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人肠道病毒71型(EV71)是引起手足口病、脑炎、无菌性脑膜炎、神经性肺水肿等疾病和症状的主要病原体。据卫生部统计,近年来我国手足口病发病率和死亡率呈逐年上升趋势,其中EV71是导致患病儿童重症和死亡的祸首之一,危害十分严重。然而,目前尚无有效的预防性疫苗和特效治疗药物上市,不利于疫情防控。研发EV71预防性疫苗及治疗方法成为当务之急,而有效的动物感染模型是顺利开展上述研究的必要保障,同时也是探索病毒感染和致病机制的重要支持。目前对于EV71动物模型特别是小动物模型的研究基础较为薄弱,限制了相关研究的开展。因此,本研究旨在建立一种能够有效感染的EV71小动物模型,并对可能影响该模型的因素进行系统研究及优化,同时探索了将该模型应用于EV71中和抗体体内治疗效果评价的可行性,为开展EV71预防疫苗和新型治疗性药物研制提供了重要的基础。
本研究首先建立了用于动物实验研究的肠道病毒二级保存库,其中EV71病毒43份,其基因型覆盖了A、C2、C4、C5、B3、B4和B5;CA16病毒20份;CB3病毒7份。同时使用37株EV71各亚型毒株对一日龄小鼠毒力情况进行考察,实验结果发现,大多数EV71病毒对小鼠毒力较弱,攻毒小鼠仅表现出颤抖、瘦弱等轻微症状或不感染;个别毒株会引发明显CNS感染症状,经IHC检测在神经组织等检测到病毒增殖,但是发病率较低,无法满足动物模型的构建需要。
随后,进一步通过对小鼠攻毒方式、攻毒剂量和实验小鼠品系的探索中发现,这些条件的优化无法使EV71对小鼠感染能力显著提高,缺乏强毒株成为模型构建的首要问题。随后我们采用两种策略同时进行EV71强毒株的研制,一是通过病毒在小鼠体内连续传代的方法,经过4轮后获得了2株小鼠适应株pSVA-MP4和5535.MP4,经攻毒验证这两种小鼠适应株对小鼠具有高度的神经侵染毒力,与EV71在人体内的感染情况极为相似。二是利用中心已建立的反向遗传学技术平台,突变EV71感染性克隆的小鼠毒力位点,获得了一株具有较高神经侵染毒力的基因定点突变株,经IHC检测在神经组织等检测到病毒增殖。
在实验中收集了病毒感染动物的多种标本,摸索了不同组织标本处理的方法,初步建立了动物标本病理检测和分析技术平台,并通过将病毒分离、RT-PCR和病理分析等方法结合起来检测EV71感染。至此,已初步建立了EV71小鼠感染模型,即通过腹腔注射小鼠适应株pSVA-MP4,感染一日龄BALB/c小鼠的EV71动物模型。
本研究通过使用已建立的EV7l动物感染模型评价了3株VP2特异性单抗和1份VP2多肽免疫血清的对EV71感染小鼠的治疗和保护效果。实验结果表明,在EV71感染小鼠24小时后,给予VP2中和单抗和VP2多肽免疫血清可以有效地保护小鼠免于EV71致死性攻毒,完成了该模型在EV71抗体治疗评价方面应用的初步探索。
综上所述,本研究成功构建了EV71小鼠感染模型,初步摸索了该模型在抗体治疗评价上的应用方案。该模型的建立为EV71疫苗和新型抗病毒药物的开发,以及病毒感染机理的探索提供了重要的研究手段。