1 背景介紹
冠狀病毒（CoV）是自然界廣泛存在的一種人獸共患病病毒。最近一次是2019年由嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒2（SARS-CoV-2）引起的新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）大流行，目前仍在持續反復感染人群，威脅人類健康。COVID-19發病時引起患者發熱、干咳、疲勞、腹瀉、呼吸困難和咯血等癥狀，誘導肺等主要部位發生免疫病理改變。血管緊張素轉換酶2（ACE2）是SARS-CoV-2病毒侵入人體最主要的細胞表面受體，但由于物種間的差異，SARS-CoV-2病毒無法與野生型嚙齒動物的ACE2受體結合，但是通過基因編輯技術將小鼠ACE2替換為人源ACE2，就可以獲得穩定表達人類ACE2受體的人源化ACE2小鼠（hACE2）。因此本研究旨在建立SARS-CoV-2滴鼻感染所致的hACE2小鼠病毒性肺炎模型，為抗體、疫苗、抗感染藥物的非臨床評價提供載體模型。
2 材料和方法
2.1 實驗動物和病毒株
SPF級K18-hACE2雄性小鼠，共24只，6~8周齡，體質量18~26g，購自江蘇集萃藥康生物科技有限公司。
新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）毒株（GenBank: MT123290），從1名患者咽拭子中分離，保存于P3實驗室－80℃超低溫冰箱。
2.2 主要試劑和儀器
（1）主要試劑：瑞德西韋。
（2）主要儀器：電子天平，生物顯微鏡。
2.3 試驗方法
將24只雄性hACE2小鼠按體重隨機分為正常對照組、模型對照組、瑞德西韋組，每組8例動物。除正常對照組滴鼻給予生理鹽水外，其他各組小鼠在乙醚輕度麻醉下，均滴鼻感染4×10
5 PFU的SARS-CoV-2 病毒。瑞德西韋組給予50 mg/kg灌胃給藥，正常對照組、病毒模型對照組給予純水灌胃給藥，1次/d，連續5 d。感染后每日記錄小鼠死亡情況，計算5 d死亡率。實驗結束后解剖取肺組織，左肺組織置于10%中性福爾馬林固定，進行常規蘇木素-伊紅（H-E）染色后，光鏡下觀察組織病理學改變情況。
3 試驗結果
3.1小鼠的生存情況
實驗期間正常對照組動物無死亡發生，模型對照組體質量下降、毛發褶皺、體征虛弱和死亡。各組動物存活結果（見表1、圖1）顯示，攻毒第4天后，模型對照組小鼠100%死亡；攻毒第5天后，瑞德西韋組對感染SARS-CoV-2小鼠保護作用和生命延長率分別為75%和22.42%，平均生存天數為4.75d，與模型對照組相比具有顯著性差異（
P<0.01）。
表1
SARS-CoV-2 病毒感染小鼠生存情況（`x±s）
|
組別 |
劑量 |
動物數/只
（始/終） |
平均存活時間/d |
死亡保護率
/% |
生命延長率
/% |
|
模型對照組 |
— |
8/0 |
3.88±0.35 |
— |
— |
|
瑞德西韋組 |
50mg·kg-1 |
8/6 |
4.75±0.46** |
75.00 |
22.42 |
注：與模型對照組比較，
**P<0.01；死亡保護率（%）=模型對照組死亡率－給藥組死亡率；生命延長率（%）=（給藥組平均存活時間－模型對照組平均存活時間）/模型對照組平均存活時間×100%。
圖1
各組小鼠的生存曲線
3.2組織病理學改變
HE染色結果顯示（圖2），正常對照組小鼠肺內各級支氣管結構正常，肺泡腔正常,間質血管未見擴張或狹窄和炎細胞浸潤。模型對照組小鼠肺組織出現肺出血/淤血，間質肺炎（吞噬細胞浸潤/蛋白液滲出），肺泡腔蛋白液滲出，血管/細支氣管周圍炎細胞浸潤，支氣管黏膜變性/壞死、脫落等變化，肺部病理變化指征明顯。結合動物比例和病變程度，與模型對照組相比，瑞德西韋組上述病變減輕，對SARS-CoV-2感染造成的的間質性肺炎、血管/細支氣管周圍炎細胞浸潤、肺出血/淤血等病理變化有明顯的改善作用。
圖2
各組小鼠肺組織病理檢查結果（HE染色，×200）
4 試驗結論與討論
本研究建立的SARS-CoV-2滴鼻感染hACE2轉基因小鼠模型，在感染SARS-CoV-2后，小鼠生存率明顯下降，肺部間質肺炎、血管/細支氣管周圍炎細胞浸潤等肺部病理變化指征明顯，提示SARS-CoV-2感染小鼠模型造模成功。而瑞德西韋組死亡率明顯下降，平均存活時間顯著延長，肺組織病理改變明顯，表明本研究建立的SARS-CoV-2滴鼻感染hACE2小鼠病毒性肺炎模型，能夠作為篩選抗SARS-CoV-2藥物的載體模型。
