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来源:《常见和新发传染病动物模型》
由于手足口病的流行地区主要为亚太地区的不发达国家,而发达国家对此病的研究很少,长期以来对手足口病和其病原体的认识程度不够,所以动物模型的研究工作也相对滞后。近10年,对动物模型的研究有较大的进展。
动物并非EV71的天然宿主,这为动物模型的建立带来了一定的困难。因此,EV71的临床分离株需要在动物体内进行适应性培养,建立适应株方能成功地感染小鼠,并引发临床症状。
1.临床分离株在动物体内的适应 EV71感染的1日龄的新生ICR或BALB/c小鼠是最为常见的EV71模型动物。临床分离毒株对小鼠肌组织的嗜性高于脑组织,经过小鼠体内扶强后的临床分离株,可以引发神经症状,甚至可以感染1周龄或两周龄的ICR小鼠。
EV71的临床分离株分别在中国仓鼠卵巢细胞和BALB/c乳鼠颅内扶强,得到的适应株对BALB/c幼鼠毒性均比亲本毒株明显提高。深入研究适应株毒性提升的分子机制发现,在仓鼠细胞系扶强的毒株(CHO-26M)中VP2蛋白一个氨基酸位点突变(Lys149→Ile)。而小鼠适应株(MP-26M)的两个氨基酸发生变异,分别位于VP1蛋白(Gly145→Glu)和2C蛋白(Lys216→Arg)中,随后的试验证实,单独VP1蛋白的突变(Gly145→Glu)即可提高毒株对小鼠的感染力。将EV71的临床分离株在ICR乳鼠颅内扶强,得到了一株毒力显著增强的适应株——MP4,序列分析发现,MP4毒株与亲本毒株相比,5'非翻译区,VP2和2C蛋白的编码基因均有核苷酸变异,这些变异导致了VP2和2C蛋白分别发生了1个和4个氨基酸的变异。然而,氨基酸的突变与小鼠适应株毒力提升之间的关系还有待研究。
2.小鼠模型 由于EV71主要感染6周岁以下的婴幼儿,该病毒的模型主要使用新生或幼龄的小鼠来建立。表19-1对使用不同基因型的毒株感染小鼠的模型进行了总结。
使用B1亚型保加利亚临床分离株感染1日龄的新生小鼠,可引发瘫痪、肌炎及肌纤维坏死。将B1亚型的EV71毒株在NOD/SCID小鼠颅内传代扶强,分离到一株NOD/SCID小鼠适应毒株,用这个毒株感染3~4周龄的NOD/SCID小鼠后,可以使小鼠表现出后肢麻痹。
使用B3亚型的澳大利亚临床分离株在BALB/c小鼠颅内扶强,扶强后的毒株感染1~7日龄BALB/c小鼠后,引发了严重的致死症状,骨骼肌是病毒的主要复制位点,病毒侵染引发严重的坏死性肌炎。
使用B3和B4亚型的EV71作为出发毒株对小鼠进行颅内病毒感染后,小鼠均出现明显的体重增长减缓,而B3亚型毒株感染2d后可观察到嗜睡和运动不协调等症状,部分小鼠四肢肿胀并死亡,未发现后肢瘫痪症状,而且未死亡的小鼠在感染6d后,上述症状全部消失,恢复正常。
使用C2亚型的小鼠适应株通过灌胃法感染1日龄的ICR小鼠,2d后,小鼠可出现皮肤病变,在4~7d后出现后肢瘫痪,7~9d后死亡,有脑部的淋巴细胞浸润(图19-1)。
将上述C2亚型毒株在1日龄的ICR小鼠颅内4次传代扶强后,得到MP4菌株。该扶强菌株在体内外的毒力均比出发菌株增强,且扶强后的毒株可通过灌胃法感染7日龄ICR小鼠,导致其后肢麻痹,并在5~9d死亡(图19-2)。感染早期,可在小鼠的小肠内检测到病毒复制,而病毒的主要复制位点为肌肉,脊髓和脑。病理可观察到感染小鼠的脑干与脊髓中神经元消失和凋亡,四肢肌肉大面积坏死(图19-3)。MP4感染小鼠后,可发生同窝之间的相互感染现象。
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