新型冠状病毒小鼠模型将加速药物、疫苗的研究

全球快速开发COVID-19药物和疫苗的努力受到了数量有限的实验室小鼠的阻碍，这些实验室小鼠容易感染导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒。现在，圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员报告说，他们已经开发出一种COVID-19小鼠模型，可以在人身上复制这种疾病。此外，其他科学家可以很容易地采用同样的方法，大幅加快对实验性COVID-19治疗和预防措施的测试。

的小鼠模型在6月10日在线发表的一篇论文中描述了细胞。除了药物和疫苗测试外，科学家还可以将该模型用于老鼠为了发展而培育健康状况如肥胖，糖尿病或慢性肺病调查为什么一些人患上了危及生命的COVID-19病例，而另一些人则自行康复。

首席研究员迈克尔·s·戴蒙德医学博士、赫伯特·s·加瑟医学教授和病毒感染专家说:“人们迫切希望尽快开发疫苗和治疗方法，由于动物模型有限，这些试验性药物和疫苗已经直接用于人体，其中许多都没有成功。”“老鼠是有用的，因为你可以研究大量的老鼠，观察疾病和疾病的过程免疫反应这在人身上很难做到。如果我们能获得更多关于这些潜在药物和疫苗如何工作的信息，以及它们的效果如何，那么在我们转向更具挑战性的非人类灵长类动物之前，对人们来说，这将更划算，更有效，更安全人类研究．"

老鼠不会自然感染病毒导致COVID-19。为了感染人类，这种病毒会附着在呼吸道细胞表面的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SARS流行的病毒与导致COVID-19流行的病毒密切相关，SARS病毒也通过附着在人类ACE2蛋白上感染细胞。在SARS流行期间，研究人员培育了一种含有人类ACE2蛋白的转基因小鼠，以便研究SARS。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。今年早些时候新冠病毒的出现引发了人们疯狂地重新开始培育小鼠，但即使是现在，也没有足够的小鼠供所有想要研究这种疾病、测试潜在疫苗和治疗方法的研究人员使用。

戴蒙德此前曾领导开发了寨卡病毒感染小鼠模型，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和他的同事们——包括共同第一作者Ahmed Hassan, DVM博士，和Brett Case博士，都是博士后研究员，以及Emma Winkler，医学博士/博士。戴蒙德实验室的一名研究生以及其他几名COVID-19团队的主要成员决定暂时将人类ACE2蛋白引入小鼠体内。为了做到这一点，他们将人类ACE2基因插入一种被称为腺病毒的温和呼吸道病毒中。他们还去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，但不能繁殖。然后，研究人员用改良的腺病毒感染小鼠。这些动物的呼吸道中产生了人类ACE2几天，使它们很容易感染导致COVID-19的病毒。

为了观察小鼠是否会患上与人类类似的疾病，研究人员用改良的腺病毒感染了小鼠，五天后通过鼻子给它们注射了COVID-19病毒。这种病毒迅速地沿着海岸传播呼吸道尤其是对肺部，它在肺部大量复制，并引起肺炎和明显的炎症，就像在人类身上一样。研究人员还发现，心脏、脾脏和大脑中的病毒水平较低——这些器官都可能成为人类病毒的目标。这些老鼠在患病期间体重下降了10%到25%，但最终恢复了健康。

身为分子微生物学、病理学和免疫学教授的戴蒙德说:“老鼠患上了与我们在人类身上看到的相似的肺部疾病。”“他们会病一段时间，但最终会康复，就像绝大多数感染COVID-19的人一样。你可以对几乎任何一种实验室小鼠使用这种技术，使它们对SARS-CoV-2敏感，然后做任何你想做的研究:测试疫苗或药物，研究免疫反应，以及与病毒如何致病有关的许多其他事情。”

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、肾脏或肺部疾病等都会增加患严重COVID-19的风险，其原因尚不完全清楚。

戴蒙德说:“例如，研究老年小鼠或肥胖小鼠并观察它们对感染的反应是很容易的。”“我预计他们会做得更糟，但真正的问题是为什么。他们在早期是否有更多的病毒?他们的状况是否削弱了免疫反应，或者可能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类身上研究的因素。”