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科研戰(zhàn)神·王鐵蟲 (小有名氣)
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乙型病毒性肝炎動物模型
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乙型病毒性肝炎動物模型 乙型肝炎病毒( Hepatitis B virus,HBV) 感染是影響人類健康的重要問題,據(jù)WHO報道,全球約2.4 億人為慢性HBV 感染者。2006 年全國乙型肝炎流行病學(xué)調(diào)查顯示我國一般人群HBsAg攜帶率為 7.18%,乙肝病毒攜帶者約有9000萬人。動物模型對于了解HBV感染的病理生理學(xué)、病毒復(fù)制的相關(guān)機(jī)制以及該過程中發(fā)生的肝細(xì)胞損傷、肝纖維化,藥物療效評價等有重要意義。 動物的選擇 黑猩猩、樹鼩、小鼠、鴨。 造模方法 一、靈長類動物模型 黑猩猩等靈長類動物是除人類外唯一具有HBV免疫活性的天然宿主。黑猩猩注射來自人類HBV攜帶者的血清,可誘導(dǎo)其發(fā)生與人類急性乙肝類似的免疫反應(yīng),黑猩猩也可以發(fā)生HBV慢性感染,但其程度要比人類輕得多。 優(yōu)缺點(diǎn):黑猩猩是目前研究HBV感染、免疫應(yīng)答對病原體清除機(jī)制和疫苗評價等最為理想的模型。但由于受黑猩猩體型較大、價格昂貴、研究隊(duì)列小、倫理問題的制約,限制了其作為HBV動物模型的應(yīng)用。 二、樹鼩模型 樹鼩是目前除黑猩猩以外,唯一能感染HBV和HCV的實(shí)驗(yàn)動物。用HBV感染新生樹鼩后可觀察到慢性肝炎癥狀。 缺點(diǎn):目前樹鼩非純系動物,個體差異較大,且樹鼩 HBV 的總體感染率尚較低,HBV的復(fù)制及表達(dá)水平不高,制約了其在研究中的應(yīng)用。 三、鼠類模型 1 轉(zhuǎn)基因小鼠模型 造模方法1:研究者應(yīng)用末端冗余的1.3 HBV-DNA構(gòu)建的轉(zhuǎn)基因小鼠,其可以產(chǎn)生高水平的病毒顆粒,將轉(zhuǎn)基因小鼠產(chǎn)生的病毒接種于黑猩猩體內(nèi)證實(shí)其有感染性。 造模方法2:研究者在重癥聯(lián)合免疫缺陷小鼠基礎(chǔ)上建立了帶有HBV的轉(zhuǎn)基因小鼠,病毒可在小鼠體內(nèi)持續(xù)復(fù)制和表達(dá),在過繼同系小鼠的脾細(xì)胞后,可觀察到肝臟及血清中病毒被清除,并發(fā)展為慢性肝炎。 缺點(diǎn):由于小鼠缺乏HBV特異性受體,HBV無法進(jìn)入小鼠肝細(xì)胞,研究人員因此不能研究HBV感染的步驟,且在HBV轉(zhuǎn)基因小鼠的肝臟中未檢測到環(huán)狀DNA,無法完全模擬HBV在人體內(nèi)的復(fù)制過程。 2 人源化小鼠模型 Trimera 小鼠模型:研究者用射線輻射處理BALB/c小鼠后注射SCID / NOD小鼠的骨髓細(xì)胞,再于其腎被膜下植入外源性HBV 感染的人肝活體組織,移植后 1 個月 85%的小鼠觀察到 HBV 感染,病毒血癥持續(xù)約 20d。 缺點(diǎn):該模型移植到腎被膜下的人肝細(xì)胞存活較少,維持活性時間短,且建模相對復(fù)雜。 NOD / SCID 小鼠模型:研究者將原代人類肝細(xì)胞移植在 NOD / SClD 小鼠腎囊內(nèi),應(yīng)用 c-Met激動性抗體促進(jìn)移植的人肝細(xì)胞生長,然后接種HBV,可觀察到高拷貝的HBV-DNA。同時研究者對感染 HBV 的小鼠注射來自黑猩猩的 HDV 陽性血清,后小鼠血清可檢測到 HDV-RNA 并且保持至少 4 周。 該小鼠模型為研究 HDW 生命周期以及HBV、HDV重疊感染提供了可能。 3 移植人肝組織的小鼠模型 將人原代肝細(xì)胞或肝組織移植于鼠可建立移植人肝組織的小鼠模型。常用的小鼠模型為HBV三聚體小鼠模型。該模型首先對BALB/c鼠進(jìn)行全身致命性照射以去除正常小鼠的免疫系統(tǒng),然后用SCID小鼠骨髓細(xì)胞進(jìn)行免疫重構(gòu),最后將已經(jīng)感染了HBV的人肝細(xì)胞移植到鼠肝內(nèi)。大約80%的鼠出現(xiàn)病毒血癥。盡管血漿中病毒滴度比較低,維持時間僅20 d,但短期觀察抗病毒的療效仍是可行的。 四、鴨 鴨肝炎模型是目前使用較多的動物模型。雛鴨感染DHBV后可維持長期病毒血癥而無明顯的自然轉(zhuǎn)陰現(xiàn)象,該模型建立方便穩(wěn)定,是目前篩選和評價抗HBV藥物的重要動物模型,可作為抗病毒藥物臨床前評價的工具,研究藥物的藥效、藥物動力學(xué)及毒理學(xué),也可用于評價免疫治療的療效。國外多用北京鴨或康貝爾鴨,國內(nèi)目前選用北京鴨、重慶麻鴨與廣州麻鴨等先天與后天HBV感染模型。 由于鴨對DHBV先天免疫耐受,因此無免疫因素的影響,可直接觀察藥物對DHBV的抑制作用,完全可用于抗乙肝病毒藥物的篩選。但DHBV屬禽類嗜肝病毒,與人HBV在結(jié)構(gòu)上有較大差別(如DHBV無X基因),且鴨在生物進(jìn)化上與人類相差較遠(yuǎn),所以經(jīng)鴨模型評價的藥物能否直接用于人體還有待進(jìn)一步研究。 總結(jié) 實(shí)驗(yàn)動物的選擇非常關(guān)鍵,盡可能地研究選擇與人體環(huán)境相似的實(shí)驗(yàn)動物模型,仍是今后這方面研究的重點(diǎn)與難點(diǎn)。無論是非人靈長類實(shí)驗(yàn)動物模型,還是簡單、易得的其他小動物模型,作為有實(shí)驗(yàn)價值的HBV感染動物模型,都必須滿足2個條件:一是高水平的HBV基因表達(dá)及復(fù)制,二是伴有持續(xù)性病毒復(fù)制和基因表達(dá)的慢性HBV感染。目前用于乙型肝炎相關(guān)研究的動物模型主要存在的問題是未能建立起在生物學(xué)分類上與人類相近,并具有感染率高、感染維持時間長、感染后肝組織的病理改變類似人乙型肝炎改變的經(jīng)濟(jì)適用的動物模型。由于HBV以外的其他嗜肝病毒在結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能上與人HBV有一定差異,因此應(yīng)用這些嗜肝病毒相關(guān)的動物模型進(jìn)行人HBV感染、復(fù)制和藥物治療等研究時受到一定程度的限制?偟膩碚f,建立對人HBV易感并具有與人感染HBV后相同或相似的肝臟病理改變及疾病轉(zhuǎn)歸的動物模型,將能極大地促進(jìn)人類攻克乙型肝炎的進(jìn)程。 |
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