柯萨奇B组1型病毒感染动物模型构建

目的:柯萨奇B组1型病毒(Coxsackievirus B1,CVB1)近20年来在全世界呈现散发流行,其感染可引起手足口病、脑炎心肌炎等。建立针对CVB1病毒的快速检测方法以及动物模型,对开展病毒临床诊断、病毒致病机制研究、药物与疫苗研发评价等方面具有重要意义。方法:本研究分为三部分,第一部分:建立CVB1检测体系。以CVB1病毒的VP4区段为目的基因片段,构建重组载体,获得VP4基因的RNA标准品,设计针对该区域的探针引物后建立实时荧光逆转录聚合酶链式反应(real-time RT-PCR)检测方法;第二部分:构建叙利亚仓鼠(Mesocricetus auratus)感染模型。使用滴度为107.25 CCID50/mL的CVB1病毒,通过腹腔注射和鼻腔滴注感染方式,100 μL/只的剂量感染叙利亚仓鼠,感染后14 d周期内进行动物临床症状观察,检测其排毒情况,取样后进行血常规、血清生化、组织病理以及IHC检测;第三部分:构建恒河猴(Macaca mulatta)感染模型:使用滴度为107.25 CCID50/mL的CVB1病毒,通过鼻腔滴注感染方式,200μL/只的剂量感染恒河猴,感染后30 d周期进行动物临床症状观察;感染后第1至第30天检测其排毒LY-188011浓度情况;定期第1、3、5、7、9、11、13、15、21、30天采集样品进行血常规、血清生化酶以及免疫细胞因子检测,组织样品进行病毒载量、病理和免疫组织化学检查。结果:第一部分:使用CVB1的VP4区段为目的基因构建RNA标准品和real-time RT-PCR检测方法,具有较好的特异性、灵敏性以及重复性。第二部分:通过腹腔注射和鼻腔滴注感染CVB1病毒的两组叙利亚仓鼠在14 d内均出现不同程度精神萎靡、体温下降、口唇部出现典型的红疹及疱疹等类似人类手足口病临床特征。两组动物在感染后第1天至第13天在咽拭子、鼻灌洗液、粪便中能检测到病毒核酸,从第14天起咽拭子、鼻灌洗液、粪便中均未检测到病毒核酸;两组动物的心、肝、肺、脑、嗅球、JQ1颌下腺、卵巢等组织中均检测到病毒载量,并且出现不同程度病理损伤和IHC呈现阳性反应;血清酶中肝功、心肌酶升高。第三部分:恒河猴感染CVB1后陆续出现了口唇部、四肢的疱疹,并伴有腹泻、精神沉郁、体温下降等类似人类手足口病的临床特征。咽拭子、鼻拭子、粪便、血液中均能检测到病毒核酸;与对照组相比,心、脾脏、胰腺、结肠、嗅球、咽扁、腋下淋巴结、颈部淋巴结等组织中检测到病毒核酸且IHC病毒抗原反应阳性,HE染色可观察到组织中有炎症、增生、细胞坏死等病理变化;白细胞Laboratory Services、红细胞以及淋巴细胞反映出病毒感染特征;心肌酶、肝肾功能的血清酶出现异常变化;免疫细胞因子中IL-1 β、IL-4、IL-6、IL-8、IL-22、TNF-α、IFN-γ出现异常改变。结论:第一,建立的CVB1 real-time RT-PCR检测方法具有良好的特异性、灵敏性以及重复性,可用于实验室样本检测;第二,实验证明CVB1通过腹腔和鼻腔滴注的方法均可成功感染叙利亚仓鼠出现手足口病症状,但两种感染方式在发病过程、病毒感染过程以及相关并发症等有一定的差异,鼻腔滴注的感染方式根据其临床表现、病理表征、感染途径等方面更能模拟和再现人类的呼吸道感染途径;第三,3月龄恒河猴经过CVB1病毒的鼻腔滴注方式可模拟和再现手足口病以及重症的组织脏器损伤特征,提示CVB1感染恒河猴动物模型可用人类手足口病以及相关并发症的研究。