小鼠肺炎病毒在嚴(yán)重呼吸道病毒感染中的研究進(jìn)展

崔玉秀，侯鐵永，胡 菊，吳振永，馬少林(綜述)，曾瑞紅(審校)

(1.保定市第二中心醫(yī)院檢驗(yàn)科，河北 保定 072750； 2.河北醫(yī)科大學(xué)免疫教研室，石家莊 050017；3.保定市第二中心醫(yī)院腫瘤科，河北 保定 072750)

沒有任何一個(gè)動(dòng)物模型能復(fù)制人類疾病的所有方面和特征，人類和黑猩猩是人類呼吸道合胞病毒(human respiratory syncytial virus，hRSV)的天然宿主，而小鼠不是。由于小鼠限制hRSV在其肺部復(fù)制，而且hRSV感染小鼠不能完全復(fù)制hRSV感染嬰幼兒的臨床癥狀和免疫病理反應(yīng)，因此hRSV/小鼠模型不是研究疫苗增強(qiáng)性免疫病理機(jī)制理想的動(dòng)物模型[1]。近年來出現(xiàn)一個(gè)非常具有吸引力的模型，即小鼠肺炎病毒(pneumonia virus of mice,PVM)/小鼠模型，PVM與hRSV均是副黏病毒科肺炎病毒亞科成員，小鼠是PVM的天然宿主。

1 PVM/小鼠模型的優(yōu)勢(shì)

PVM和RSV病毒都屬于副黏病毒科，肺病毒屬，有包膜，負(fù)性單鏈RNA病毒。多態(tài)病毒粒子在活體肺組織中復(fù)制周期是24～30 h[2]。研究表明，PVM感染的小鼠與RSV感染的嬰幼兒的臨床癥狀以及炎性病理反應(yīng)是一致的[3]。RSV感染小鼠需要的劑量很大，約105TCID50，而PVM感染小鼠僅需要102TCID50，因此后者更有利于研究。PVM的基因組分子結(jié)構(gòu)最早由Easton等[4]提出來，近來被許多綜述所引用。PVM基因結(jié)構(gòu)和hRSV的基因結(jié)構(gòu)比較見圖1[5]。

2 重組PVM

Dibben等[6-7]應(yīng)用反向遺傳學(xué)方法成功地重組PVM的復(fù)制形式，使用這一系統(tǒng)，探討了病毒M2-1、M2-3和P，開啟了PVM15病毒株在體外基因的活性和評(píng)估可塑性轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的框架。Krempl等[8]測(cè)定全長(zhǎng)G蛋白在體內(nèi)對(duì)PVM15病毒株至關(guān)重要，而G蛋白僅胞尾區(qū)促進(jìn)體質(zhì)量減輕。

3 炎性反應(yīng)和疾病嚴(yán)重程度的關(guān)系

PVM為天然宿主，并且與進(jìn)化相關(guān)，通過對(duì)PVM的研究可達(dá)到對(duì)RSV炎性反應(yīng)的研究。Domachowske等[9]報(bào)道了強(qiáng)大的病毒復(fù)制單位(滴度為108pfu/gm，肺組織)，小鼠發(fā)病的標(biāo)志為身體蜷縮，毛發(fā)豎起，體質(zhì)量減輕和死亡率升高。高致病性病毒株P(guān)VMJ3666的最小接種劑量就有反應(yīng)[9-10]。PVM可在支氣管上皮細(xì)胞引起免疫反應(yīng)，這與RSV在人類的驗(yàn)尸標(biāo)本中分布相似[11]。通過支氣管鏡檢查感染小鼠的肺泡灌洗液和肺組織，顯示明顯的炎性反應(yīng)，最顯著的是招募大量粒細(xì)胞和嚴(yán)重的肺水腫，與急性呼吸窘迫綜合征的臨床癥狀一致，嚴(yán)重的炎癥、水腫和招募粒細(xì)胞與Welliver等[12]對(duì)RSV的診斷驗(yàn)尸樣本評(píng)估相一致PVM在局部復(fù)制就可引起巨噬細(xì)胞炎性蛋白(macrophage inflammatory protein，MIP)1α、MIP-2、單核細(xì)胞趨化蛋白(monocyte chemoattractant protein，MCP)1和γ干擾素的變化。

4 MIP-1α/CC趨化因子配體3是病毒引起炎性反應(yīng)的組成部分

PVM與流感病毒小鼠模型的研究結(jié)果類似，趨化因子MIP-1α/CC趨化因子配體3是PVM感染招募粒細(xì)胞的至關(guān)重要的因子[13]。MIP-1α/CC趨化因子配體3基因敲除小鼠容易感染PVM，用相同的接種量接種小鼠，肺組織產(chǎn)生的粒細(xì)胞與未敲除基因的小鼠相比顯著較少，據(jù)報(bào)道趨化因子受體1和MIP-1α(中性粒細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞主要受體)基因敲除小鼠感染后有相似的結(jié)果[13]。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)根據(jù)病毒導(dǎo)致的炎性反應(yīng)及其具體的相關(guān)病理設(shè)計(jì)免疫調(diào)節(jié)方案很有益[14]。

圖1PVM的基因組結(jié)構(gòu)NS1和NS2:非結(jié)構(gòu)蛋白;N:核蛋白質(zhì);P:磷蛋白質(zhì);M:母蛋白;SH:表面狂犬蛋白;

G:吸附蛋白;F:溶解蛋白;M2基因和L:聚合酶蛋白

5 Toll樣受體4的作用

關(guān)于Toll樣受體(Toll-like receptors,TLR)4是否有抵抗呼吸道病毒感染的宿主防御作用，特別是RSV，有研究者對(duì)此進(jìn)行了研究。Kurt-Jones等[15]報(bào)道了長(zhǎng)期觀測(cè)病毒顆粒在肺組織TLR缺失的基因敲除的C57BL/10ScCr小鼠，證明存在白細(xì)胞介素12受體β2的一個(gè)點(diǎn)突變。Ehl等[16]認(rèn)為，這是由于缺乏白細(xì)胞介素12，而非TLR4基因缺失導(dǎo)致了RSV特異性T細(xì)胞免疫。Faisca等[17]比較了野生型和TLR4基因缺失型小鼠感染PVM后的反應(yīng)，觀察到病毒復(fù)制、體質(zhì)量減輕、肺功能組織學(xué)方面沒有區(qū)別。van der Sluijs等[18]研究的另一種天然病原體仙臺(tái)病毒的反應(yīng)，與Faisca等[17]研究的結(jié)果一致。在宿主抵抗天然的呼吸道病毒感染防御功能方面，TLR3、TLR7已經(jīng)被認(rèn)為有抵抗RSV宿主防御功能，這可能是天然PVM病原體模型的研究課題[18]。

6 Ⅰ型干擾素受體基因缺失小鼠的不同反應(yīng)

肺部病毒有不尋常的抗干擾素功能，因?yàn)樗鼈儾幌拗聘蓴_素的產(chǎn)生，也不干涉其與受體結(jié)合或信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，因此有關(guān)干擾素和干擾素介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制對(duì)促炎因子通路的作用和調(diào)節(jié)趨化因子的產(chǎn)生受到特別關(guān)注。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在野生型和缺乏Ⅰ型干擾素受體小鼠(α/β干擾素受體基因缺失的小鼠)之間的細(xì)胞因子基因表達(dá)存在差異[19]。在PVM感染后，野生型小鼠比α/β干擾素受體基因敲除小鼠優(yōu)先引起干擾素抗病毒反應(yīng)基因的轉(zhuǎn)錄；報(bào)道顯示，PVM感染也導(dǎo)致血清嗜酸性粒細(xì)胞趨化因子2、胸腺活化調(diào)節(jié)趨化因子和促炎核糖核酸酶和小鼠嗜酸性粒細(xì)胞相關(guān)的RNA酶的表達(dá)增高，此現(xiàn)象長(zhǎng)期存在于α/β干擾素受體基因敲除小鼠[19]。

7 T淋巴細(xì)胞應(yīng)答、過敏和免疫

雖然最初PVM的細(xì)胞內(nèi)應(yīng)答幾乎存在于所有粒細(xì)胞，但是Claassen等[20]研究發(fā)現(xiàn)，PVM接種需要的病毒量比較少，非致病性接種后的第8日CD8+T細(xì)胞大量增加；對(duì)3個(gè)PVM特異性T細(xì)胞表達(dá)進(jìn)行鑒定，包括P磷蛋白(P261～269)、M基質(zhì)蛋白(M43～51)和F融合蛋白(F304～312)顯示，PVM特異性的CD8+T細(xì)胞相對(duì)較少，只有10%～20%的P261引起CD8+T細(xì)胞產(chǎn)生干擾素γ和腫瘤壞死因子α，細(xì)胞因子刺激后產(chǎn)生免疫應(yīng)答，這一缺陷應(yīng)答與RSV和仙臺(tái)病毒5感染后的特征相似[21]。

Claassen等[22]已確定了PVM的CD4+T細(xì)胞表位；氨基酸381-385內(nèi)的G糖蛋白證明了當(dāng)小鼠CD4+T細(xì)胞和上述P261的CD8+T細(xì)胞表位肽同時(shí)免疫小鼠后對(duì)PVM起到的免疫性保護(hù)作用，PVM-G的特異性CD4+T細(xì)胞招募到肺部后產(chǎn)生γ干擾素和白細(xì)胞介素5。

8 PVM與輔助性T細(xì)胞2型應(yīng)答的關(guān)系

Barends等[23]報(bào)道，PVM抵抗卵清蛋白的同時(shí)，導(dǎo)致輔助性T細(xì)胞2型細(xì)胞因子的mRNA水平增高和相關(guān)肺組織嗜酸性粒細(xì)胞的浸入。

9 小 結(jié)

使用PVM/小鼠模型探討呼吸道病毒感染最主要的目的是提高對(duì)嚴(yán)重疾病分子基礎(chǔ)的認(rèn)識(shí)，用以設(shè)計(jì)全新的治療策略。PVM/小鼠模型有利于闡明與病毒感染和肺的急性炎性應(yīng)答有關(guān)的機(jī)制。PVM感染的小鼠與RSV感染的嬰幼兒的臨床癥狀以及炎癥病理反應(yīng)一致。PVM/小鼠模型已被廣泛用于RSV感染人類的機(jī)制研究，甲醛滅活的PVM免疫小鼠、PVM攻擊被免疫的小鼠模型最近也被用于RSV疫苗增強(qiáng)性肺部免疫病理機(jī)制的研究。PVM/模型是一個(gè)很好的模型，可通過對(duì)肺部病毒感染發(fā)展，探索固有免疫分子機(jī)制，有利于新型疫苗開發(fā)和其他預(yù)防策略的研究發(fā)展。

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