人类对脓毒症极其复杂的应答机制。因此，在除啮齿类动物以外的其他哺乳动物物种中验证脓毒症的临床前研究结果有利于增强其临床转化潜能。

7.考虑三  考虑感染源控制的需要。“拯救脓毒症运动”指南推荐在脓毒症确诊后尽快实施感染源控制^[4]，但这一观点如何转化至临床前研究设计中呢？鉴于脓毒症动物研究主要为盲肠结扎穿孔(CLP)模型，其感染源控制措施为切除结扎并穿孔的盲肠^[16]。但我们要承认控制感染源会增加动物模型的复杂性并干扰其他结局指标，因此，工作组专家建议研究人员在恰当的时机应用感染源控制措施以模拟临床患者的管理。

三、人道建模

由于脓毒症动物模型常存在明显的痛苦表现，许多学者重视其精准监护、疼痛控制和死亡终点等问的讨论。然而，对260篇脓毒症高被引科研论文的综述表明，超过90%的研究未提及实验动物安乐死的标准，不超过10%的研究提及了镇痛剂的使用。考虑到脓毒症研究中动物福利问题，研究人员需要在实验实施前制定期望结局及合理的人道终点，准确描述如何减轻实验动物痛苦的措施。这有助于这些研究项目的伦理批准并减轻公众对研究动物的伦理担忧。因此，人道建模工作组专家提出了如下的“推荐”和“考虑”建议。

1.推荐一  制定并验证规范化指标，以监测脓毒症动物的康乐状况。工作组专家建议关注实验动物行为和生理指标变化的系统性记录^[17]，以便形成标准化的评价标准；再对这一评价标准进行调整以适应更复杂的脓毒症模型(如合并症、二次打击及慢性脓毒症模型等)的“福利要求”。脓毒症动物模型中标准化健康评分的常规使用有利于模拟患者的床旁监护，并可作为额外的评价变量以补充死亡率以外的次要结局。

2.推荐二  推荐制定并验证脓毒症动物安乐死的规范化指标(包括可能的例外)。许多国家不建议将死亡作为终点^[18]，但现有的替代指标不一定合理且有时可能发生误导，因此，确立一个准确且规范化的安乐死标准有利于确保实验与动物伦理之间达到合理的平衡。

3.推荐三  考虑到伦理要求，建议在脓毒症手术建模时应用镇痛药。尽管有研究表明，应用镇痛药会改变炎症反应及凝血状态^[19]，但疼痛本身也可能影响疾病结局^[20]。因此，从伦理学及实验角度来看，镇痛药的使用应该标准化且在外科脓毒症模型中常规使用。

4.考虑  考虑在非手术脓毒症建模时使用镇痛药。目前，非手术脓毒症实验动物研究中尚缺乏疼痛相关数据。但“拯救脓毒症运动”指南中提到，成人内科、外科及创伤ICU患者在休息和接受ICU常规护理时常常经受痛苦^[4]。因此，在非手术脓毒症动物模型中，研究人员应该权衡镇痛药的优缺点并实施疼痛监测，为该模型中动物是否存在疼痛及是否需要镇痛提供必要证据。

四、感染类型

感染是脓毒症发生和进展的最重要因素之一。感染源通常为细菌，最常见部位为肺部、腹膜或泌尿生殖系统^[21]。因此，建立脓毒症动物模型时，细菌感染模型最为合适。2003~2012年间的脓毒症临床前研究论文综述显示，44%的研究采用CLP模型，40%为LPS模型，16%为单一细菌感染模型(如肺炎)。由此可见，CLP模型建模简单，复制了人类脓毒症的部分特征，被广泛应用于临床前研究中。鉴于LPS引起的反应与脓毒症表型之间的差异，不提倡使用LPS作为脓毒症模型。此外，脓毒症感染部位、细菌菌株毒力和耐药性异质性大^[22]，在制备脓毒症模型时需要合理选择。因此，感染类型工作组专家提出了如下的“推荐”和“考虑”建议。

1.推荐一  我们推荐脂多糖攻击不是复制人类脓毒症的合适模型。大量证据表明，LPS诱导的表型与脓毒症表型间存在许多差异，不应该接受LPS攻击作为脓毒症的相关模型。例如，LPS诱发强烈且迅速的炎症反应特征与CLP模型中细胞因子温和且持续释放的特点明显不同^[23]。然而，鉴于其与脓毒症前24h反应类似，LPS研究的数据也可以继续被接受，但需要经常提醒读者，LPS研究结果转化到临床时存在不可避免的局限性。

2.推荐二  推荐优先使用人类脓毒症中常见的微生物复制动物模型。目前，许多研究人员采用实验室菌株而非临床菌株建立脓毒症模型。但实验菌株的毒力和耐药性与临床环境大不相同，很大程度上影响了脓毒症的严重程度和结局^[24]。因此，使用临床分离菌株复制动物模型有益于准确模拟临床。

3.考虑  考虑建立腹腔以外部位(如肺、泌尿道、脑)发生的脓毒症综合征模型。人类脓毒症最常见的感染部位是肺，其次为腹腔、泌尿道和软组织^[21]，但其动物模型基本源自腹腔内感染，如CLP模型或结肠支架腹膜炎模型(CASP)等^[25]。为了与临床实践更加符合，应该考虑使用不同感染部位所致的多种感染模型来研究脓毒症的自然感染过程。

五、器官衰竭/功能障碍

脓毒症3.0定义强调了器官功能障碍在脓毒症发病过程中的重要作用，并提出将序贯器官衰竭评分(SOFA)作为脓毒症诊断和器官功能评价的重要标准^[3]。这为临床前研究纳入器官功能障碍评估提供了依据。然而，对2003~2012年间被引频次最高的260篇论文的综述表明，只有不到60%的研究对动物模型中的器官功能障碍进行了检测，而其中仅10篇使用了评分系统{如快速序贯器官衰竭评分(qSOFA)}量化了器官损伤程度^[26]。使用与患者类似的临床评分系统有助于评估和了解脓毒症模型的器官功能障碍情况，但我们不能直接照搬临床评分系统，需要进行合理的修改以便能准确反映实验动物的器官功能障碍。因此，器官衰竭/功能障碍工作组专家提出了如下的“推荐”和“考虑”建议。

1.推荐一  器官/系统功能障碍是指基于客观证据，该器官/系统出现了危及生命的异常改变。器官功能障碍是指对病原体感染的反应失调，而非为减轻机体损伤所致的适应性反应。因此，制定客观、易测量的器官功能障碍评分标准十分必要。由于动物模型的感染和脓毒症是已知存在的，因此，临床前研究可用于探讨和确定潜在可转化的器官功能障碍指标。

2.推荐二  某个器官/系统发生功能障碍时，并不指其所有功能活动都出现异常。多种功能、代谢、形态指标为在临床前模型中研究器官功能衰竭提供了可能性^[27]。但如果要求所有功能均发生异常，那么器官功能障碍的标准则会过高。

3.推荐三  为确定器官/系统功能障碍严重程度的客观证据，需要开发、验证并使用一个评分系统，或使用现有的评分系统。SOFA、急性生理学及慢性健康状况评价系统Ⅱ (APACHEⅡ)等评分系统是临床公认的器官功能评分标准，有助于危重患者的分层管理^{[3, 4]}。但目前脓毒症的临床前模型中尚无统一的器官功能评分标准，仅能通过有限的数据阐述这些动物模型可能的临床状态。因此，鼓励研究人员建立一组客观、标准化的评估指标，在报道临床前研究时对实验动物进行分层描述。

4.推荐四  并非所有实验都必须检测器官功能障碍的全部指标，但动物模型应该得到充分利用。开展脓毒症研究和开发新的治疗措施很大程度上依赖在体研究。然而，脓毒症模型会对动物造成明显不适、疼痛和痛苦。因此，研究人员应该在预算允许范围内尽可能多地收集样本和信息，从而最大限度地利用这些动物，同时努力减少所需动物的数量。

5.考虑  避免低血糖。人类脓毒症时发生的代谢紊乱会导致高血糖^[28]，但脓毒症小鼠的血糖反应与患者不同。CLP小鼠通常会出现长期且严重的低血糖，这与啮齿类动物胰岛素敏感性增高有关^[29]。因此，研究人员应考虑防止在脓毒症临床前模型中出现血糖水平的急剧变化。

六、液体复苏

“拯救脓毒症运动”指南建议以输液纠正血流动力学异常作为标准治疗方法^[4]，但这一治疗原则缺乏向动物模型的逆向转化。综述260篇高被引论文发现，70%的临床前研究缺乏任何液体复苏方案，而使用了液体复苏的模型大多是依赖单次皮下注射来解决预期的液体失衡，只有3%的研究进行了循环支持并根据液体复苏终点进行了调整。然而，充分的液体复苏对脓毒症患者和实验动物至关重要。因此，液体复苏工作组专家提出了如下的“推荐”和“考虑”建议。

1.推荐一  液体复苏是必不可少的，除非它是研究液体复苏时的对照组。由于液体给药的重要性在临床上已得到了确切证明，液体复苏应该成为脓毒症临床前研究实验设计中的一个重要组成部分，以便区分脓毒症和长期低血容量引起循环衰竭所致的病理事件^[30]。值得注意的是，在某些类型的研究中(如研究不同类型液体复苏对脓毒症的影响等)，缺乏液体复苏是合理的，但在研究方法上需要合理阐明。

2.推荐二  根据模型的具体要求进行液体复苏。实验动物可以通过静脉、皮下和腹腔注射等多种给药途径接受不同容积的液体。在脓毒症动物实验中，需要适当考虑这些途径在全身容积负荷中的动力学差异。然而，为了更好地模拟临床环境，最好通过静脉途径进行液体复苏。如果没有静脉导管，建议以间歇性重复剂量注射液体，优先通过腹腔内途径来纠正或预防低血容量^[31]。

3.推荐三  根据特定脓毒症模型考虑液体复苏的起点和持续时间。液体复苏的目的是对抗低血容量和恢复灌注^[4]。如果研究设计允许，液体复苏和(或)血管收缩药/强心剂的支持应当采用后给药的方式，并使用预定义的治疗终点以避免液体超负荷和持续性低血容量。优先推荐进行动态(而不是静态)的血流动力学监测来评估实验动物的液体反应性。

4.推荐四  推荐使用等渗晶体液进行复苏。输注生理盐水时可能会因为氯超载而导致代谢性酸中毒，使血液稀释而加重脓毒症小鼠的器官损伤并增加死亡率^[32]。这表明应该使用等渗平衡晶体液而非生理盐水进行复苏。

5.考虑一  如有必要，考虑使用预先确定的终点进行液体复苏。目前临床上尚无合适的液体复苏终点标准。因此，利用脓毒症大型动物模型来探索和确定潜在有效的预定义复苏终点并开发用于监测的工具，有助于推进这一特殊领域的进展。

6.考虑二  避免液体超负荷。虽然液体超负荷本身的危害众所周知^[33]，但没有指标能确定液体超负荷的可能阈值，特别是在脓毒症所致屏障功能障碍和血管通透性增加的情况下。因此，研究人员应该预先定义液体治疗所需的最大液体量，并且，在实现血流动力学目标值时，需将血管收缩药或强心剂治疗纳入实验设计。此外，应密切观察动物水肿的发展情况。

七、抗菌药物治疗

抗菌药物治疗在脓毒症的临床治疗中起着至关重要的作用^[4]，然而，这一关键治疗措施并未在脓毒症动物研究中得到一致的应用。韦格斯-伯纳德会议前的文献综述表明，74%的研究未使用或未报道抗菌药物的使用。在其余应用抗菌药物的研究中，碳青霉烯类药物的使用频率最高(50%)。为与临床实践达成一致，抗菌药物治疗工作组专家提出了如下的“推荐”和“考虑”建议。

1.推荐一  为评估潜在的人体治疗，推荐在临床前研究中使用抗菌药物。在研究其他治疗药物时，推荐加用抗菌药物，因为它们在脓毒症患者中常规使用^[4]。然而，在脓毒症模型中常规使用抗菌药物可能由于协同作用改变待评估的药物疗效^[34]。因此，抗菌药物治疗手段的应用与否可能会影响最终的结论。此外，确定最佳给药方案也很重要，以便在实验期间提供足够但不过量的抗菌药物，这也是一项与人类重症医学科(ICU)患者相关的课题^{[35, 36]}。而抗菌药物的剂量可能与物种和感染程度有关^[35]。要考虑到脓毒症期间发生的药代动力学改变^[37]。这些领域还有待进一步研究，以便更好地了解抗菌药物治疗的益处和风险，并建立正确的用药方案。

2.推荐二  根据模型及可能或已知的病原体选择抗菌药物。选择用于动物研究的抗菌药物时，要注意根据特定研究和致病菌进行选择。虽然无法完全模拟人类使用的抗菌药物，但推荐尽量使用相同或类似的抗菌药物^[4]。涉及单一细菌感染的模型应该使用可能覆盖该病原体的单一抗菌药物治疗。在多种微生物感染，如CLP、CASP等肠道穿孔模型或粪浆注射模型中，既可以用广谱单一抗菌药物如碳青霉烯类，也可以联合使用覆盖革兰阳性菌和革兰阴性需氧及厌氧菌的抗菌药物治疗。应该使用恰当的抗真菌药物治疗真菌感染。抗菌药物治疗时需要考虑某一病原体的抗菌药物耐药性。

3.推荐三  抗菌药物的使用应该模拟临床实践。在决定某项研究中如何使用抗菌药物时，应考虑以下因素：①给药途径：小型啮齿类动物模型通常需要皮下注射抗菌药物，而在大型动物(例如：兔、猪、狗和非人灵长类动物)的研究中推荐静脉注射抗菌药物；②药代动力学特征：抗菌药物的药代动力学因物种而异^[38]；③药物吸收、分布和清除的变化；④宿主因素：高龄、性别和合并症是导致死亡的最重要因素^[35]，可能影响抗菌药物的药代动力学和药效学。

4.考虑  抗菌药物应当在脓毒症建立之后使用。对于临床前研究，抗菌药物治疗应该同人类治疗一致，在脓毒症建立后开始^{[4, 39]}，并要考虑到不断进步的临床实践^[40]。在决定抗菌药物的首次使用时间时，需要考虑脓毒症临床前模型的严重程度和感染类型(例如：肺炎、腹膜炎、细菌、真菌)等因素，以及动物的物种。

八、总结与展望

MQTiPSS国际专家共识的执行概要已发表在Shock、Infection、Intensive Care Medicine Experimental 3本杂志上^[41~43]，具体内容及细节以3篇独立论文的形式同时发表在2019年1月的Shock杂志上^[44~46]，已在休克学会的许可下翻译成中文并发表于《中华危重病急救医学》杂志^[47~50]。同时，在休克学会的支持下成立了一个确定脓毒症动物模型稳定评分参数的工作组(2017年6月)。此外，在2019年10月召开的欧洲休克协会和国际休克学会联盟的联合会议上再次召开了韦格斯-伯纳德会议并对该国际专家共识进行了进一步研讨。总之，MQTiPSS国际专家共识为脓毒症临床前研究的标准化奠定了基础，有利于提升脓毒症临床前研究的质量，并最终改善脓毒症临床前研究的转化效能。