「新冠肺炎病毒最理想的動物模型應該是把人的ACE2受體,通過基因敲入動物的ACE2,使人的ACE2盡可能與內源受體同樣表達在肺等器官,從而成為比較好的動物模型。
最近,北京協(xié)和醫(yī)科院動物所和中國疾病預防控制中心病毒病預防控制所的這項研究沒有做基因敲入,而是做了轉基因,把人的ACE2基因導入小鼠。但由于不是替代(基因敲入),所以表達部位不同于受體原來的部位,還可能會出現(xiàn)ACE2原始表達部位之外的其他系統(tǒng)感染。
此外,雪貂通常被認為是流感病毒感染的最佳試驗模型,從1933年起,它就被投入了流感病毒各個方面的研究,之后也有研究者將其用來研究SARS病毒。
因此,新冠肺炎動物模型的構建,還需要進一步地推進,包括基因敲入,也包括動物的選擇,例如到底是小鼠更好,還是雪貂更合適。」小鼠是常見的動物模型,但它是否是新冠肺炎的理想動物模型
(圖源:NIH)
自新冠肺炎疫情去年年底爆發(fā)以來,在很長的一段時間里,由于缺乏遺體捐獻者,我們對新冠肺炎病毒引起的病理特征很有限,華中科技大學同濟醫(yī)學院法醫(yī)系教授劉良也認為,由于一直缺乏系統(tǒng)尸體解剖提供的完整病理學資料,研究人員對疾病的發(fā)病機制、器官損害等影響無法確切判斷。直至兩個多星期前,臨床醫(yī)生才完成了第一例新冠肺炎遺體解剖手術。然而,構建有效的新冠肺炎動物模型,不僅能幫助我們了解新冠肺炎的病理特征,同時也有助于藥物及疫苗的研發(fā),因此新冠肺炎動物模型的研究十分重要。近日,中國學者在這方面邁出了一步。2020年2月28日,北京協(xié)和醫(yī)學院教授秦川及中國疾病預防控制中心病毒病預防控制所研究員武桂珍在預印版平臺bioRxiv 發(fā)表了題為“The Pathogenicity of SARS-CoV-2 in hACE2 Transgenic Mice”的研究論文(尚未經同行評審),該研究構建了感染新冠病毒(SARS-CoV-2)的人源ACE2轉基因小鼠,用以研究病毒的致病性,從而促進新冠肺炎病毒的療法和疫苗的開發(fā)。
研究者通過分子生物學分析發(fā)現(xiàn),新冠肺炎病毒與人類血管緊張素轉化酶2(hACE2)結合具有更高的親和力。因此,他們首先構建了hACE2轉基因的小鼠,然后再讓它們感染新冠肺炎病毒,來研究新型冠狀病毒的致病性。
感染SARS-CoV-2的轉基因小鼠體重顯著減輕
研究者在感染新冠肺炎病毒、但無其他病原體感染的hACE2轉基因小鼠上,觀察到了體重減輕和肺中的病毒復制。

新冠肺炎病毒的hACE2轉基因小鼠肺部顯著的病毒滴度
此外,他們把小鼠的心、肝、脾、肺、腎、腦、小腸、睪丸,均按時間點取出進行研究,發(fā)現(xiàn)被感染的轉基因小鼠典型的組織病理特征是間質性肺炎,肺泡間質中顯著的淋巴細胞和單核細胞浸潤,肺泡腔內巨噬細胞聚集,支氣管上皮細胞、肺泡巨噬細胞和肺泡上皮中均可觀察到病毒抗原。而在有新冠病毒感染的野生型小鼠(即沒有轉hACE2的小鼠)中未發(fā)現(xiàn)此類現(xiàn)象。其他臟器暫未觀察到明顯損傷,未看出明顯與野生型小鼠的區(qū)別,即新冠病毒對野生型小鼠無影響。
新冠肺炎病毒的hACE2轉基因小鼠顯著的肺部大體病理學組織和肺部病理學切片和免疫組化

小鼠其他臟器暫時沒有觀察到顯著損傷
這項研究闡明了hACE2小鼠中新冠肺炎病毒的致病性,也確證了新冠病毒確實是新冠肺炎的致病源,滿足傳染病病原鑒定的金科玉律“科赫法則”(Koch's postulates),“科赫法則”由德國偉大的細菌學家羅伯特·科赫(Robert Koch)提出,是一套用以驗證細菌與病害的關系,被后人奉為傳染病病原鑒定的經典科學法則。小鼠模型的構建可能會促進針對新冠肺炎療法以及疫苗的開發(fā)。但小鼠是否是新冠肺炎病毒理想的動物模型不得而知,是用小鼠,還是用其他動物,目前學界還沒有定論。有學者表示,動物模型很容易做:把人的ACE2受體,替代小鼠或其他動物的。此次研究小鼠的受體仍然存在,只是把人的ACE2受體通過轉基因引入,可能會出現(xiàn)其他系統(tǒng)的感染,因此這一動物模型的構建只是有限地推進了一步。相關論文
Bao, L., et al. The Pathogenicity of SARS-CoV-2 in hACE2 Transgenic Mice. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.02.07.939389v3