張素香
(山東省濟南市中醫醫院,山東 濟南 250012)
病毒性疾病是嚴重危害人類身體健康的病種之一。疫苗的出現雖使某些疾病得到了控制,但至今仍有許多常見的病毒性感染缺乏滿意的制劑和預防措施。隨著對病毒預防的重視,中草藥以價格低廉、藥源廣泛而備受關注,成為病毒性疾病較為理想的防治藥物,最終達到既能殺滅病毒又對宿生細胞無影響的目的。中草藥抗病毒的機理主要是通過抑制或直接殺滅病毒,保護正常細胞和組織,調節機體免疫功能來加強機體抗病毒能力。根據臨床實踐和現代中藥藥理學的研究,抗病毒中草藥可分為兩大類[1]:第一類是直接滅活或抑制病毒,常用的有黃芪、板藍根、麻黃、蒼術、五味子、蠶砂、桑葉、青蒿、馬鞭草、地丁、木賊、紫草、香附、夏枯草、天花粉、甘草、三七、大黃、大青葉、女貞葉、白頭翁、地榆、地骨皮、百部、防風、連翹、吳茱萸、牛黃、虎杖、側柏葉、金銀花、魚腥草、茵陳、厚樸、穿心蓮、桂枝、柴胡、菊花、野菊花、黃連、黃柏、蛇床子、蒲公英、薄荷、芍藥、艾葉、蜂膠和射干等;第二類是通過誘生干擾素或促進人體免疫功能而達到抗病毒作用,常用的有人參、茯、豬苓、黨參、山藥、首烏、巴戟天、靈芝、黃精、肉蓯蓉、兔絲子、山茱萸、當歸、刺五加、枸杞子、蟲草等。
流行性感冒(簡稱流感)疫苗和抗病毒藥物在應用于臨床或人體之前,必須要進行充分的實驗室檢測。動物體內試驗比體外試驗更接近人體環境,更能了解流感病毒的致病機理和人類相應的病理損傷與免疫反應,因此動物體內試驗研究意義更大。要做好體內試驗,首要任務是要構建合理可靠的動物模型。
相似性:模型與人類有相似的發病機理和癥狀,才利于將復制的動物模型試驗結果外推及人。
重復性:理想的動物模型應是規范的,可以準確重復再現的。毒株的型別、接種的數量、接種途徑、疾病發展時期、周圍的環境和接種動物所處的免疫狀態都將影響所建的疾病類型。所以試驗時,除試驗因素外,應盡量保證試驗組和對照組其他條件一致[3]。
可靠性:復制動物模型力求可靠地反映人類疾病,應具備該種疾病的特征。
適用性和可控性:在制備動物模型時,應盡量考慮到臨床應用,便于控制疾病的發展,便于進一步進行人體內研究。
模型是否建造成功,一般有4種鑒定方法。
一般活動:如是否活動減慢,飲食減少,蜷縮,卷毛,體重減輕,體溫變化。
分離病毒:流感病毒感染動物后,在感染的高峰期分離組織或血清,可通過雞胚接種,細胞培養,或是直接通過血凝試驗或是血凝抑制試驗鑒別流感病毒。
免疫學鑒別:通過相應免疫學試驗如抗原抗體的特異性反應鑒別流感病毒,通過檢測細胞因子如炎性因子(IL-1、IL-6、IL-18和 TNF- α)、干擾素(IFN - α)的變化。
基因方法:通過逆轉錄-聚合酶鏈反應(RT-PCR)法,可以直接檢測動物呼吸道或肺部組織中的IFV基因片段,或通過基因測序檢驗和流感病毒基因的吻合度。用實時熒光定量聚合酶鏈式反應(PCR)技術[4],直接檢測流感病毒復制量的情況,簡便快捷,靈敏特異,但費用較高。
小鼠被廣泛應用于檢測抗病毒藥物和疫苗的有效性。小鼠的品系和品種很多,經常用于流感病毒建模的有BALB/C鼠、昆明鼠、ICR鼠和NIK鼠,對于哪一種小鼠對流感病毒更敏感,尚無相關研究和結論。
在正式開始試驗前要將病毒在鼠肺內傳代,制備鼠肺適應株。通過連續傳代,使突變體對小鼠產生更高的病毒滴度和更強的致病性。但是,高致病性H5N1無需經小鼠體內適應就能引起嚴重的疾病[5]。所有細支氣管、肺泡上皮細胞都對其易感[6],能引起嚴重病變甚至死亡[7]。流感病毒可通過滴鼻或暴露于有小顆粒氣溶膠的環境感染小鼠。是否需要麻醉對確定治療效果非常重要。滴鼻接種較大量病毒后,小鼠將發生下呼吸道感染,如肺實變和間質性肺炎[8],暴露于強毒株后,小鼠2~4 d后出現一般活動減慢,飲食減少,體重不增加或減少,蜷縮,抱團,然后離開鼠群,呼吸頻率加快,毛不光滑,體溫下降。較強毒株導致的死亡發生于染毒后的 5 ~ 12 d[9]。
小鼠作為流感病毒模型有其顯著優勢,如對流感病毒較敏感、生理生化與人類相似,價格便宜,飼養簡單,安全性高,相關的物質提取和檢測已商品化,研究較多,有經驗可尋。
小鼠作為流感病毒的動物模型的主要缺陷是與人的癥狀不同。例如大多數鼠發病后體溫降低,而不是升高[10]。除此以外,小鼠幾乎沒有鼻腔分泌物[11],也沒有和人類相似的上呼吸道感染癥狀[10]。流感病毒各類型間對小鼠的免疫反應都有效。例如,小鼠感染了非致死量的A/PR8/34H1N1,幾周或幾月之后接種H3N2,IgA抗體將在小鼠體內進行亞型間免疫[12]。而盡管已經觀察到了人類的特異性免疫,但對于病毒間的異型保護尚未發現。
最初雪貂被選為流感模型是1933年瑞士的Andrews和Laidlaw所做的試驗[13],隨后雪貂模型迅速成為人類甲流的臨床模型[14-15]。流感病毒可引起呼吸道的急性癥狀,像流鼻涕、打噴嚏、咳嗽、體重減輕、體溫升高、上呼吸道免疫細胞明顯增加,急性癥狀將持續3~4 d,在血清中可檢測到HI抗體[16]。弱毒株幾乎不會引起死亡,如感染 A /Aichi/2/68 (H3N2)僅僅是陣發性打噴嚏和少量較清鼻腔分泌物[17]。病毒經雪貂體內不斷傳代,可引起更明顯、更嚴重的肺炎,可影響到氣管、細支氣管和肺泡。在雪貂群中,流感病毒感染性很強,甚至可傳播給接觸它們的工作人員。
雪貂對來源于自然界、雞胚接種或細胞培養的甲型或乙型流感病毒,都具有高度敏感性,不需進行體內傳代[3]。已證實,NA突變和藥物抗藥性的改變很少在雪貂之間或代間傳播[18]。所以即使有抗藥性的改變,動物模型仍然可以繼續使用。而且流感癥狀也和人相似,主要為明顯的上呼吸道癥狀。然而,由于此模型所對應的相關試驗缺乏或是不完整,限制了雪貂流感模型的發展。而且由于流感病毒可由雪貂傳播給人,所以試驗時要更加注意安全問題。
在 1 次試驗中,流感病毒 A /Port/Chalmers/173 (H3N2)感染了 Brown Norway (BN),Fischer-344 (F344)and Sprague-Dawley (SD)大鼠[19]。經肺內傳代 11 次后,F344 和 SD 大鼠試驗組病毒滴度比對照組提高了100倍。但這種感染非致死性的,很少能引起肺部明顯病變。大鼠作為評價流感病毒治療方面的模型并未表現出足夠的優勢。
因甲型流感病毒經常在豬群之間傳播,所以豬也成為流感模型的一個選擇。感染流感病毒后的癥狀為發燒、食欲減退、呼吸困難、咳嗽,一般不會致死[3]。豬對最近流行的 H5N1 敏感性較低[20]。迄今為止,豬主要用于抗豬流感疫苗的發展[21]。因豬存在圈養,養殖復雜且廢物處理等棘手問題,而且豬肉被人大量食用,所以豬模型很少用于試驗研究[3]。因此,即將面世的迷你豬,可能會對流感病毒的研究提供很大幫助。
比起其他動物,靈長類動物更接近人類。恒河猴已經被用于研究流感發病機理、評估治療和預防策略[22]。Rimmelzwaan等用流感病毒A/Netherlands/18/94感染獼猴,并分析了直接氣管感染后的免疫反應。豚尾猴已于2004年被Baskin等[23]用于流感病毒轉錄因子的研究。但由于各方反對,靈長類很難大量用于建造試驗模型。
還有其他動物曾用于流感病毒動物模型。如豚鼠和棉鼠就曾分別用于研究流感傳播和免疫反應的數量和質量[24-25]。
中草藥可成為較理想的抗流感病毒藥物。目前,在進行動物流感試驗時,小鼠流感模型具有諸多優點,是流感病毒模型的主要類型;將來,等相關試劑更完善后,雪貂有可能會取代小鼠模型的地位;迷你豬的問世,也為流感病毒模型提供了一個好的選擇;隨著科學的不斷發展,也會發現更多更合適的流感動物模型。
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