气管内滴注RSV优于鼻腔接种:一种诱导关键免疫细胞浸润的优化建模方法

【字体: 时间:2025年06月05日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为解决呼吸道合胞病毒(RSV)感染模型效率不足的问题,广州医科大学的研究团队对比了气管内滴注(ITS)与鼻腔接种(INO)两种建模方法。研究发现ITS可显著增强病毒复制效率,引发更严重的病理损伤,并通过RNA-seq分析揭示了关键免疫细胞(如巨噬细胞、中性粒细胞和CD8+ T细胞)的动态浸润规律,为RSV免疫病理机制研究和治疗开发提供了新策略。

  

呼吸道合胞病毒(RSV)是全球婴幼儿和老年人呼吸道感染的主要病原体,每年导致约3300万儿童感染和15万死亡。尽管已有疫苗和单抗获批,但RSV的高变异性和反复感染特性使得治疗手段仍显不足。动物模型是研究RSV致病机制和药物开发的关键工具,其中小鼠模型因成本低、易操作被广泛使用。然而,传统鼻腔接种(INO)方法存在病毒复制效率低、病理反应弱等问题,限制了研究的可靠性。如何优化感染模型以更真实模拟人类RSV感染,成为亟待解决的难题。

针对这一问题,广州医科大学的研究团队在《Scientific Reports》发表了一项创新性研究。他们首次将气管内滴注(ITS)技术应用于RSV小鼠模型,并与传统INO方法进行系统比较。通过Evans蓝染色验证发现,ITS可使病毒溶液覆盖近100%肺组织,显著高于INO的40-50%。进一步实验显示,ITS组小鼠在感染后3天体重下降达20%(INO组仅10%),肺组织中病毒滴度(1.37×105
PFU/g)和RNA表达量均为INO组的4-5倍。病理学分析表明,ITS诱导的肺泡结构破坏和淋巴细胞浸润更严重,尤其在感染后4-7天达到高峰。

研究团队运用RNA-seq技术对ITS感染组的肺组织进行转录组测序,并通过CIBERSORT算法解析免疫细胞浸润特征。结果显示:早期(1-4天)以先天免疫为主,巨噬细胞和中性粒细胞比例分别增加3.2倍和2.8倍;后期(7-10天)则转为适应性免疫主导,CD8+
T细胞显著增加。这种动态变化与人类RSV感染特征高度一致。RT-qPCR验证发现炎症因子IL-6、IL-10和CXCL9的表达峰值与转录组数据吻合,证实了结果的可靠性。

关键技术方法包括:1)建立ITS/INO/ITT三种小鼠感染模型,通过Evans蓝染色评估病毒分布;2)采用免疫荧光法和RT-qPCR检测肺组织病毒载量;3)H&E染色分析病理损伤;4)RNA-seq结合CIBERSORT算法解析免疫细胞浸润;5)使用BALB/c小鼠(6-8周龄雌性)进行时序性实验设计。

研究结论表明,ITS通过模拟人类咳嗽机制直接将病毒递送至肺部,比INO更能真实反映RSV感染的免疫病理特征。该模型成功复现了人类RSV感染的关键免疫反应:早期巨噬细胞/中性粒细胞浸润与组织损伤相关,后期CD8+
T细胞升高介导病毒清除。这一发现不仅为RSV致病机制研究提供了更优的动物模型,也为靶向免疫调节药物的开发奠定了实验基础。

讨论部分指出,ITS模型的优势在于:1)避免INO可能导致的病毒溶液口腔残留问题;2)更适用于模拟儿童RSV感染(咳嗽为主要传播途径);3)其强烈的先天免疫反应为研究疫苗佐剂和免疫增强剂提供了理想平台。未来研究可扩展至脾脏、脑等器官的RSV感染效应分析。这项研究为呼吸道病毒感染的建模方法学树立了新标准,对推动抗RSV治疗策略的研发具有重要指导意义。

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