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高致病性禽流感(H5N1)病毒感染模型

禽流感(avian influenza,AI)是由A型流感病毒(avian influenza viruses, AIV)引起的一種禽類的急性、高度接觸性、烈性傳染病,可引起禽類的感染或**綜合征。該病毒屬正黏病毒科、流感病毒屬,其含有神經氨酸酶和血凝素,可凝集某些動物的紅細胞,對消化道、呼吸道系統具有致病性。雞、火雞、鴨和鵪鶉等家禽及野鳥、水禽、海鳥等均可感染,而家養的雞和火雞引起的危害*為嚴重,國外報道,已發現帶毒鳥類達88種。根據其對易感雞致病性強弱,可將禽流感病毒分為高致病性AIV(如H5N1等)和低致病性AIV(如 H9N2等)。火雞、雞、鴨和鵝自然狀態下容易感染禽流感病毒,是*常用的實驗動物。其他可用作AIV人工接種的實驗動物有:雪貂、貓、倉鼠、小鼠、猴、水貂及豬。

1 嚙齒類動物模型

(1)復制方法  4~6周齡SPF級ICR小鼠或NIH小鼠。首先將病毒無菌接種于10日齡雞胚的尿囊腔,病毒毒株為A/Goose/Guangdong/NH/2003(H5N1),待活化增殖后,病毒的血凝滴度可達到1:256。將小鼠麻醉后,經其鼻腔接種AIV,接種量為0.1ml/只,然后通過模型動物體溫、體重、臨床癥狀、病理變化、病毒分離和抗體測定進行比較分析。接種后ICR及NIH小鼠的肺臟肉眼可見,充血和水腫,肺體積變大,肺組織表面局部有輕度實變,呈現斑點狀充血;鏡下病理組織學觀察可見,肺間質充血,血管周圍有炎癥細胞浸潤;細支氣管內充血,部分管壁黏膜上皮細胞壞死、脫落。

(2)模型特點  機體呼吸道是AIV病毒的主要感染途徑,敏感動物可出現支氣管和肺組織內明顯病理變化;部分動物尚可出現體液**反應,有接近1/2的感染小鼠可檢測到AIV抗體,且*先出現抗體的時間為接種后第6日。部分動物體內有病毒復制,大部分ICR和NIH模型小鼠分離到AIV,ICR和NIH小鼠對AIV*敏感,較適宜作為AIV小動物模型。

(3)比較醫學  接種感染后ICR小鼠和NIH小鼠均出現較為明顯的臨床癥狀,表現為反應遲鈍、食欲減退、呼吸急促,出現皺毛、弓背等現象,并日益嚴重;體重與體溫均呈降低趨勢,其臨床癥狀及病理變化比較典型。而人感染禽流感病毒后的主要癥狀表現為發熱,體溫大多持續在39℃以上,可伴有鼻塞、咳嗽、咽痛、**、肌肉酸痛和全身不適。在實驗過程中近半數接毒小鼠死亡。模型動物臨床癥狀和人的臨床癥狀并不完全相同,但組織病理變化基本相似。到目前為止,人工感染途徑主要有鼻腔、氣管、結膜、皮下、肌肉等,模型動物的發病率和臨床癥狀受多種因素(動物易感性、病毒毒力、接種途徑和動物年齡等)的影響。

2 非人靈長類動物模型

(1)復制方法  采用“環甲膜穿刺術”接種病毒。恒河猴取仰臥位,頭盡量后仰,在甲狀軟骨與環狀軟骨之間確定環甲膜的位置;在鎖骨中線處,與皮膚成35°~45°角向足部方向進針,可用16號注射針頭刺向環甲膜進入氣管腔,經氣管注射雞胚培養的禽流感H5N1病毒(病毒血凝滴度達1:256以上,毒株為ACGoose/Guangdong/11961H5N1)感染恒河猴,觀察恒河猴染毒后出現的臨床體征,用顯微計數法檢測外周血白細胞的動態變化,用ELISA檢測禽流感病毒特異性抗體變化規律,用流式細胞儀檢測外周血T**細胞及其亞群的動態變化。模型動物以肺部損傷為主,伴多器官病變。肺部的病變主要表現為彌漫性肺泡損傷,先后經歷滲出期、增生期和纖維化期;在肝臟、腎臟和**神經系統中也觀察到變性、壞死等病理變化。

(2)模型特點  接種病毒后動物急性發病,臨床表現為發熱,呼吸困難,精神萎靡,活動減少,食欲下降,并有咳嗽和紫紺等,肺部聽診模型動物雙肺可聞及干、濕音。鏡下病理組織學觀察以肺病理損傷變化為主,伴多器官病變;肺組織病變主要表現為彌漫性肺泡損傷,可先后出現滲出期、增生期和纖維化期;在肝臟、腎臟和**神經系統中也可見變性、壞死等病理變化。病毒僅在模型動物的呼吸系統中復制,不在呼吸道以外的組織器官中復制;肺內支氣管上皮細胞、肺泡上皮細胞和肺巨噬細胞是禽流感病毒侵犯的主要細胞類型。接種感染早期,模型動物外周血白細胞總數、**細胞數可出現短暫的下降,而中性粒細胞數則先升后降,但均于感染第7日后逐漸恢復至正常水平。感染后第7~11日,機體抗體水平可持續快速升高;感染第11日后,抗體水平呈漸進性緩慢升高趨勢(觀察到染毒后50d為止)。感染后模型動物機體細胞**功能受損,表現為CD3+T**細胞、 CD3+ CD4+ T**細胞和CD3+ CD8+ T**細胞均出現短暫的下降,但這種細胞**功能受損是可逆的,至感染第7日后可逐漸恢復回升正常。

(3)比較醫學  恒河猴感染后的臨床特點、病理變化、外周血象、**反應等均與人禽流感嚴重病例相似,其表現的臨床癥狀和肺組織病理變化比NIH小鼠模型和ICR小鼠模型更為典型,可為人類禽流感病毒感染的致病機制、****以及疫苗評價提供*近似于人類的動物模型。

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