SARS-CoV-2引起的COVID-19暴发,已对全球构成重大公共卫生威胁。截至2021年1月中旬,全球累计确诊人数超过9549万,死亡人数超过203万人。动物模型对于阐明病毒感染与发病机制、传播途径以及药物和疫苗评价十分关键,是国务院联防联控机制科研攻关组部署的五大主攻方向之一。中国医学科学院医学实验动物研究所秦川团队率先建立了COVID-19的转基因小鼠模型和恒河猴模型,并于2020年2月18日通过科技部组织的新冠动物模型鉴定。这两种动物模型首次阐明了SARS-CoV-2感染的致病性,加深了对病因学和病理学的认知,促进了抗病毒药物和疫苗研发。该项研究作为知识创新类项目“新冠肺炎动物模型的构建”,于2021年1月13日当选中国科协生命科学学会联合体评选的2020年度中国生命科学十大进展,对防控当前全球面临的新冠肺炎疫情有重大意义。其中,恒河猴新冠肺炎模型研究,由秦川团队联合来自于中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所、中国医学科学院病原生物学研究所、首都医科大学的研究团队进行,研究成果发表于《动物模型与实验医学(英文)》期刊(Animal Model & Experimental Medicine,2020 Mar 30;3:93-97)。
该研究建立了与年龄相关的SARS-CoV-2感染恒河猴模型。阐述了不同年龄恒河猴经气道感染SARS-CoV-2后,临床症状、病毒复制、胸部X光、组织病理学变化和免疫反应等方面的变化。在SARS-CoV-2攻毒后的14天内,老龄猴的鼻咽拭子、肛拭子以及肺的病毒复制比青年猴更活跃。青年猴和老龄猴的呼吸道中检测到病毒载量在感染后3天达到峰值。青年猴肛拭子中的病毒载量低于鼻和咽喉标本中的病毒载量。此外,从感染后3天到11天,老龄猴肛拭子中持续检测到病毒,其病毒载量高于青年猴。恒河猴模型发展出典型的间质性肺炎,其特征是肺泡间隔增宽并伴有炎症和水肿,尤其在老龄猴的肺脏中表现出弥漫性、重度间质性肺炎的病理变化,并且在肺泡上皮细胞和巨噬细胞中检测到病毒抗原。X线片显示老龄猴在感染后5天双侧肺叶和左下肺叶有明显的毛玻璃样变化,以及双侧肺上叶有斑片状病变。相应的病变也出现在显微镜下,主要表现为间质性肺炎,肺泡间质中炎性细胞大量浸润,肺泡腔内充满大量的渗出物和坏死细胞碎片,并伴有严重的肺水肿。青年猴的肺炎的特征是肺泡间隔增厚,肺泡腔中单核细胞数量增加,上皮细胞和巨噬细胞变性,并且可见包括淋巴细胞和单核细胞在内的炎性细胞浸润。该研究发现老年恒河猴比青年猴表现出更严重的症状及病理变化,对进一步研究SARS-CoV-2的致病性以及疫苗和治疗药物的评价具有重要意义。该模型是国际上第一个构建的新冠病毒恒河猴模型,其研制方法和标准已提供给世界卫生组织(WHO),供国际研究使用。
《动物模型与实验医学(英文)》(Animal Models and Experimental Medicine,AMEM)由中国实验动物学会、中国医学科学院医学实验动物研究所共同主办,与国际著名出版集团Wiley合作出版。
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