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当期目录

    2024年 第44卷 第1期    刊出日期:2024-02-25
    上一期   
    主编卷首语
    守正创新,努力提高本刊学术服务及引领能力
    吴宝金, 王健
    2024, 44(1):  1-2.  DOI: 10.12300/j.issn.1674-5817.2024.023
    摘要 ( 115 )   HTML ( 180)   PDF (457KB) ( 150 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    人类疾病动物模型
    自发性脑出血动物模型选择及临床前药物试验指南(2024年版)
    2024, 44(1):  3-30.  DOI: 10.12300/j.issn.1674-5817.2024.001
    摘要 ( 200 )   HTML ( 199)   PDF (1252KB) ( 214 )  
    图表数据 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    自发性脑出血(spontaneous intracerebral hemorrhage,sICH)是最常见和致死性最高的卒中类型,其特征是脑实质的自发性出血,目前尚无有效的防治方法。现有的sICH动物模型可以概括为三大类:(1)诱导性脑出血模型,主要有自体血注入、胶原酶注射、微气球充盈、高血糖诱导的sICH血肿扩大模型;(2)自发性高血压脑出血模型,主要有易卒中性自发性高血压大鼠和易卒中性肾血管性高血压大鼠模型;(3)基因修饰模型,主要有高血压脑出血转基因模型、脑淀粉样血管病转基因模型、脑动静脉畸形病变相关基因修饰模型、脑海绵状血管畸形相关基因修饰模型及胶原蛋白相关基因修饰模型。这些模型不仅帮助我们了解sICH的发病机制、探索预防或治疗的方法,也可用于临床前药物试验,促进sICH新药研发工作。本指南系统总结了sICH的发病机制,详细介绍了不同种属建模动物的优劣性、不同sICH动物模型的建模原理和方法、建模技术细节、模拟的病理生理机制及其临床相关性以及sICH动物模型神经行为评价技术,并比较了各种sICH模型的优缺点及其适用的研究范围,最后重点概括了sICH相关的临床前药物试验设计要点。

    高原急性缺氧肠道应激损伤小鼠模型的构建与评价
    郑建华, 法云智, 董巧燕, 邱业峰, 陈菁青
    2024, 44(1):  31-41.  DOI: 10.12300/j.issn.1674-5817.2023.118
    摘要 ( 151 )   HTML ( 182)   PDF (2172KB) ( 199 )  
    图表数据 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    目的 通过模拟急性缺氧环境,建立实验性高原小鼠肠道应激损伤模型,为探讨高原急性胃肠病的致病机制以及防治措施奠定基础。 方法 根据体重按随机数字表法,将36只SPF级成年雄性BALB/c小鼠分为常氧24 h组、常氧72 h组、低氧24 h组和低氧72 h组,每组9只。常氧对照组小鼠饲养于常规屏障环境中;低氧应激组饲养于屏障环境中的低氧舱内,氧气浓度设定为10%以模拟高原环境,分别应激24 h和72 h,建立急性缺氧所致肠道损伤模型。造模结束后,称量小鼠体重,用1%戊巴比妥钠麻醉后断颈处死各组小鼠,采集十二指肠和结肠组织并进行HE染色后观察肠道组织病理形态,通过蛋白质印迹和免疫组织化学法检测肠道组织中紧密连接相关蛋白表达水平,应用实时荧光定量PCR检测炎性细胞因子和趋化因子的mRNA表达水平,采用TUNEL染色法检测肠上皮细胞凋亡活性等指标,从而对该模型的肠道损伤相关表型进行评价。 结果 与常氧组相比,低氧24 h组和低氧72 h组的小鼠表现为体重减轻,十二指肠绒毛长度变短、隐窝结构异常、绒毛/隐窝比下降,结肠黏膜炎性细胞浸润、隐窝结构不规则。低氧24 h组和低氧72 h组小鼠的十二指肠和结肠组织中闭锁蛋白(Occludin)及闭锁小带蛋白(zonula occludens-1,ZO-1)表达水平明显下降(P<0.05),十二指肠组织中促凋亡蛋白Bax表达明显上调,抑凋亡蛋白Bcl-2表达明显下调(P<0.05),而且肠上皮细胞的凋亡活性显著增强(P<0.05)。此外,缺氧应激24 h和72 h后,小鼠十二指肠组织中白细胞介素(interlenkin,IL)-1β、IL-6、单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1,MCP-1)及肿瘤坏死因子-α(tumour necrosis factor-α,TNF-α)mRNA水平显著增高(P<0.05);缺氧应激24 h后,小鼠结肠组织中炎性细胞因子的表达水平无显著变化(P>0.05);但缺氧应激72 h后,小鼠结肠组织中促炎因子IL-1β、TNF-α、IL-6、MCP-1以及抗炎因子IL-10 mRNA水平显著增高(P<0.05)。 结论 利用低氧舱模拟高原急性缺氧环境可导致应激小鼠肠道组织结构异常、肠屏障功能障碍,并诱导肠上皮细胞凋亡,引发肠道炎性反应。这些结果表明急性缺氧应激肠道损伤小鼠模型构建成功。

    Dmd基因突变小鼠构建及在肌肉及免疫系统的表型验证
    梁敏, 郭洋, 王津津, 朱梦妍, 池骏, 陈艳娟, 王成稷, 喻智澜, 沈如凌
    2024, 44(1):  42-51.  DOI: 10.12300/j.issn.1674-5817.2023.089
    摘要 ( 155 )   HTML ( 21)   PDF (1936KB) ( 143 )  
    图表数据 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    目的 利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建抗肌萎缩蛋白(dystrophin,Dmd)基因第23号外显子点突变的Dmd基因突变小鼠,分析并验证该小鼠在肌肉及免疫系统中的表型变化,为杜氏肌营养不良症等疾病提供评价模型。 方法 针对Dmd基因23号外显子序列特征,设计合成小向导RNA(small guide RNA,sgRNA);将Cas9 mRNA、sgRNA片段和oligo donor DNA显微注射到C57BL/6J小鼠受精卵中,并将该受精卵移植至代孕鼠后出生获得F0代小鼠;F0代小鼠通过交配获得子代小鼠后,基因型鉴定筛选得到Dmd基因阳性突变小鼠(命名为DmdMu/+小鼠)。选择3月龄和9月龄的雄性半合子DmdMu/+小鼠(命名为DmdMu/Y小鼠)和野生型C57BL/6J小鼠(作为对照)用于表型验证:称量记录活体小鼠体重,并通过悬挂实验检测小鼠肌张力;采集心脏和半腱肌,采用HE染色法观察组织病理学变化,进一步通过蛋白质印迹法检测9月龄小鼠肌肉组织内Dmd蛋白的表达情况。利用脂多糖诱导建立DmdMu/Y小鼠急性炎症模型,采集小鼠颌下静脉血,采用流式细胞术检测外周血中性粒细胞和单核细胞比例变化。 结果 基因组测序和蛋白质印迹结果表明Dmd基因点突变小鼠(即DmdMu/+小鼠)构建成功,DmdMu/+小鼠骨骼肌和心肌中未见Dmd蛋白表达,与野生型C57BL/6J小鼠相比明显下降(P<0.05)。与背景相同的野生型小鼠相比较,3月龄和9月龄的雄性半合子突变小鼠(DmdMu/Y小鼠)体重明显减轻(P<0.01),肌张力显著下降(P<0.05);9月龄DmdMu/Y小鼠的骨骼肌和心肌发生肌间隙变宽等明显病变。未注射脂多糖时,与野生型小鼠相比,3月龄DmdMu/Y小鼠的外周血中性粒细胞和单核细胞比例显著降低(P<0.01);经脂多糖诱导后,3月龄DmdMu/Y小鼠的外周血中性粒细胞比例仍然较野生型小鼠显著降低(P<0.01),而9月龄DmdMu/Y小鼠的外周血中性粒细胞比例在脂多糖诱导后显著升高(P<0.05),但较野生型小鼠仍显著降低(P<0.01);同月龄DmdMu/Y小鼠经脂多糖诱导后外周血单核细胞比例与野生型小鼠相比仅有偏低趋势(P>0.05)。 结论 成功构建了Dmd基因突变小鼠模型,证实该基因具有维系肌肉组织正常形态和肌张力等重要功能,并初步发现该基因缺失会减少外周血液中性粒细胞比例,为后续研究杜氏肌营养不良症患者的免疫系统异变机制提供新的思路。

    树鼩乳腺肿瘤模型的代谢组学分析
    方茜, 敖青青, 李春宏, 欧阳轶强, 郭松超, 胡冰
    2024, 44(1):  52-61.  DOI: 10.12300/j.issn.1674-5817.2023.094
    摘要 ( 107 )   HTML ( 12)   PDF (1773KB) ( 129 )  
    图表数据 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    目的 研究树鼩乳腺肿瘤发生、发展过程中代谢组学的变化,探讨机体代谢物质改变与肿瘤发生、发展的密切关系,以期筛选出反映乳腺肿瘤病情进展的生物标志物。 方法 通过连续3次、每次间隔15 d的方式给20只树鼩每只灌胃7,12-二甲基苯并蒽(7,12-dimethylbenzoanthracene,DMBA)0.15 mg/kg,并添加高脂高糖饲料,诱导实验观察24个月或直至树鼩生成乳腺肿瘤。使用气相色谱-飞行时间质谱联用技术(gas chromatography-time-of-flight mass spectrometry,GC-TOFMS)对DMBA诱导发生乳腺肿瘤的树鼩、DMBA诱导未发生乳腺肿瘤的树鼩以及未诱导正常树鼩(12只)的血清代谢物进行非靶向测定,通过主成分分析(principal component analysis,PCA)、正交偏最小二乘法分析(orthogonal partial least squares analysis,OPLS-DA)等多维统计分析,进一步结合t检验进行组间差异比较,以VIP>1且P<0.05的标准筛选差异性代谢物,并结合HMDB在线数据库对显著变化的差异代谢物进行鉴定,最后应用京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genesand Genomes,KEGG)通路数据库富集代谢相关基因调控通路。 结果 DMBA诱导后树鼩的乳腺肿瘤发生率为40%(8/20)。DMBA造模成瘤组与正常对照组相比,树鼩血清中检测到有30种代谢差异产物,其中18种下调,12种上调,差异均具有统计学意义(VIP>1,P<0.05);KEGG通路分析发现,谷氨酸代谢、甘油酯代谢、柠檬酸循环、丙氨酸代谢这4个代谢通路发生显著改变。DMBA造模成瘤组与DMBA造模未成瘤组相比,检测到有18种代谢差异产物,其中7种下调,11种上调,差异具有统计学意义(VIP>1,P<0.05);KEGG通路分析发现,柠檬酸循环、谷氨酸代谢这2个代谢通路发生显著改变。DMBA造模未成瘤组与正常对照组相比,检测到有31种代谢差异产物,其中14种下调,17种上调,差异具有统计学意义(VIP>1,P<0.05);KEGG通路分析发现,柠檬酸循环、谷氨酸代谢、甘油酯代谢这3个代谢通路发生显著改变。 结论 代谢组学分析可展示乳腺肿瘤树鼩血清中代谢产物的变化特点,结果提示谷氨酸代谢、甘油酯代谢、柠檬酸循环、丙氨酸代谢途径与高脂高糖饮食下DMBA诱导树鼩乳腺肿瘤的发生与发展有相关性,这为进一步研究乳腺肿瘤发病的生物机制奠定了基础。

    新冠病毒感染转录组学数据及比较医学分析
    冯婷婷, 李依桐, 吴玥, 王珏, 孔琪
    2024, 44(1):  62-73.  DOI: 10.12300/j.issn.1674-5817.2023.079
    摘要 ( 145 )   HTML ( 11)   PDF (1282KB) ( 146 )  
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    目的 通过系统梳理与分析新冠病毒感染相关的转录组数据,为研究新冠病毒感染过程中的生物学变化和致病机制提供更多的比较医学基础信息。 方法 按照检索策略,以COVID-19和SARS-CoV-2为检索词,从GEO、ArrayExpress、GEN三大转录组数据库收集获得2020年1月—2023年5月的新冠病毒感染转录组数据集,分析得到新冠病毒感染转录组的数据资源组成、分布和研究应用情况,并对数据分布进行可视化展示及关联分析。从临床医学和比较医学两个方面,围绕临床相关分子机制、生物标志物及相关免疫反应、治疗干预策略等方面,分析现有新冠病毒感染转录组数据的研究应用和局限性,阐述其研究价值和应用前景。 结果 共纳入新冠病毒感染转录组数据975组,在3个数据库中样本来源于人的数据集最多,分别占71.9%、77.9%和90.0%。除人以外,小鼠等是数据主要来源物种,呼吸系统和神经系统是数据分布排名在前的两个系统。在临床意义方面关联27个数据集。分析显示,基于转录组数据挖掘得到呼吸道损伤等相关分子机制,cfDNA等生物标志物可作为治疗靶点,以M1型巨噬细胞为代表的细胞变化和失调与新冠病毒感染严重程度相关。比较医学分析表明小鼠、仓鼠等均为新冠病毒易感动物,其中恒河猴和食蟹猴与人类的感染特征高度相似,仓鼠除了呼吸道症状还存在消化系统症状。新冠病毒能在各种易感动物呼吸系统器官、雪貂的肠道及水貂的耳部进行复制,产生肺炎、弥漫性肺损伤等不同程度的病理变化;基于免疫应答差异,可使用仓鼠进行中和抗体反应研究。 结论 目前新冠病毒感染转录组数据较多,但缺少比较转录组研究,可将转录组学与比较医学进一步结合,从而对新冠病毒感染的比较医学差异进行更深入的挖掘。

    围绝经期综合征动物模型的制备方法及评价指标分析
    梁天薇, 邓亚胜, 黄慧, 荣娜, 刘鑫, 王玉洁, 林江
    2024, 44(1):  74-84.  DOI: 10.12300/j.issn.1674-5817.2023.062
    摘要 ( 145 )   HTML ( 20)   PDF (841KB) ( 163 )  
    图表数据 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    目的 对已报道的围绝经期综合征(perimenopausal syndrome,PS)动物模型制备方法进行综合分析,比较模型制备各要素和检测指标的优缺点,为优化相关动物模型并规范其在新药疗效评价中的运用提供有益参考。 方法 采用文献研究方法,以“围绝经期综合征”和“perimenopausal syndrome”等为主题词,在中国知网、万方数据、PubMed等数据库中检索2016年1月—2023年2月发表的与PS动物模型制备相关的文献,按照纳入标准和排除标准筛选出符合PS动物模型制备的实验文献,梳理文献中详细记载的实验动物品系、造模方法、给药时长、阳性药物、检测指标等相关信息。将上述信息统一进行标准化处理后,利用Excel2010表格建立PS动物模型数据库,系统归纳总结模型制备要素和评价指标,并用Excel 2010软件进行统计学处理和分析。 结果 共筛选出247篇文献。制备PS动物模型常选用SD大鼠(164次,65.86%)和Wistar大鼠(35次,14.06%)。造模方法常选择双侧卵巢摘除法(139次,53.87%)和自然老化法(43次,16.80%)。用于建模的大鼠年龄从7周龄~18月龄不等,其中以3月龄大鼠(22次,21.78%)最常用。关于检测指标,大多采用血清生化、阴道脱落细胞涂片、组织形态学、一般情况观察、行为学观察以及脏器组织蛋白免疫印迹等多指标进行综合评价。检验模型是否成功制备常选用西医评价指标,西医常用阴道脱落细胞涂片方法判定动情周期(125次,85.04%),待实验者观察到实验动物动情周期紊乱或不规则即可认为模型制备成功;同时也有部分文献通过检测发现血清雌二醇含量明显降低来判定造模成功(5次,3.04%)。中医证型评价常采用中西医评价指标相结合的方法进行综合评价,实验者通过阴道脱落细胞涂片辅以一般情况观察判断中医证型(3次,2.04%)。 结论 目前已有的PS动物模型制备方法较多,但相关研究在动物种属选择、动物年龄、造模成功标准、中医证型评价等方面仍存在较大差异。

    实验动物设施及管理
    清华大学实验动物中心小鼠自动饮水系统漏水情况统计分析
    唐倩倩, 张秀莉, 常在
    2024, 44(1):  85-91.  DOI: 10.12300/j.issn.1674-5817.2023.132
    摘要 ( 325 )   HTML ( 39)   PDF (1306KB) ( 229 )  
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    目的 统计清华大学实验动物中心小鼠自动饮水系统漏水情况,评估自动饮水设备安全性,为动物设施自动饮水系统的选用和使用维护管理提供参考。 方法 本文以清华大学实验动物中心二期动物设施南、北两个屏障饲养区的小鼠自动饮水系统为研究对象,分别进行了为期3年、1年半的漏水情况监测记录。通过统计分析监测期内两个屏障饲养区漏水事件发生案例,将漏水原因分为人员误操作、动物行为、异物阻塞、配件变形4种,计算南、北区自动饮水系统因前述4种漏水原因造成的总日漏水率,以及因设备自身质量问题即异物阻塞和配件变形两种漏水原因造成的日漏水率,并进一步对漏水原因以及漏水给设施带来的影响进行分析讨论。同时,统计在监测期末,未使用自动饮水的一期设施和使用自动饮水系统的二期设施的动物饲养量和饲养人员数量,计算两种饲养模式下人均负责笼位数的差异。 结果 监测期内两个区域共发生漏水52起,总日漏水率为0.000 13%。其中,人员误操作导致的漏水有31起,约占漏水总发生量的60%,在加强培训、监督检查和有效提醒措施下,可降低人员误操作导致漏水的发生率;动物行为导致的漏水有2起;异物阻塞导致漏水0起;因设备质量原因导致的漏水有19起,日漏水率为0.000 07%。根据清华大学实验动物中心的运行数据统计,使用自动饮水系统的二期设施人均负责笼位数为908笼,而未使用自动饮水系统的一期设施人均负责笼位数为570笼,在使用自动饮水的条件下人均负责笼位数增加约59%。 结论 清华大学实验动物中心自动饮水系统日漏水率远低于设备理论设计值0.003%,进一步证明了自动饮水系统的安全性和有效性。同时,自动饮水系统的使用可以大幅提升饲养工作效率,除购入自动饮水系统需投入采购成本外,饲养用工成本将随着工作效率的提升而不断下降,从而降低设施整体运行成本。在现代化动物设施建设背景下,自动饮水系统将会成为动物设施设计和运行的重要考量因素之一。

    实验动物设施运行维护和保养模式探讨
    黄跃, 董烨, 舒加乐
    2024, 44(1):  92-96.  DOI: 10.12300/j.issn.1674-5817.2023.078
    摘要 ( 173 )   HTML ( 22)   PDF (697KB) ( 195 )  
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    随着我国生物医药产业的蓬勃发展,实验动物行业进入快速发展阶段,相应的设施运行系统建设也更加自动化和智能化。与传统的实验动物设施相比,新设施在送排风、空调、自控及整个屏障的维护方面均需要更加专业的技术团队。临港实验室实验动物设施涵盖大、小动物饲养和实验等功能区域。该设施管理团队总结日常维护经验,并结合实验室运行特点,调研探索多种运行维护模式,然后通过分析3种常见模式的优劣势,为实验动物设施管理提出新的思路,也为同行选择最适合的专业维护保养模式提供参考。

    教学培训实践
    不同麻醉通气方法在胸外科微创手术培训中的应用与比较
    刘意抒, 赵善民, 蔡丽萍
    2024, 44(1):  97-104.  DOI: 10.12300/j.issn.1674-5817.2023.135
    摘要 ( 100 )   HTML ( 12)   PDF (1531KB) ( 130 )  
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    目的 对比单肺通气和小潮气量双肺通气麻醉方法在实验猪胸外科微创手术培训中的应用效果和安全性。 方法 将40例接受手术机器人胸外科手术的实验猪随机分为双肺通气组(n=20)和单肺通气组(n=20)。双肺通气组施行单腔气管插管,术中使用小潮气量快呼吸频率联合二氧化碳气胸的麻醉通气方法。单肺通气组在纤维支气管镜引导下放置双腔支气管导管进行单肺通气。比较两组动物的麻醉实施指标,包括术中心率(heart rate,HR)、无创平均血压(mean blood pressure,MAP)、呼气末二氧化碳(end-tidal carbon dioxide,ETCO2)和血氧饱和度(oxygen saturation,SpO2)等生命体征数值以及手术培训考核情况。 结果 两组动物的插管成功率均为100%,术中均无动物死亡。双肺通气组插管完成时间短于单肺通气组(P<0.001)。组内比较中,双肺通气组在胸科手术开始后30 min(T1)和手术完成时(T3)的SpO2含量显著高于手术开始60 min(T2)(P<0.05),T2和T3的ETCO2、HR和MAP显著高于T1P<0.05);单肺通气组中,T1和T3的SpO2含量显著高于T2P<0.05),ETCO2含量随时间逐渐上升(P<0.05)。在同一时间点的组间比较中,双肺通气组的SpO2含量在所有时间点(T1、T2、T3)均显著高于单肺通气组(P<0.05)。 结论 单肺通气和双肺通气的麻醉方法都具有对术中动物生命体征的影响可控且对手术操作培训的影响较小的优点,皆可满足胸外科手术机器人培训需求。单肺通气在肺叶切除术中体验感更好,而使用小潮气量双肺通气的麻醉方法较单肺通气具有实施简便、无需额外购置设备的优点,可作为实验猪胸腔镜手术时的一种麻醉补充选择。

    比较医学研究与报告规范
    《动物研究:体内实验报告》即ARRIVE 2.0指南的解释和阐述(五)
    马政文, 李夏莹, 刘晓宇, 李垚, 王剑, 卢今, 陈国元, 卢晓, 白玉, 卢选成, 刘永刚, 庞万勇, 陶雨风
    2024, 44(1):  105-114.  DOI: 10.12300/j.issn.1674-5817.2023.146
    摘要 ( 169 )   HTML ( 29)   PDF (1051KB) ( 192 )  
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    提高生物医学研究结果的可重复性是一项重大挑战,研究人员透明且准确地报告其研究过程有利于读者对该研究结果的可靠性进行评估,进而重复该实验或在该成果的基础上进一步探索。ARRIVE 2.0指南是英国国家 3Rs中心(NC3Rs)于2019年组织发布的一份适用于任何与活体动物研究报告相关的指导性清单,用以提高动物体内实验设计、实验实施和实验报告的规范性,以及动物实验结果的可靠性、可重复性和临床转化率。ARRIVE 2.0指南的使用不仅可以丰富动物实验研究报告的细节,确保动物实验结果信息被充分评估和利用,还可以使读者准确且清晰地了解作者所表述的内容,促进基础研究评审过程的透明化和完整性。本文是在国际期刊遵循ARRIVE 2.0指南的最佳实践基础上,对2020年发表于PLoS Biology期刊上的ARRIVE 2.0指南完整解读版(https://arriveguidelines.org)第五部分包括“推荐11条”里的第6~11条:“动物照护和监测”、“解析/科学阐释”、“可推广性/转化”、“研究方案注册”、“数据获取”和“利益冲突声明”等内容进行了编译、解释和阐述,以期促进国内研究人员充分理解并使用ARRIVE 2.0指南,提高实验动物研究及报告的规范性,助推我国实验动物科技与比较医学研究的高质量发展。

    人文回忆
    深切缅怀李厚达教授
    薛整风, 钱莉, 高慧, 宗卫峰, 吴宝金, 邢华, 贺争鸣, 邵义祥, 李劲松
    2024, 44(1):  115-120.  DOI: 10.12300/j.issn.1674-5817.2024.022
    摘要 ( 100 )   HTML ( 24)   PDF (1054KB) ( 128 )  
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    科普讲坛
    为什么要开展动物实验
    孙强
    2024, 44(1):  121-126.  DOI: 10.12300/j.issn.1674-5817.2023.177
    摘要 ( 169 )   HTML ( 37)   PDF (850KB) ( 207 )  
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