6月12日,廣州市人民政府新聞辦公室舉辦廣州市第125場疫情防控復工復產新聞發布會(廣州抗疫力量發布專場)。呼吸疾病國家重點實驗室副主任趙金存在會上公布,在鍾南山院士指導下,其團隊成功構建全球首個新冠肺炎非轉基因小鼠模型,這一動物模型可應用於新冠治療藥物效果評價、疫苗效果測試及新冠致病機制等多方面研究,有效緩解了我國新冠肺炎動物模型缺乏的難題。該研究成果已於6月10日在線發表於國際頂級期刊《細胞》。
趙金存表示,該項成果也是廣東全省大協作的成果,廣州醫科大學附屬第一醫院/呼吸疾病國家重點實驗室趙金存教授團隊外,合作團隊還有廣州海關技術中心國家生物安全檢測重點實驗室(P3實驗室)、美國愛荷華大學、廣州再生醫學與健康廣東省實驗室、中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院等。
利用腺病毒載體解決科學難題,小鼠感染後臨床表現類似新冠病人
呼吸疾病國家重點實驗室副主任趙金存介紹,雖然廣州早在疫情早期的2月初已完成毒株分離,但是由於胺基酸關鍵位點差異,小鼠同源受體mouse ACE2不能介導病毒入侵。而傳統受體轉基因小鼠模型雖然可作為新冠肺炎研究動物,但由於保有量有限,繁育耗時長,臨床症狀不典型,造成我國新冠肺炎診療方案、藥物、疫苗和致病機制體內驗證滯後。
團隊採用腺病毒載體來表達新冠肺炎病毒入侵人體的受體,並且通過轉導的方式轉移到小鼠肺部,讓小鼠可以對新冠病毒易感,成功解決了胺基酸關鍵位點差異的科學難題,建立國際首個非轉基因新冠肺炎小鼠動物模型(見圖1)。小鼠在新型冠狀病毒感染後,肺臟中可檢測到高滴度新冠病毒,每克組織中病毒滴度可達107 PFU,並出現體重下降和類似新冠肺炎病人的臨床病理表現(見圖2)。
實驗顯示康復者血漿治療有效,且病理損傷減輕
團隊進一步通過對比野生型小鼠與I型幹擾素受體缺陷小鼠和幹擾素通路關鍵基因STAT1敲除小鼠在新型冠狀病毒感染後的差異,發現I型幹擾素在新冠病毒感染中起到保護作用。
此外,在此模型中,新冠病毒感染可誘導機體產生強烈的病毒特異性T細胞應答及體液免疫應答。更為重要的是該研究團隊利用此小鼠模型評價了新冠感染康復者血漿和瑞德西韋對新冠病毒感染的治療作用。結果顯示,給予血漿治療和藥物組的小鼠肺臟病毒滴度均明顯降低,且病理損傷減輕(見圖3)。
圖3. 過繼轉移新冠康復者血漿和瑞德西韋治療組,小鼠肺臟病毒滴度下降、肺臟病理損傷減輕。 模型優勢:周期短、技術方法簡單、適宜大規模推廣,有利抗病毒藥物、抗體、疫苗研究
趙金存介紹,該動物模型相比傳統受體轉基因小鼠模型,構建周期短(2-3周),不需要特殊繁育,可用於多種基因修飾小鼠動物模型構建;且技術方法簡單,易於重複,適宜大規模推廣,有利於我國抗病毒藥物、抗體、疫苗的應急驗證及致病機制研究,並已給我國多家單位廣泛共享,有效緩解了我國新冠肺炎動物模型缺乏的難題。
據悉,趙金存教授為該研究第一通訊作者(Lead Contact),愛荷華大學Stanley Perlman和Paul B. McCray, Jr教授為研究共同通訊作者,廣州醫科大學附屬第一醫院/呼吸疾病國家重點實驗室孫靜博士、莊珍博士、劉冬蘭博士、朱愛如博士、肇靜嫻博士、席寅博士,愛荷華大學鄭健博士、李堃博士、Roy Lok-Yin Wong博士,廣州海關技術中心黃吉城博士、李小波博士,以及廣州再生醫學與健康廣東省實驗室何江平博士為研究並列第一作者。
該項目得到了國家重點研發計劃(2018YFC1200100)、國家科技重大專項(2018ZX10301403)、科技部SARS-CoV-2防治應急專項(2020YFC0841400)以及廣東省新發突發傳染病防治專項(2020B111108001,2018B2020207013)等項目的資助。
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廣州日報全媒體文字記者 方晴、黎慧瑩、王燕、駱昌威
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【來源:廣州日報】
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