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呼吸道合胞病毒(RSV)是儿童、免疫功能低下者和老年人呼吸道感染的主要病因之一。目前缺乏能完全模拟 RSV 感染发病机制的动物模型。研究人员以叙利亚金黄地鼠为对象,发现其可作为 RSV 上呼吸道感染模型,为相关研究提供了新选择。
在人类健康的大舞台上,呼吸道合胞病毒(Respiratory syncytial virus,RSV)就像一个隐藏在暗处的 “危险分子”,给众多人群带来了健康威胁。RSV 是引发儿童、免疫功能低下人群以及老年人呼吸道感染的主要病原体之一 。虽然 RSV 早在 65 年前就被发现,但直到 2023 年,有效的疫苗才得以批准使用。
这漫长的研发历程背后,一个重要的阻碍就是缺乏合适的动物模型。现有的棉鼠、小鼠和雪貂等动物模型,都存在各自的局限性。比如棉鼠感染 RSV 后不会出现临床症状,也不会将病毒传播给接触的动物;雪貂虽然在一定程度上能模拟 RSV 感染,但存在病毒在肺部复制受限等问题 。而且,这些模型还存在成本高、来源和饲养困难等问题。所以,寻找一种更理想的动物模型来研究 RSV 感染,成为了科研人员亟待解决的重要课题。
在这样的背景下,来自德国汉诺威兽医大学新兴感染与动物源性疾病研究中心、荷兰 Cerba Research 临床前专业服务部门等机构的研究人员开展了一项研究。他们将目光投向了叙利亚金黄地鼠(Mesocricetus auratus),这种动物相对便宜、容易获取和饲养。研究人员通过一系列实验,发现叙利亚金黄地鼠有望成为研究 RSV 上呼吸道感染的理想模型,相关研究成果发表在《npj Viruses》杂志上。
研究人员为开展此项研究,主要运用了以下几种关键技术方法:
- 病毒感染实验:选用 8 月龄雌性雪貂和 10 周龄雄性叙利亚金黄地鼠,通过滴鼻(intranasal,IN)和气管内(intratracheal,IT)两种途径,用表达增强型绿色荧光蛋白(EGFP)的重组 RSV-A-0594 株对动物进行感染。
- 样本检测技术: 每日收集雪貂和地鼠的鼻拭子、咽拭子,在感染后第 4 - 6 天收集组织样本。运用病毒滴定法检测样本中具有复制能力的病毒滴度;通过逆转录定量实时聚合酶链反应(Reverse transcription quantitative real-time PCR,RT-qPCR)测定病毒 RNA 拷贝数。
- 组织分析方法:对收集的组织进行组织学分析,观察病理变化;采用免疫组化(Immunohistochemistry,IHC)技术检测 RSV 抗原,评估免疫反应情况。
下面来看具体的研究结果:
- 体重变化:感染后,雪貂体重下降,4 天和 6 天安乐死组分别下降 1.8% 和 6.4%;而地鼠体重在各时间点均增加约 4 - 4.7% 。
- 病毒滴度和拷贝数:雪貂的咽拭子和鼻拭子在感染后第 2 - 6 天可检测到感染性滴度,地鼠多数咽拭子检测不到,但部分在第 2 - 5 天可检测到低滴度。地鼠咽拭子病毒 RNA 拷贝数在第 2 天后增加,但仍低于雪貂。两种动物的鼻甲组织在感染后第 4 - 6 天均有高滴度和拷贝数,且肺组织中病毒滴度和 RNA 拷贝数在感染后也有一定变化,但均较低 。
- 病理变化:通过紫外线照射观察,发现感染动物的头骨、肺和气管部分区域有绿色荧光细胞,表明存在病毒感染。组织学分析显示,感染的雪貂和地鼠鼻呼吸黏膜均有炎症细胞浸润、坏死细胞等变化,且地鼠鼻呼吸黏膜还出现多灶性增生 。气管和肺部也有不同程度的病变,雪貂肺部病变比地鼠更明显 。免疫组化检测发现,雪貂和地鼠呼吸道黏膜、嗅觉黏膜等部位均有不同程度的 RSV 抗原免疫反应 。
研究结论和讨论部分表明,叙利亚金黄地鼠在感染 RSV 后,虽然全身和肺部变化不如雪貂严重,但在上呼吸道能有效复制病毒,并出现相应的病理变化。这说明地鼠可作为研究 RSV 上呼吸道感染的合适模型。考虑到地鼠成本效益高、易于操作,这一模型为体内 RSV 研究提供了新的可行选择。同时,研究人员也指出,未来还需进一步研究地鼠之间的水平传播情况,并与棉鼠模型进行对比,以更全面地评估地鼠作为 RSV 研究模型的价值。这一研究成果为 RSV 相关研究开辟了新的道路,有助于推动针对 RSV 感染的预防和治疗措施的进一步发展。