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流感病毒是引起人类呼吸道疾病的重要病原体,感染后表现为急性呼吸道疾病,具有起病急、发病快的特点;流感严重危害人类健康,尤其对老年人、婴幼儿和免疫功能低下人群,可引起致死性肺炎。采用相关动物模型来研究流感病毒发病机理和传播方式有助于认识疾病规律和指导公共卫生管理,但是目前已有的流感动物模型存在一定的不足,我们需要寻找更具临床模拟性的良好动物模型。树鼩是形似松鼠的小型哺乳动物,它在生物学特征、新陈代谢、生理生化和基因组等方面与人类近似,被认为是有望代替灵长类动物的新型实验动物。目前,树鼩已被广泛用于生命科学研究,尤其是作为人类疾病动物模型,包括病毒感染性疾病、神经系统疾病、肿瘤等疾病模型。 【目的】: 本论通过观察树鼩被流感病毒感染后的症状表现、病毒复制力、组织器官病理特征、体液免疫、固有免疫反应等建立稳定的流感树鼩模型;初步探索树鼩呼吸道组织唾液酸受体及受体转移酶的分布。 【方法】: 1.流感病毒感染树鼩以观察症状及排毒:选取30只无中和抗体的成年树鼩,戊巴比妥钠麻醉后,滴鼻接种甲型流感病毒(人H1N1流感病毒和禽H9N2流感病毒)(>106TCID50)200μl/只,每组15只;感染前3天至感染后14天,每天监测树鼩体温,记录体重(n=5);感染后第3、6天进行鼻灌洗,采用细胞病变法(CPE法)测定鼻灌洗液的病毒滴度。 2.流感病毒(H1N1)感染树鼩以观察组织器官的病理特征、体液免疫、固有免疫反应:选取16只无中和抗体的成年树鼩,戊巴比妥钠麻醉后,其中12只滴鼻感染流感病毒(H1N1)(>106TCID50)200μl/只,4只滴鼻等量的病毒液溶剂。感染后第2、4、6天使用戊巴比妥钠麻醉树鼩,心脏采血后(n=4)在无菌环境下解剖树鼩取得鼻甲骨、气管和肺组织,部分匀浆用于提取RNA检测细胞因子和趋化因子在 mRNA水平的表达含量;另一部分固定、切片进行 HE染色观察组织病理变化以及进行免疫组化实验;第14天麻醉后心脏采血通过微量中和实验评价血清中和抗体效价。 3、流感病毒感染体外培养的树鼩原代组织:无菌环境下取得肺、气管和鼻甲骨等组织;剪成约2mm×2mm大小的组织块,加入F-12K培养液置于37℃培养。取材后3小时内分别感染106 TCID50的H1N1、H3N2、H9N2流感病毒;2h后弃去病毒液,以PBS洗3次,换为含1.5μg/mlTPCK胰酶的新鲜F-12K培养基,34℃培养,在感染后1,24,48和72h取上清进行病毒载量测定,组织匀浆提取RNA以检测细胞因子和趋化因子在mRNA水平的表达含量。 4、采用免疫组织化学的方法对树鼩肺和上气道中的唾液酸受体和受体转移酶进行染色以探讨唾液酸受体及转移酶在树鼩呼吸道组织中的分布。 【实验结果】: 1、症状表现:感染人H1N1流感病毒和禽H9N2流感病毒的树鼩均在感染后第3、4天出现体温升高,平均可上升1℃左右。感染人H1N1流感病毒的树鼩体重下降,尤其在感染后第2~6天体重下降幅度较大,最大下降幅度约14%,随后体重缓慢回升;而感染禽H9N2流感病毒的树鼩体重没有明显变化。 2、病毒复制力:滴鼻感染H1N1和H9N2的树鼩在第3天和第6天的鼻灌洗液中都可检测出具有感染力的病毒。树鼩的鼻甲骨、气管和肺组织在体外均可被流感病毒感染并成功复制,采用细胞病变法得病毒滴度范围为在102.25TCID50~105.5TCID50之间,感染后48h病毒复制达高峰。 3、病理及免疫组化:病理切片HE染色显示感染H1N1流感病毒后树鼩的鼻甲骨、气管和肺组织出现明显的炎症细胞渗出、肺间质增宽等现象;免疫组化结果显示树鼩鼻甲骨存在流感病毒抗原。 4、固有免疫:树鼩体内感染H1N1流感病毒后上呼吸道组织部分细胞因子和趋化因子在 mRNA水平的表达上调;体外感染流感病毒也可以激发树鼩的呼吸道组织产生免疫反应,病毒相关炎症因子 IL-6、TNF-a、IL-8、IL-10、RANTES、MIG、IFN-β在mRNA水平上的表达呈不同程度升高。 5、体液免疫:感染前和感染后第14天双份血清中和抗体结果显示感染流感病毒后树鼩血清中和滴度升高,最高滴度达446.7倍。 6、受体分布:树鼩鼻甲骨同时表达Siaα2,6和Siaα2,3受体,气管主要表达Siaα2,6受体,同时表达少量Siaα2,3受体,而肺组织中两种受体均不表达。上气道只表达Siaα2,6酶,Siaα2,3和Siaα2,6酶同时表达于下气道,肺组织主要表达Siaα2,3酶。 【实验结论】: 流感病毒可感染树鼩,在树鼩呼吸道组织内进行有效复制,能一定程度模拟人流感的自然病程及发病机理,提示为一个新的流感动物模型。