全球快速开发新冠肺炎药物和疫苗的努力受到了实验室小鼠数量有限的阻碍，这些小鼠容易感染导致新冠肺炎的SARS-CoV-2病毒。现在，位于圣路易斯的华盛顿大学医学院(Washington University School of Medicine in St. Louis)的研究人员报告说，他们已经开发出一种可以在人身上复制这种疾病的小鼠模型。此外，其他科学家也可以很容易地采用同样的方法，以显著加快对试验性COVID-19治疗和预防措施的测试。
6月10日在线发表在《细胞》杂志上的一篇论文描述了这种小鼠模型。除了进行药物和疫苗测试，科学家还可以利用该模型对那些被培育成肥胖、糖尿病或慢性肺病等健康状况的老鼠进行试验，以调查为什么有些人会出现危及生命的COVID-19病例，而另一些人则可以自行康复。
“有巨大的推动尽快开发疫苗和疗法,由于动物模型已经有限,这些临床实验的药物和疫苗已经直接进入人类,和他们中的很多人并没有成功,”首席研究员Michael s .钻石说,医学博士,博士,赫伯特·s .天然气井的医学教授和专家病毒感染。“老鼠很有用，因为你可以研究大量的老鼠，观察疾病的病程和免疫反应，而这在人身上很难做到。如果我们能在进行更具挑战性的非人类灵长类动物研究和最终的人类研究之前，获得更多关于这些潜在药物和疫苗如何工作以及它们的有效性的信息，那么对人类来说，成本效益更高、效率更高、更安全。”
小鼠不会自然感染导致COVID-19的病毒。为了感染人类，病毒依附在呼吸道细胞表面一种叫做血管紧张素转换酶-2 (ACE2)的蛋白质上。但是人类的ACE2蛋白与小鼠的ACE2蛋白不同，病毒无法附着在小鼠的ACE2蛋白上。
导致2003年非典疫情的病毒与导致COVID-19大流行的病毒密切相关，而且非典病毒还通过附着在人类ACE2蛋白上来感染细胞。在非典流行期间，研究人员培育了一种带有人类ACE2蛋白的转基因小鼠，以便研究非典。然而，在疫情结束后，人们对SARS的兴趣减弱了，老鼠的聚居地也关闭了。今年早些时候COVID-19的出现引发了一场重新开始繁殖小鼠的疯狂热潮，但即使是现在，对于所有想研究这种疾病、测试潜在疫苗和疗法的研究人员来说，小鼠的数量也远远不够。
Diamond之前曾领导开发寨卡病毒感染的小鼠模型，他意识到他们需要一种更快的方法来获得可用于COVID-19研究的小鼠。Diamond及其同事——包括共同第一作者Ahmed Hassan、DVM、博士和Brett Case，他们都是博士后研究人员，还有Emma Winkler，一名医学/博士研究生，以及来自Diamond实验室的COVID-19团队的其他几名关键成员——决定将人类ACE2蛋白暂时引入小鼠体内。为了实现这一目标，他们将人类ACE2基因插入到一种被称为腺病毒的温和呼吸道病毒中。他们还移除了腺病毒复制所需的基因，这样病毒就可以感染细胞一次但不会繁殖。然后，研究人员用改良的腺病毒感染老鼠。这些动物的呼吸道会在几天内产生人类ACE2，这使得它们很容易感染导致COVID-19的病毒。
为了观察老鼠是否会患上与人类相似的疾病，研究人员让老鼠感染了改良的腺病毒，然后5天后通过鼻子给它们注射COVID-19病毒。病毒迅速沿呼吸道传播，尤其是肺部，在那里大量复制，导致肺炎和明显的炎症，就像在人身上一样。研究人员还发现，心脏、脾脏和大脑中的病毒含量较低，而这些器官都可能成为病毒的攻击目标。这些老鼠在患病期间体重下降了10%到25%，但最终恢复了正常。
“这些老鼠患上了与我们在人类身上看到的类似的肺部疾病，”Diamond说，他也是一名分子微生物学、病理学和免疫学教授。“他们会病一段时间，但最终会康复，就像大多数感染COVID-19的人一样。你可以将这项技术用于几乎任何种类的实验室老鼠，使它们对SARS-CoV-2易感，然后进行任何你想做的研究:测试疫苗或药物，研究免疫反应，以及许多其他与病毒如何导致疾病有关的事情。”
该模型还可用于更好地了解使一些人面临严重COVID-19疾病风险的因素。高龄、男性以及肥胖、糖尿病、心脏、肾脏或肺部疾病等情况都会增加严重COVID-19的风险，原因尚不清楚。
“这很容易研究，例如，年老的老鼠或肥胖的老鼠，看看它们对感染的反应，”Diamond说。“我预计他们会表现得更差，但真正的问题是为什么。他们在早期感染的病毒多吗?他们的状况是削弱了免疫反应，还是加剧了有害的炎症反应?有了这个模型，我们可以开始研究那些很难在人身上研究的因素。”
Hassan AO JB,温克勒,Thackray L, Kafai NM,贝利,McCune BT,福克斯JM,陈再保险公司AL Soussi世行特纳JS,施密茨AJ, Lei T, Shrihari年代,基勒SP,弗里蒙特DH,希腊,麦克雷PB,帕尔曼年代,Holtzman MJ, Ellebedy啊,钻石女士SARS-CoV-2感染小鼠模型演示了通过中和抗体保护。细胞。2020年6月10日，DOI: 10.1016/ j.c. cell.2020.06.011
本研究由美国国立卫生研究院资助，合同号为75N93019C00062和HHSN272201400008C，授权号为R01AI127828、P01AI60699、R21AI139813、U01AI141990和F32AI138392;国防高级研究计划局，批准号HR001117S0019;还有海伦·海伊·惠特尼基金会。
华盛顿大学医学院的1500名教员也是巴尼斯-犹太和圣。路易的儿童医院。该校在医学研究、教学和病人护理方面处于领先地位，在《美国新闻与世界报道》(U.S. News &)评选的全美十大医学院中名列前茅。世界报道。通过与巴尼斯-犹太医院和圣路易斯儿童医院的关系，医学院与BJC医疗保健联系在一起。
最初由医学院出版
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