SARS-CoV中和抗体保护恒河猴等感染SARS-CoV研究

[目的]阐明SARS病毒感染后能否再次感染,疫苗产生的抗体中长期保护效果,被动免疫是否真正安全有效等,为防治SARS提供实验依据。[方法]实验分4组,分别为一组(SARS恒河猴恢复组):用感染SARS-CoV发病12月后的4只恒河猴,均有中和抗体产生。二组(SARS食蟹猴恢复组):用感染SARS-CoV发病12月后的3只食蟹猴,均有中和抗体产生。三组(SARS血清输入恒河猴组):3只恒河猴,病毒接种时中和抗体阴性。病毒接种两天后输入抗体阳性血清(恒河猴血清,感染获得,效价为:1:128),用量10ml/只,分别经肌肉和静脉输入,各5ml。四组(恒河猴SARS-CoV感染组):2只恒河猴,病毒接种时中和抗体阴性。SARSCo-V经鼻腔接种,在感染的第1天开始到7天安乐死时,不同时间取咽拭子、血液和脏器,进行病毒分离,RT-PCR检测和中和抗体测定。[结果]一组(SARS恒河猴恢复组):接种SARS-CoV后未见发热等异常临床表现。血清生化无ALT、LDH、CK、总蛋白和血清白蛋白异常。3只猴在接种病毒后的咽拭子中,RT-PCR分别未检出、第1天检出、第1-3天中检出病毒。第2、5、7天咽拭子中、7天安乐死时血、肺、肝、脾和淋巴结等组织中病毒分离均为阴性。2只猴肺组织病理学检查见轻度肺炎。二组(SARS食蟹猴恢复组):接种3只未见任何不良临床表现,血清生化5项正常。3只猴在接种病毒后的咽拭子标本中,RT-PCR分别未检出SARS病毒、在第1-2天检出、在第1-3天中检出病毒。第2、5、7天咽拭子中、7天安乐死时血、肺、肝、脾和淋巴结等组织中病毒分离均为阴性。3只猴肺组织病理学检查见轻度肺炎等。三组(SARS血清输入恒河猴组):3只恒河猴在病毒接种的第2-5天时有一过性的体温升高,3940℃。血清生化5项正常。3只猴在接种病毒后的咽拭子标本中,RT-PCR分别在第1-3、第1-4天和第1-2天检出SARS病毒。2只猴第7天咽拭子中病毒分离阳性。另外1只在第2、5、7天咽拭子中、7天安乐死时血、肺、肝、脾和淋巴结等组织中病毒分离均为阴性。3只猴肺组织病理学检查见轻度肺炎等。四组(SARS恒河猴SARS-CoV感染组):2只猴病毒接种后,第2-4天时有一过性的体温升高,3940℃。2只进行接种病毒后1-7天安乐死时,RT-PCR在恒河猴的咽拭子标本中连续检出SARS病毒。在第2、5天咽拭子中、7天安乐死时肺组织中病毒分离阳性。2只猴肺等组织病理学检查发现肺组织表面局部有轻度发灰实变现象,可见到间质性肺炎病变,内皮细胞受损,出血和水肿。大多数肺泡没有完整的内衬细胞残留,肺泡间隔变宽并被以吞噬细胞为主的单核炎症细胞浸润,同SARS肺炎改变。实验表明,前期感染产生中和抗体的恒河猴、食蟹猴再次感染病毒,和模型对照猴比较,动物肺组织等只出现轻微或无病理变化,RT-PCR检出时间大大缩短,病毒培养未能分离出病毒,所有这些指标,均证实中和抗体有明显的保护作用,是有效的。被动免疫从结果来看,有一定的作用,但保护作用弱。     

恒河猴感染SARS-CoV的病毒学、血清学检测

目的对感染SARS-CoV的8只恒河猴进行病毒学、血清学指标检测。方法SARS-CoV经鼻腔接种8只恒河猴,在感染的第1天开始到5、7、10、15、20、30和60天分别安乐处死时,不同时间取咽拭子、血液和脏器,进行病毒分离,RT-PCR检测和抗体测定。结果RT-PCR证实感染病毒检出时间为5~16d,8只猴中的5只分离到了病毒,感染15d后可检测到抗体。结论感染SARS-CoV的恒河猴不仅出现与SARS患者类似的临床和病理学改变,也在一定时期内排毒,出现特异免疫反应,这些指标均可作为药物筛选、疫苗评价等方面的重要参数。     

SARS-CoV动物模型研究之中国现状

目的综合对比SARS-CoV感染的恒河猴、布氏田鼠及Lewis大鼠的病理学、免疫学以及病毒的复制与外排情况的变化,来探讨此三种动物在建立SARS模型上的特点。方法SARS病毒感染8只恒河猴、9只Lewis大鼠和20只布氏田鼠,在感染后不同时间安乐死动物,应用光镜对动物的各脏器进行病理观察研究;用病毒分离和RT-PCR方法检测病毒外排与复制的情况;用ELISA法检测动物产生特异性抗体情况。结果在SARS-CoV感染恒河猴、Lewis大鼠和布氏田鼠后,肺组织均出现一定的与人类SARS疾病相似的病理改变,在动物体内均可检测到活病毒或病毒核酸,并可检测到特异性IgG抗体的存在。在病死率上布氏田鼠最高;在病毒的复制与外排方面恒河猴的检出率最高,持续时间最长;在抗体产生情况上恒河猴与Lewis大鼠基本相似;在病理变化上恒河猴病变最重且最为复杂,与人类SARS疾病的病理变化最为接近。结论布氏田鼠,Lewis大鼠,特别是恒河猴动物模型可以用于SARS发病机制、疫苗和药物的研发,恒河猴动物模型是目前研究SARS疾病最理想的动物模型。     

SARS冠状病毒分离培养和鉴定的实验研究

建立严重急性呼吸综合征(SARS)冠状病毒分离、培养方法,为SARS冠状病毒动物模型的建立提供实验依据,并根据病毒在体内存活的时间确定检测指标。选用已鉴定为SARS冠状病毒的毒株,经过鼻腔接种感染恒河猴。定期采集咽拭子标本,分离血清或血浆,用Vero细胞进行病毒培养、分离。结果显示,在SARS冠状病毒感染恒河猴后2、5、7天,可以从拭子中分离到病毒,5～15天可在猴肺、脾、肝、肾和淋巴组织中分离到病毒,并用免疫荧光法和RT-PCR方法进行了确定。首次实验证实了SARS冠状病毒可在恒河猴体内复制。SARS病毒的成功分离是SARS冠状病毒动物模型建立的主要依据,在进行疫苗安全性和药效评价等工作中,病毒分离可作为药物筛选、疫苗评价的重要指标。     

重组人干扰素α2b鼻腔喷雾剂预防治疗恒河猴感染SARS-CoV病毒的作用效果试验

[目的]评价重组人干扰素α2b鼻腔喷雾剂对预防治疗SARS-CoV病毒感染恒河猴的作用。[方法]10只恒河猴随机分为2组,每组5只。分别为试验组(重组人干扰素α2b鼻腔喷雾剂)和对照组(空白干扰素)。分别在攻毒前19h和1h,攻毒后7h、23h、31h、47h、55h、71h、95h和119h不同时间经鼻吸入受试物,0.4ml/只。按计划定时取咽拭子做real-timePCR检测和病毒分离;取静脉血做病毒分离检测、中和抗体、IgG、血常规、血生化和血凝指标。[结果]1.SARS感染对照组:全部动物咽拭子标本经real-timePCR均检出SARS-CoV病毒,持续时间从攻毒后2天至8天。攻毒后2天3只、5天1只、7天2只,其咽拭子标本中病毒分离阳性,进一步证实病毒在体内的复制。攻毒后,诱导产生高滴度的抗体和中和抗体,证实病毒感染。大体解剖全部动物肺脏为灰白色,有大面积出血,其中2只动物肺脏与胸壁有粘连,组织病理称典型SARS肺炎性病变。2.干扰素试验组:和对照组相同时间取的咽拭子等标本中,real-timePCR检测和病毒分离均未检出病毒。攻毒后病毒导致机体产生的中和抗体和IgG抗体的反应很弱。血常规、血生化和血凝指标结果表明干扰素试验组动物攻毒后各项指标较试验前比较没有显著性改变;大体解剖动物肺脏为灰粉色,4只动物肺脏有少量出血,其中1只动物肺脏与胸壁有粘连,组织病理未见典型SARS肺炎性病变。因而认为,重组人干扰素α2b鼻腔喷雾剂可以有效阻断SARS-CoV病毒对恒河猴的感染;;为预防人类感染SARS提供参考。     

SARS-CoV恒河猴模型动物中组织病理学动态变化

目的在感染的8只恒河猴的SARS-CoV模型动物中,观察肺等组织中出现的系列病理学改变,为针对抗SARS药物筛选、疫苗评价中的免疫病理反应等奠定实验依据。方法SARS-CoV经鼻腔接种8只恒河猴,在感染的第5、7、10、15、20、30和60天,分别安乐处死动物,组织病理取材,制片,观察。结果经病毒分离和RT-PCR证实动物感染是成功的。系列病理改变表明,早期肺组织可见间质性肺炎,水肿、结构破坏、出血,巨噬细胞浸润;后期出现内皮细胞受损及再生,透明膜形成,小血管玻璃样变,肺组织纤维化及肺气肿形成,肺泡网状纤维和弹力纤维破坏并增生等,脾脏、淋巴结生发中心早期有萎缩,后期有恢复等病理学改变均和SARS患者相似。结论感染恒河猴出现与SARS患者类似的临床和病理学改变,为进一步研究该病毒的病原特性、发病机理、药物筛选、疫苗评价等方面的研究奠定了重要基础。     

气管插管法接种H5N1病毒感染恒河猴及系统组织病毒检测

目的测试气管插管法接种高致病性禽流感病毒H5N1感染恒河猴的优势效果及疾病分析,为有效感染恒河猴、制备H5N1疾病模型提供实验依据。方法使用人源H5N1病毒液经气管插管滴入恒河猴上呼吸道进行感染,观察感染恒河猴的临床表现,每天采集咽拭子、鼻灌洗液,在感染前2d感染后第3、5、7天采血,感染后第3和7天分别解剖1只恒河猴,取支气管淋巴结、肠淋巴结、鼻甲、心、肝、脾、肺、肾、肠、气管、脑及血液进行病毒分离、核酸载量检测和血常规测定。结果感染后第2天恒河猴出现食欲下降,活动减少,并伴有一过性体温升高,白细胞数和淋巴细胞数下降。咽拭子、鼻灌洗液、肺、心、气管、脑、肝、肾、肠和血液中都能分离到H5N1病毒。结论气管插管法接种H5N1病毒能有效感染恒河猴,并在猴体内多组织中分离、检测到病毒,为制备完善的H5N1模型和检测指标确定、进一步研究H5N1病毒的致病机制等奠定了基础。     

安徽恒河猴的微生物学和寄生虫学检测

对安徽省实验猕猴中心的安徽恒河猴进行了微生物（包括病毒和病原菌）和寄生虫检测。对恒河猴的病毒检测结果发现,猕猴疱疹病毒1型（BV）和猴痘病毒（SPV）抗体的阳性率分别为20．7％（6／29）和10．0％（2／20）,20只恒河猴中没有发现猴反转录D型病毒（SRV）、猴免疫缺陷病毒（SIV）和猴T细胞趋向性病毒Ⅰ型（STLV—1）的抗体。5只受检的人工繁育的安徽恒河猴没有感染沙门菌、皮肤病原真菌、志贺菌和结核分枝杆菌的这四种病原菌。肉眼检测恒河猴体表,未发现体外寄生虫。39份人工繁殖的恒河猴粪便样品的总寄生虫感染率为38．5％,检测到溶组织内阿米巴和5种蠕虫（粪类圆线虫、猴结节线虫、绦虫、钩虫、蛔虫）,感染率最高的是粪类圆线虫和猴结节线虫。本次调查表明,安徽恒河猴无特殊疾病,健康状况基本良好,可以建立普通级的实验恒河猴,实现安徽恒河猴的实验动物化。     

恒河猴二次接种H5N1亚型禽流感病毒

对恒河猴进行二次接种H5N1亚型禽流感病毒试验,并对二次接毒的结果进行观察,评估初次接毒对恒河猴二次接毒效果的影响.首次接种试验中,3、4、5号恒河猴用环甲膜穿刺注射方法接种含有H5N1亚型禽流感病毒的尿囊液,6号猴接种不含病毒的尿囊液.90d后,再次用环甲膜穿刺注射方法二次接种,4、5、6号猴接种7mlTCID50浓度为104.875病毒的尿囊液,3号猴接种7ml不含病毒的尿囊液.进行抗体等检测,并分别于72h无痛处死3、4、6号猴,第7d无痛处死5号猴,进行肺的病毒检测及病理观察.结果显示,3、4、5号猴至试验结束时体内依然有较高的抗H5N1亚型禽流感病毒抗体水平,6号猴没有抗体;通过RT-PCR以及免疫组化染色进行病毒检测,均只在6号猴肺部检出病毒,且6号猴肺部病理损伤最为严重.由此可以得出初步结论:在初次感染H5N1亚型禽流感病毒后90d,临床症状已基本恢复正常的恒河猴体内仍然有较高水平的抗体,此时,恒河猴抵抗H5N1亚型禽流感病毒二次感染的能力显著提高.     

H5N1接种恒河猴和食蟹猴后外周血细胞变化的分析

目的测定H5N1型禽流感病毒感染恒河猴、食蟹猴后,其外周血细胞的变化,为H5N1模型猴提供基础数据及研究参考。方法健康合格食蟹猴、恒河猴各4只,经滴鼻方式接种H5N1病毒107TCID50,确认发病后,在不同时间点进行血细胞及T淋巴细亚群的分析。结果与接种H5N1病毒前比较,接种后白细胞总数（WBC）在第6天时有所降低,至第9天时回升;红细胞总数（RBC）在第3天有所降低,之后回升;淋巴细胞比例及数量分别在第6天、第9天升高并达到最高值。至第9天时,CD4^＋T细胞数明显高于接种前,CD8^＋T细胞数上升显著,导致CD4^＋/CD8^＋T细胞比例下降,甚至在2只食蟹猴出现了比例倒置。结论实验用猴感染H5N1后,可导致WBC,CD4^＋,CD8^＋T等血液细胞的变化,应作为H5N1模型动物的检测指标。     

SARS病毒感染动物模型

SARS-CoV感染动物模型的建立可加深对SARS病原学的了解和发病机制的研究,加速实验室诊断技术的建立、抗病毒药物的筛选和疫苗的开发,同时也有助于给该病一个更精确的定义。可以说SARS动物模型的建立,不但是SARS研究的瓶颈问题,其应用更是贯穿SARS研究的整个过程。到目前为止,已经报道有4种非人灵长类动物(恒河猴、食蟹猴、绒猴、非洲绿猴)和6种啮齿类动物(大鼠、小鼠、豚鼠、田鼠、仓鼠、转基因鼠),以及雪貂、家猫等可以作为SARS动物模型用于实验研究,并已经开始利用动物模型进行疫苗和药物的安全性和有效性评价。本文就已报道的各类SARS动物模型进行综述,并根据动物模型和SARS患者的比对,提出动物模型建立的技术要点。     

SARS冠状病毒感染Lewis大鼠模型的建立

目的通过观察SARS-CoV感染Lewis大鼠后,病理学、免疫学以及病毒的复制与外排情况变化,探讨其能否作为有效的SARS动物模型。方法SARS病毒感染9只Lewis大鼠,在感染后不同时间安乐死动物,应用光镜对动物的各脏器进行病理观察研究;用病毒分离和RT-PCR方法检测病毒外排与复制的情况;用ELISA法检测动物产生特异性抗体情况。结果在SARS-CoV感染Lewis大鼠后,肺组织出现一定的与人类SARS疾病相似的病理改变,在动物体内可检测到活病毒或病毒核酸,并可检测到特异性IgG抗体的存在。结论Lewis大鼠出现了特异的免疫反应及特征性病理改变,可做为灵长类SARS动物模型的有益补充用于SARS发病机理及疫苗的研发等。     

SARS动物模型的研究

利用分离的SARS CoV毒株BJ 0 1,经滴鼻等途径感染大鼠、豚鼠、黑线仓鼠、白化仓鼠和雏鸡等 5个种属的动物 ,筛选对SARS易感的小动物。在此基础上 ,选择食蟹猴和恒河猴进行SARS的人工感染实验 ,评价其作为SARS动物模型的可能性。结果表明 ,大鼠、豚鼠、黑线仓鼠、白化仓鼠和雏鸡等动物对SARS均不易感 ,感染后未观察到任何的临床及病理学改变 ,不过从感染 2周后的大鼠和豚鼠的肺和咽等组织样本中检测到了的特异的核酸 ,提示SARS CoV能够在这两种动物的体内复制。从感染猴子的分泌物和脏器中分离出了病毒 ,证明SARS CoV也能够在猴子体内复制。临床和病理组织学检查结果显示 ,SARS病毒接种食蟹猴和恒河猴后 ,可以引起所有实验猴发生间质性肺炎 ,其病理学改变与人类感染SARS病毒后肺部病变近似 ,但病变的严重程度比较人类的轻得多 ,除此之外无任何其它的明显的临床表现及组织病理学改变 ,按照动物模型的指标判断食蟹猴和恒河猴并不是SARS的理想动物模型 ,不过在目前尚没有更理想的动物模型情况下 ,以间质性肺炎为病理学检查指标 ,恒河猴和食蟹猴可以作为评价抗SARS药物和疫苗的模型动物     

Experimental infection of rhesus and pig-tailed macaques with macaque rhadinoviruses

The recognition of naturally occurring rhadinoviruses in macaque monkeys has spurred interest in their use as models for human infection with Kaposi sarcoma-associated herpesvirus (human herpesvirus 8). Rhesus macaques (Macaca mulatta) and pig-tailed macaques (Macaca nemestrina) were inoculated intravenously with rhadinovirus isolates derived from these species (rhesus rhadinovirus [RRV] and pig-tailed rhadinovirus [PRV]). Nine rhadinovirus antibody-negative and two rhadinovirus antibody-positive monkeys were used for these experimental inoculations. Antibody-negative animals clearly became infected following virus inoculation since they developed persisting antibody responses to virus and virus was isolated from peripheral blood on repeated occasions following inoculation. Viral sequences were also detected by PCR in lymph node, oral mucosa, skin, and peripheral blood mononuclear cells following inoculation. Experimentally infected animals developed peripheral lymphadenopathy which resolved by 12 weeks following inoculation, and these animals have subsequently remained free of disease. No increased pathogenicity was apparent from cross-species infection, i.e., inoculation of rhesus macaques with PRV or of pig-tailed macaques with RRV, whether the animals were antibody positive or negative at the time of virus inoculation. Coinoculation of additional rhesus monkeys with simian immunodeficiency virus (SIV) isolate SIVmac251 and macaque-derived rhadinovirus resulted in an attenuated antibody response to both agents and shorter mean survival compared to SIVmac251-inoculated controls (155.5 days versus 560.1 days; P < 0.019). Coinfected and immunodeficient macaques died of a variety of opportunistic infections characteristic of simian AIDS. PCR analysis of sorted peripheral blood mononuclear cells indicated a preferential tropism of RRV for CD20(+) B lymphocytes. Our results demonstrate persistent infection of macaque monkeys with RRV and PRV following experimental inoculation, but no specific disease was readily apparent from these infections even in the context of concurrent SIV infection.     

人ACE2转基因小鼠对SARS-CoV的易感性

目的建立敏感的SARS小动物模型。方法通过显微注射技术,将编码SARS-CoV细胞受体的人血管紧张素转换酶(hACE2)基因导入小鼠的基因组中制备了hACE2转基因小鼠,在小鼠ACE2(mACE2)启动子的调控下,hACE2蛋白在转基因小鼠的肺脏、心脏、肾脏和小肠表达。我们观察了野生型和转基因小鼠在SARS冠状病毒接种后病原学和病理学方面的反应。结果在接种后第3天和第7天,病毒能够更有效地在转基因小鼠的肺脏复制,而且转基因小鼠出现更严重的肺损伤。肺组织的损伤包括肺间质充血、出血,单核细胞、淋巴细胞浸润及血浆蛋白的渗出,肺泡上皮细胞增生、脱落,此外,在转基因小鼠的某些器官还发现了血管炎、变性和坏死等病理变化。在转基因小鼠的肺上皮细胞、血管内皮细胞和脑神经细胞检测到病毒抗原。结论转基因小鼠比野生型小鼠对SARS病毒更易感,而且表现出更接近SARS患者的病理变化。     

A mouse-adapted SARS-coronavirus causes disease and mortality in BALB/c mice

No single animal model for severe acute respiratory syndrome (SARS) reproduces all aspects of the human disease. Young inbred mice support SARS-coronavirus (SARS-CoV) replication in the respiratory tract and are available in sufficient numbers for statistical evaluation. They are relatively inexpensive and easily accessible, but their use in SARS research is limited because they do not develop illness following infection. Older (12- to 14-mo-old) BALB/c mice develop clinical illness and pneumonitis, but they can be hard to procure, and immune senescence complicates pathogenesis studies. We adapted the SARS-CoV (Urbani strain) by serial passage in the respiratory tract of young BALB/c mice. Fifteen passages resulted in a virus (MA15) that is lethal for mice following intranasal inoculation. Lethality is preceded by rapid and high titer viral replication in lungs, viremia, and dissemination of virus to extrapulmonary sites accompanied by lymphopenia, neutrophilia, and pathological changes in the lungs. Abundant viral antigen is extensively distributed in bronchial epithelial cells and alveolar pneumocytes, and necrotic cellular debris is present in airways and alveoli, with only mild and focal pneumonitis. These observations suggest that mice infected with MA15 die from an overwhelming viral infection with extensive, virally mediated destruction of pneumocytes and ciliated epithelial cells. The MA15 virus has six coding mutations associated with adaptation and increased virulence; when introduced into a recombinant SARS-CoV, these mutations result in a highly virulent and lethal virus (rMA15), duplicating the phenotype of the biologically derived MA15 virus. Intranasal inoculation with MA15 reproduces many aspects of disease seen in severe human cases of SARS. The availability of the MA15 virus will enhance the use of the mouse model for SARS because infection with MA15 causes morbidity, mortality, and pulmonary pathology. This virus will be of value as a stringent challenge in evaluation of the efficacy of vaccines and antivirals.     

The aetiology of SARS: Koch's postulates fulfilled

Proof that a newly identified coronavirus, severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV) is the primary cause of severe acute respiratory syndrome (SARS) came from a series of studies on experimentally infected cynomolgus macaques (Macaca fascicularis). SARS-CoV-infected macaques developed a disease comparable to SARS in humans; the virus was re-isolated from these animals and they developed SARS-CoV-specific antibodies. This completed the fulfilment of Koch's postulates, as modified by Rivers for viral diseases, for SARS-CoV as the aetiological agent of SARS. Besides the macaque model, a ferret and a cat model for SARS-CoV were also developed. These animal models allow comparative pathogenesis studies for SARS-CoV infections and testing of different intervention strategies. The first of these studies has shown that pegylated interferon-alpha, a drug approved for human use, limits SARS-CoV replication and lung damage in experimentally infected macaques. Finally, we argue that, given the worldwide nature of the socio-economic changes that have predisposed for the emergence of SARS and avian influenza in Southeast Asia, such changes herald the beginning of a global trend for which we are ill prepared.