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模型制备

汉坦病毒常用动物模型及制备方法

2022年10月12日 浏览量: 评论(0) 来源:《常见和新发传染病动物模型》 作者:张连峰 秦川 主编 责任编辑:yjcadmin

一、模型的比较

HV感染动物模型呈现出亚临床感染,无明显病理变化,主要用于病毒分离和传代。目前常用的动物模型包括:非疫区黑线姬鼠、大白鼠、长爪沙鼠、家兔等。

1.黑线姬鼠  非疫区黑线姬鼠是最早用于HV分离和实验研究的动物。据报道用各种途径(肌内、皮下、肺内、鼻内或口腔)接种均可使黑线姬鼠感染。皮下和肺内接种0.1ml HV后,10d左右肺部出现病毒,以后在肾、肝、颌下腺中可检出病毒。约接种后20 d,肺中病毒效价最高,以后逐渐下降,但150d后仍可检出。黑线姬鼠为野生鼠类,常有野生啮齿类病毒的污染,加之来源、人工饲养、繁殖等问题较难解决,因而使用受到一定限制。

2.大鼠  1981年Leepw等将朝鲜出血热病毒接种到1月龄Wistar和Fisher雌性大鼠。这是首次将该病毒接种于实验大鼠,肌内接种0.5ml HV后14~65d,肺内可发现其特异性抗原;接种后21d,血清中可检出特异性抗体,除脾亦可查到特异抗原外,与黑线姬鼠脏器的抗原分布相同。朝鲜出血热病毒对实验室大鼠的适应,提供了无野生啮齿类病毒污染的实验模型,现已应用于特异性药物治疗研究。

3.长爪沙鼠  1983年朱智勇等发现长爪沙鼠对HV敏感。五种途径(肺内、皮下、腹腔、口腔、肌内)接种,第1代即可感染,无需传代适应;脏器内检出特异性荧光部位与黑线姬鼠相同。接种病毒后4天,肺组织中可检出病毒抗原,5~7d达峰值,通常于10~14d消失。另一方面,接种后8d可查到抗体,14d达峰值。长爪沙鼠可用于多种宿主动物体内HV的分离,且在较短时间内即可获得毒株,而且这些毒株可用于疫苗的研制。

4.家兔  HV感染的家兔,与长爪沙鼠成鼠一样,亦为无症状短期自限性隐性感染。不同来源的HV,除口腔外,肌内、腹腔、肺内、皮下接种均可使家兔感染,并能在体内连续稳定地传代,但不表现任何症状。接种后4d,有持续数天的病毒血症,7~14d可在多种器官内找到病毒抗原,以脾、小肠、胰腺中最为明显,肺、肝、肾等组织内偶尔可见,8~9d抗原量达峰值,同时在血液中开始检出相应抗体,随抗体效价增长体内病毒抗原很快减弱,至第15天完全消失。初步实验表明,HV典型毒株都能使乳兔感染,其表现与成兔相似,全身多种脏器组织内可检出病毒抗原,但其荧光亮度更强,提示乳兔对HV更敏感。

二、模型制备技术

1.小鼠乳鼠  HV脑内、腹腔、肌内、皮下等多途径均可感染小鼠乳鼠,并形成致死性疾病,乳鼠致死性感染模型可供检测HV不同毒株的毒力,提高病毒效价,测定研制中疫苗的效力和安全性,也可直接制备鼠脑疫苗,还可用于直接从动物分离病毒或免疫研究,但乳鼠感染后出现的临床症状与人类并不相同。Kim于1985年首次报道使用不同接种方式感染ICR乳鼠后的临床症状,当使用非小鼠适应的HV病毒(76~118毒株)通过脑内接种、腹腔注射、皮下注射以及肌内注射后,乳鼠的临床症状及平均存活天数均是与年龄成正相关的。当使用10LD50病毒量脑内接种时,72h内出生的乳鼠100%死亡,而出生7天左右的乳鼠的死亡率则降至50%(表15-2),攻毒后2~2.5周仍存活的乳鼠临床症状基本消失。脑内接种及腹腔接种的小鼠在感染后6d仍检测到病毒血症的存在,并于8d时达到峰值100 000pfu/ml,临床表现为蜷缩、活动减少、竖毛、弓背、尾强直、后肢麻痹,直至死亡。肌内注射及皮下注射接种的乳鼠出现病毒血症的时间相较而言有所延迟,但可达到相同的效价水平。免疫荧光抗体于17~18d后可被检出,中和抗体则在15天即已出现(图15-4和图15-5)。随后的对比实验结果显示,8种常见近交系小鼠品种C3H/HEJ,C5781/6J, DBA/2J,SWR/J,Balb/CJ,AKR,SJL,A/J分别被脑内、腹腔及皮下接种HV后,仅SJL及A/J品系乳鼠对病毒耐受,其他品系乳鼠均表现出类似ICR的临床症状及死亡率(表15-3)。

2.成年小鼠  Wichmann等报道指出,当腹腔注射非小鼠适应的 HV病毒(76~118毒株)感染 C57BL/6,BALB/c,AKR/J以及SJL/J品系的成年小鼠时,均出现体重减轻、竖毛、活动度减少等临床表现,并伴随出现诸如后肢瘫痪麻痹及抽搐等神经系统症状。发病后2d内,感染动物均死于急性脑炎,其中C57BL/6,BALB/c及SJL/J 100%死亡,AKR/J仍有20%存活。PCR检测结果显示病毒 RNA(L基因)在所有主要器官内均存在,呈系统感染症状。免疫组化及原位杂交实验结果显示在死亡小鼠的脑、脾、肝内可检出病毒抗原及RNA(图15-6)。同时,他们还构建了α/β干扰素受体基因敲除小鼠,并证实其对HV病毒更易感(图15-7),提示干扰素诱导的抗病毒防御机制在HV病毒发病过程中的重要作用。

此外,随着对HV受体的研究,HPS相关病毒的细胞表面受体被证实可能是β3整合素,因此人类β3整合素的转基因鼠可以作为HV致病机制的动物模型,可以从根本上改变研究HV的瓶颈问题,但国内董京芳等研究认为,除了β3整合素外,还可能存在其他细胞表面受体。

3.大鼠乳鼠  Kariwa等报道指出,当1日龄大鼠乳鼠接种HV汉城病毒株(K1-83-262)后,通过巢式反转录PCR 3~184d后病毒基因组S片段可在血液、肺、及肾组织中检出。而7周龄大鼠被相同病毒接种后,3~50d后仅可在肺组织中检出。1日龄乳鼠感染后产生的中和抗体效价高于7周龄大鼠,但两组动物的IgG抗体亲和力在感染过程中呈持续增加状况。

4.仓鼠  HV的安第斯(AND)病毒株能导致环磷酰胺处理的成年叙利亚仓鼠形成致死性感染,每只仓鼠腹腔一次注射200mg/kg环磷酰胺,48h,腹腔或皮下注射病毒悬液1ml,或脑内接种0.05ml。绝大多数动物在感染后11~14d死亡,在死亡仓鼠的各主要器官均发现有HV抗原,并能分离到病毒,病毒血症于感染后第8天达到峰值,中和抗体亦于感染后第8天开始产生,各器官的病理变化与人类发病后病变程度类似(图15-8)。这是第一次关于对HPS相关病毒的致死性模型的报道。

5.灵长类动物模型  Klingstrom等发现HV的野生株PUU病毒感染猕猴后出现典型的 HFRS症状,包括嗜睡、厌食、蛋白尿及(或)血尿,出现细胞因子(包括IL-6,IL-10,TNF-α)、C反应蛋白、肌酐、及NO反应,从感染后3~7d起即可从血液中检出病毒 RNA,直至24~28d动物基本康复,各方面症状与人极为相似。病毒刺激机体引起的特异性免疫反应,包括IgM、IgG及中和抗体水平也与人非常接近,因此感染野生株PUU病毒的猕猴可能作为HV的致病动物模型。

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