呼吸道合胞病毒感染的研究范文

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［摘要］呼吸道合胞病毒感染是常见的呼吸道感染性疾病，婴幼儿和老年人感染后可引起严重症状。动物模型是研究RSV感染疾病特征，评价治疗药物或预防性疫苗有效性的重要方面，不同的动物模型反应了疾病感染的不同方面，应基于研究目的和科学假设选择适合的动物模型，本文主要对RSV感染的各动物模型的优势和局限性进行总结，为新药的研发提供参考。

［关键词］呼吸道合胞病毒;动物模型;啮齿类;炎症

呼吸道合胞病毒(respiratorysyncytialvirus，RSV)属副黏病毒，是一种单链、负股、有包膜的RNA病毒，包膜上有F蛋白和G蛋白，F蛋白为融合蛋白，感染细胞后产生独特的细胞融合病变，G蛋白为吸附性蛋白，可与细胞表面的受体结合。RSV感染后首先于鼻咽上皮细胞中增殖，进而扩散至下呼吸道，不形成病毒血症，RSV能引起婴幼儿，特别是2～6个月的婴儿炎症呼吸道疾病，可累及细支气管和支气管，出现发热、咳嗽、呼吸困难等症状，严重者发生心力衰竭导致死亡，RSV在婴儿引起严重呼吸道病变的机制尚不清楚，可能与免疫病理作用相关，RSV也可在年老者和免疫功能低下者导致严重感染。

1儿童感染RSV的流行病学

根据WHO估算数据，全球每年约有6400万儿童感染RSV，其中约有16万儿童死于RSV感染。国内有关RSV的多中心、大样本的流行病学研究较少，多为RSV相关毛细支气管炎和肺炎的单中心、小样本的研究。2000年11月—2006年3月，首都儿科研究所附属儿童医院采集因急性呼吸道感染就诊的门诊及住院的患儿咽拭子或鼻咽分泌物标本10048份，检测结果显示RSV是冬春季婴幼儿下呼吸道感染的主要病毒病原［2］，2013年，对279例急性呼吸道感染患儿进行呼吸道病毒病原体检测，发现RSV阳性患儿约占呼吸道感染患儿的26．5%，与发达国家的RSV下呼吸道感染率相似。

2抗RSV药物研究进展

目前尚无针对RSV感染的疫苗上市，曾有以福尔马林灭活呼吸道合胞病毒(RSV)疫苗(F1-RSV)预防接种的婴幼儿，自然感染RSV后较之未接种疫苗感染者表现出更为严重的支气管痉挛性肺炎，并造成死亡。1998年美国FDA批准人源化抗RSV单克隆IgG抗体palivizumab(帕利珠单抗)用于预防RSV感染被动免疫;国内目前尚无针对RSV感染的特效药物上市，临床主要应用广谱抗病毒药物利巴韦林以及对症治疗。

3RSV感染动物模型

除作用机制研究和体外活性研究外，科学可靠的动物模型试验是药物非临床有效性评价的重要依据之一。理想的RSV感染动物模型应包含人感染RSV后的主要病理性改变和特点，包括病毒复制增殖、临床症状、肺和支气管的组织病理学改变等。另外RSV感染症状的严重程度往往与年龄相关，年龄越小则临床表现症状越重。另有研究表明，婴儿感染RSV可能与成年后的哮喘发作有密切关系。由于解剖结构、种属差异，人RSV感染的病理生理特点在单一的动物模型中无法完全复制，以下几种动物模型从RSV感染的不同侧面反映了疾病的特点。

3．1黑猩猩

由于黑猩猩的基因与人高度同源，多是非临床动物模型的最佳选择。黑猩猩经鼻接种RSV，鼻腔和气管分泌物中可检测到较高的病毒滴度，可见咳嗽、喷嚏、鼻涕等上呼吸道感染症状，一般不引起下呼吸道病变。局限性:由于黑猩猩价格昂贵，数量稀少以及动物保护等因素的制约，不适于药物的临床前评价。

3．2绵羊

幼年绵羊对hRSV较易感，新生绵羊经气管接种hRSV，病毒可大量复制，动物可见咳嗽等上呼吸道感染症状，病理学检查结果显示为毛细支气管炎症，呼吸道上皮细胞和肺泡细胞凋亡增多，以及间质性肺炎改变。由于绵羊呼吸道结构与人相似，动物体型较大，可进行肺功能监测。局限性:绵羊不是常用的动物模型，相应的市售检测试剂较少;所需饲养环境、饲料较特殊，难以大量用于非临床研究。

3．3棉鼠(cottonrat，Sigmodonhispidus)

1971年Dreizin首次报道了棉鼠作为hRSV病毒感染的动物模型，棉鼠感染hRSV后，病毒主要在肺部和下呼吸道复制扩增，病理学检查可见轻到中度细支气管炎或肺炎、气道上皮细胞脱落和肺不张，上呼吸道感染症状较明显，相关细胞因子变化不明显。棉鼠是疫苗、抗病毒药和单抗(如:帕利珠单抗)有效性评价的标准动物模型。局限性:棉鼠缺少近交系以及基因靶向研究品种，市售检测试剂较少，另外棉鼠适应环境能力较差，需专人饲养，成本较高。

3．4小鼠

1979年Prince首次报道小鼠作为hRSV感染动物模型，使用较多的为BALB/C小鼠，经鼻腔滴鼻感染RSV滴度为105～107PFU，动物可见明显下呼吸道炎症改变，气管灌注液中部分细胞因子和CC/CXC趋化因子如TNF-α，IL-6，IFN-γ，MIP-1α/CCL3，RANTES/CCL5和KC明显增加，组织病理学可见细支气管周和细血管周围单核细胞(淋巴细胞、巨噬细胞)渗出或间质性肺炎。小鼠感染hRSV亚型不同(如Along，A2和临床分离株等)症状不同。另外，年龄对小鼠呼吸道感染严重程度未见明显影响。小鼠感染RSV后出现呼吸频率加快，并伴有气道阻塞和气道高反应性，且气道的高反应性会持续较长时间，与儿童感染RSV很相似，但趋化因子受体CCR1和CXCR2缺乏的小鼠可见气道高反应性降低。小鼠是药理毒理学研究最常用的模型动物之一，遗传背景清楚，品系较多，并可通过基因靶向转染或敲除技术满足特定试验需求。

动物体积小、生长速度快、饲养成本低，市售检测试剂较多，基于上述原因，目前小鼠在RSV感染动物模型中应用最多。局限性:小鼠与人体免疫反应差异较大，小鼠无IL-8，中性粒和淋巴细胞偏低，受体辨识类型不同，白细胞表面表达的分化抗原群不同，小鼠解剖结构缺少细支气管和复杂气道。另外，RSV病毒在小鼠肺脏仅能低水平复制，不造成真正的感染，不能作为抗病毒宿主防御和炎症模型。有报道将裸鼠作为RSV感染模型，鼻腔缓慢滴入RSVA2株病毒液2×106PFU•mL－1，感染后裸鼠d2病毒滴度逐渐升高，d3达峰值为(6．59±0．62)lgPFU•g－1，病毒至d9滴度仍较高，较BALB/C小鼠病毒高复制水平持续时间长，可能更适合于抗RSV药物有效性的评价。

3．5牛

1970年Mfpaccaud等首先报道了牛感染bRSV的情况，牛感染RSV与发病年龄有相关性，发病年龄越小，症状越重，与人较类似。感染症状包括上下呼吸道感染症状，包括流涕、咳嗽、呼吸急促、喘息、高磷酸血症和血氧不足，也可见发热、厌食和活动减少，但牛bRSV与人RSV病毒同源性较低，无法作为抗人RSV药物研究的非临床研究动物模型。

3．6豚鼠、树鼩、雪貂

曾有研究报道，豚鼠、雪貂和树鼩均可经鼻腔接种RSV导致感染，豚鼠和树鼩呼吸道症状不明显，肺内病毒复制水平较低，肺部呈间质性肺炎或轻微炎症改变，雪貂鼻部病毒滴度较高，以上3种动物给药操作困难，缺乏免疫指标诊断试剂以及近交品系，故应用较少。

4结语

以上介绍的几种动物模型在RSV感染的症状、病毒复制水平、炎症因子变化、病理学改变各有特点，多用于研究疾病发生发展的机制和特征，也用于药物非临床药效学评价。药效学动物模型对实验动物的可操作性也有较高要求，另外动物的饲养成本、检验试剂的可及性也是其广泛应用的限制因素。对于抗RSV药物来说，病毒复制、相关炎症因子改变、病理学异常是疾病模型中应重点考察的指标，单一的动物模型往往不能满足所有的研究目的，建议使用不同的动物模型，并依据药物的作用机制和特点有针对性地考察。同时为获得可靠的可供评价的数据，实验动物须有一定的样本量，方便进行统计学的比较分析。另外，选择合适的阳性对照药物，有利于提示和阐述受试药物的预期临床定位和临床价值。最后，需要指出的是，同其他抗病毒药物一样，在缺乏理想动物模型的情况下，清晰明确的作用机制和体外活性研究也是预测人体有效性的重要依据，在药物研发和注册审评中对药物有效性的评价需要综合各方面的研究结果。

［参考文献］

［1］邓洁，钱渊，朱汝南．2000年冬—2006年春北京地区急性呼吸道感染患儿中呼吸道合胞病毒的监测［J］．中华儿科杂志，2006，44(12):924－927.

作者：单晓蕾；孙涛；于春荣；王庆利 单位：国家食品药品监督管理总局药品审评中心