禽流感病毒動物模型的建立

侯慧麗

(河南省駐馬店農(nóng)業(yè)學(xué)校,河南駐馬店 463000)

禽流感病毒動物模型的建立

侯慧麗

(河南省駐馬店農(nóng)業(yè)學(xué)校,河南駐馬店 463000)

禽流感作為I類傳染病以及致死率較高的人畜共患病一直受到人們的廣泛關(guān)注,H5N1亞型禽流感病毒在全球多個國家肆虐,己嚴(yán)重威脅人類健康。在禽類AIV的感染及傳播特點已經(jīng)較為明確,而其在哺乳動物除通過滴鼻方式可以致病外,是否還存在其它感染途徑。禽流感病毒動物模型的建立可以為研究病毒的突變、傳染性和發(fā)病機制提供良好的技術(shù)平臺。本綜述概括了H5NI對幾種哺乳動物：食蟹猴、雪貂、小鼠、大鼠、沙鼠、家貓等的致病性,為以后理想動物模型的建立和研究提供一定的幫助。

禽流感病毒；動物模型

禽流感病毒屬于正粘病毒科（Orthomyxovor idae）的A型流感病毒屬（Influenzavirus A genus）。迄今為止禽流感病毒共發(fā)現(xiàn)16種H亞型和9種N亞型。能感染人的主要有H5NI、H7N7、H9N2三種亞型，其中以H5N1亞型感染最廣泛最嚴(yán)重。按AIV毒力的強弱將禽流感分為高致病性禽流感（HPAI），低致病性禽流感（LPAI）和無致病性禽流感（NPAI）。其中HPAI被世界衛(wèi)生組織確定為A類烈性傳染病，我國將其列為一類動物疫病。目前禽流感廣泛分布于世界各地，歷次禽流感的流行或暴發(fā)，均導(dǎo)致家禽生產(chǎn)性能下降及大批死亡，造成了巨大的直接經(jīng)濟損失，并且威脅到人類健康。因此對禽流感的研究具有重要的公共衛(wèi)生意義。

禽流感的暴發(fā)不僅給各國造成巨大的經(jīng)濟損失，更嚴(yán)重的是它還威脅了我們?nèi)祟惖慕】?。為了解AIV的突變及發(fā)病機理，自1997年開始多種哺乳動物被應(yīng)用到動物模型的研究中，主要包括非人靈長類動物（食蟹猴）、鼬科動物（雪貂）、嚙齒類動物（小鼠、大鼠）、貓科動物（家貓）。

1 食蟹猴

2001年，Rimmelzwaan．G．F等人[1]用1997年分離株A/ Hongkong/156/97（H5NI型）實驗性感染食蟹猴4只，感染后初期動物出現(xiàn)發(fā)熱、精神萎靡、活動減少、食欲下降以及咳嗽等癥狀，第7天時動物開始出現(xiàn)咳嗽嚴(yán)重的出現(xiàn)了急性呼吸窘迫綜合征，晚期因多器官功能障礙而死亡。病理見肺部充血實變呈紫紅色，有輕微萎縮，散在出血及中度肺氣腫，肺中央有壞死發(fā)生，呈重度病毒性肺炎的表現(xiàn)，氣管、支氣管有滲出，鏡下見肺支氣管間質(zhì)性肺炎、肺泡炎，支氣管上皮壞死。免疫組織化學(xué)染色顯示肺泡巨噬細(xì)胞、上皮細(xì)胞均呈病毒抗原陽性。呼吸道病毒分離、RT-PCR均陽性，鼻、咽分泌物、肺及氣管旁淋巴結(jié)可檢測到病毒?；撔员馓殷w炎、脾淋巴細(xì)胞受損、腎小管壞死等也有發(fā)生，但肺外器官并沒有找到活病毒復(fù)制的證據(jù)。有學(xué)者認(rèn)為，感染AIV后發(fā)生的多器官功能衰竭的原因并不是病毒在多器官都有復(fù)制，而是重度病毒性肺炎和／或伴發(fā)細(xì)菌性肺炎后的并發(fā)癥，這種強的致病力與多種細(xì)胞因子失衡有關(guān)。

食蟹猴感染H5N1型禽流感病毒后的臨床癥狀和體征以及病理改變等與人類比較相似，可用于評價新的疫苗和抗病毒藥物的研究。

2 雪貂

雪貂對流感病毒較敏感。2002年，Lois A．Zitzow等人分別用1997年H5N1型病毒分離株A/Hong Kong/483/97和A/Hong Kong/486/97滴鼻接種于雪貂，感染后雪貂體重下降、體溫升高、反應(yīng)遲鈍以及鼻塞，噴嚏、呼吸困難，部分動物腹瀉并出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)的癥狀如斜頸、共濟失調(diào)，外周血淋巴細(xì)胞一過性減少達60～65%。因病毒毒力的不同，雪貂感染后可出現(xiàn)不同程度的病變，毒力強的可產(chǎn)生系統(tǒng)性病毒復(fù)制，毒力弱的僅在呼吸系統(tǒng)復(fù)制。病理表現(xiàn)為肺組織呈實性變，鏡下肺組織呈支氣管肺炎及間質(zhì)性肺炎，部分動物腦組織中神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞增生，血管周圍淋巴細(xì)胞及多核巨細(xì)胞滲出，說明病毒對神經(jīng)系統(tǒng)的侵犯。

Govorkova等[2]用13株H5NI型AIV分別感染雪貂，實驗分3組：①4株從人分離得到的；②2株從禽類分離得到的；③7株從禽分離得到的。結(jié)果：第1組動物感染后致急性重癥呼吸道感染，除肺外全身多器官均分離到病毒，感染后3/4動物發(fā)生死亡；第2組動物感染后亦引起重癥感染，2/3動物死亡；第3組動物感染后只引起中度感染，沒有動物死亡，病毒僅在上呼吸道復(fù)制。說明不同的H5N1分離株致病力不同，毒力也隨著基因突變而發(fā)生變化。

與非人靈長類動物比較，雪貂較易獲得且價格相對便宜，是一個較好的禽流感病毒感染研究的動物模型，雪貂對AIV很敏感，但在細(xì)胞介導(dǎo)的免疫學(xué)研究中，雪貂存在缺陷，作為疫苗評價模型有它的局限性。

3 小鼠

3.1 BALB/c小鼠

禽流感病毒的研究中，近交系BALB/c小鼠表現(xiàn)很敏感，無論是從人分離的毒株還是從禽類分離的毒株，在小鼠體內(nèi)部不需提前適應(yīng)即能發(fā)生感染，感染后除肺外，在全身多器官均可查到病毒的復(fù)制，在AIV發(fā)病機制、疫苗及藥物篩選等研究中應(yīng)用最廣泛也最方便。

有學(xué)者用4株H5N1型AIV感染6～8周齡的BALB/c小鼠，感染后所有動物體重下降，伴有外周血淋巴細(xì)胞減少；感染后6～10d發(fā)生死亡；病毒可以在肺內(nèi)大量復(fù)制，部分動物肝、脾、腎、血液及腦中可檢測到活病毒，產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)制；低致死率毒株感染的小鼠感染后期血清中產(chǎn)生了保護性抗體；病理學(xué)檢查肺、肝、脾、腎、腦均有損害，包括壞死、炎癥及出血的發(fā)生，免疫組顯示有病毒抗原陽性細(xì)胞[3]。

3.2 ddY小鼠

有學(xué)者用H5N1病毒感染遠(yuǎn)交系ddY小鼠，感染后所有小鼠均出現(xiàn)消瘦，4～13d內(nèi)發(fā)生死亡：血常規(guī)檢查白細(xì)胞較感染前減少約40%～70%；病理表現(xiàn)為肺葉實變，急性支氣管肺炎，上皮細(xì)胞脫落、支氣管腔內(nèi)炎性滲出、肺泡水腫等。腦部客觀查到病毒性腦炎，神經(jīng)元變性，神經(jīng)吞噬細(xì)胞增多及血管袖套樣改變，與器官相連的脂肪組織的變性壞死很明顯，肺泡支氣管上皮細(xì)胞，腦內(nèi)部分神經(jīng)元及膠質(zhì)細(xì)胞病毒抗原陽性，說明AIV攻擊的主要是肺、腦及脂肪組織[4]。

與非人靈長類及鼬科動物相比，小鼠最常用、最廉價，對AIV非常敏感，為病毒病原特性、疫苗評價、藥物篩選提供了良好的研究平臺；但同一株病毒感染小鼠和雪貂后可表現(xiàn)出不同的致病力，故對不同毒株致病力差異的機制還有待更深入的研究。

3.3 大鼠

曾有人用不同來源的病毒分離株通過滴鼻和口腔接種SD大鼠進行觀察，從人和雞分離的AIV在大鼠肺內(nèi)可進行中等滴度的復(fù)制，整個感染過程中未出現(xiàn)體重下降、食欲減低等臨床癥狀；從鵝分離的病毒株在大鼠體內(nèi)不能復(fù)制，表明大鼠對AIV不敏感，可能與大鼠抵抗力較高、病毒基因?qū)Υ笫篌w內(nèi)細(xì)胞的致病力低有關(guān)。

3.4 沙鼠

劉忠華[5]等用H5N1實驗性感染沙鼠，感染后沙鼠出現(xiàn)反應(yīng)遲鈍、皺毛、弓背、食欲下降、體溫降低、呼吸急促等癥狀，嚴(yán)重者發(fā)生死亡；肺組織可檢測到病毒；感染后第8天可檢出抗體；病理表現(xiàn)為肺淤血、水腫和實變，間質(zhì)充血、炎細(xì)胞浸潤，肝、胸腺、腎也有損害。

3.5 家貓

早在20世紀(jì)80年代就有貓的實驗性感染報道。為了進一步查明貓對禽流感病毒是否易感，有學(xué)者[6]用HSNl型AIV毒株通過不同途徑感染4～6個月齡的家貓：①滴鼻感染；②感染貓對健康貓的水平感染：③用感染H5N1病毒的小雞喂食家貓。各途徑均發(fā)生感染，動物表現(xiàn)發(fā)熱、活動減少、結(jié)膜炎和呼吸緊迫。病理改變?yōu)榉螌嵶?，支氣管肺炎，病毒性腦炎，神經(jīng)元變性、壞死。H5N1感染家貓產(chǎn)生系統(tǒng)性感染，說明H5N1病毒在進化過程中對貓科動物致病性大大增強。通過密切接觸患貓可發(fā)生水平傳播，說明除呼吸道、糞口途徑在H5N1病毒傳播中也起到重要作用，這也提示家貓對AIV在動物與人類之間的傳播中可能起很大的作用。

雖然實驗中家貓對H5N1病毒很敏感，但目前家貓還沒有完全實驗動物化，故應(yīng)用也較少。

綜上所述，除SD大鼠對AIV不敏感外，其他動物感染后均出現(xiàn)發(fā)熱、體重下降、精神萎靡、活動減少等癥狀，肺部出現(xiàn)嚴(yán)重病毒性肺炎的改變。病毒在雪貂、小鼠、家貓體內(nèi)能形成系統(tǒng)性感染，說明AIV的廣泛組織嗜性。與人感染禽流感相似，食蟹猴肺外器官有損害，卻不能檢測到活病毒復(fù)制，可能與病毒感染后刺激體內(nèi)細(xì)胞因子失衡有關(guān)。

AIV在禽類之間傳播途徑明確，而在哺乳動物之間、人與人之間的傳播特點仍不清楚。AIV經(jīng)過長期進化后能否與人流感病毒重組產(chǎn)生人與人傳播的株型?病毒在哺乳動物之間是否像Rimmelzwaan等實驗中所示，通過與感染動物密切接觸即可獲得感染?這些問題要求我們不僅要對已建立的AIV動物模型做深入研究，還要考慮通過多種途徑（消化道、血液或自然感染途徑）造模。只要有良好的動物模型作為研究基礎(chǔ)，才能更好地了解AIV的分子生物學(xué)特性及禽流感的流行病學(xué)特點，為人類防治禽流感提供可靠的依據(jù)。

[1] Rimmelzwaan G，Kuiken T，Amerongen G，et a1.Pathogenesis of influenza（H5N1）virus infection in a primate model[J].J Virol，2001，（75）：6687-6691.

[2] Govorkova A，Rehg E，Krauss S，et a1.Lethality to ferrets of H5N1influenza viruses isolated from humans and poultry in 2004[J].J Virol，2005，（79）：2191-2198.

[3] Peng G，Watanabe S，Wells K，et a1，Biological heterogeneity，including systemic replication in mice of H5N1 influenza A virus isolates from humans in Hong Kong[J]. Virol，1999，（73）：3184-3189.

[4] 楊松濤，高玉偉，王承字，等．虎源H5N1亞型禽流感病毒感染小鼠模型的建立[J].中國病毒學(xué)，2006，（21）：353-357．

[5] Nishimura H，Itamura S，Lwasaki T，et a1.Characterization of human influenza A（H5NI）virus infection in mice：neural-，pneumo-adipotropic infection[J].General Virol，2000，（81）：2503-2510.

[6] 劉忠華，王穎彥，黃韌，等．禽流感H5N1型病毒對沙鼠致病性的初步研究[J]．實驗動物與比較醫(yī)學(xué)，2005，（25）：199-202.

[7] Rimmelzwaan F，Van Riel D，Baars M，et a1.Influenza A virus（H5N1）infection in cats causes systemic disease with potential novel routes of virus spread within and between hosts[J].Am，J，Pathol，2006，（168）：176-183.