2020年3月11日，世界卫生组织（WHO）宣布将新型冠状病毒感染症（COVID-19）疫情升级为全球大流行。为抗击这种迅速蔓延的疾病，世界各国纷纷进入紧急状态。为开发临床治疗方法、疫苗和抗病毒药物，研究病毒与宿主细胞之间的相互作用机制，调查病毒的致病过程非常重要。
一 在人类传染性冠状病毒疾病的研究中使用小鼠模型的优点
三种人类传染性冠状病毒hCoV（SARS-CoV、SARS-CoV-2及MERS-CoV）引起的疾病的临床症状均表现出重症的急性呼吸系统疾病。为有效研究这种类型的疾病，小鼠模型需要在最初感染后表现出与人类相同的病理学变化，而且可能出现严重的呼吸系统疾病。
与其他研究用模型动物相比，小鼠具有成本低、易于繁殖、繁殖速度快以及一胎多子等优点，能在短时间内完成几代的繁殖，对于时间受限的研究来说是理想选择。但小鼠与人类之间的物种差异会影响病毒病理，例如某些感染人类的病毒无法直接感染小鼠，或者即使在体内进行了病毒复制，小鼠也不会表现出明显的症状。不过，考虑到近交系小鼠的遗传背景一致，通过编辑小鼠基因，可以在一定程度上克服野生型小鼠的缺点。这种基因工程方法有助于查清特定宿主基因在病毒病因中的作用，从调查初步的基因靶点，到评估疫苗和药物的安全性及有效性，可以为各种用途的研究提供明确的机制。
二 评估SARS-CoV感染病原性使用的小鼠模型的培养方法
培养感染SARS-CoV的小鼠模型主要有三种方法。
（1）直接感染人类易感性SARS-CoV的高龄近交系小鼠
为探索更适合模拟老年人感染SARS-CoV的小鼠模型，采用了12~14个月大的BALB/c、C57BL/6及129S6近交系野生型（WT）小鼠。通过这些研究首次确认，不同宿主的遗传特征和年龄特性可能会大大影响SARS-CoV感染的病原性。
（2）利用基因编辑技术的小鼠：敲除相关基因或引入宿主细胞病毒结合受体（ACE2等）
关于hACE2人源化小鼠模型的培养，为获得随机插入的转基因小鼠模型，研究人员目前正利用由hACE2基因构筑的不同（组织特异性或广泛表达）启动子和表达载体进行原核生物的显微注射。这种使用ACE2人源化小鼠模型的研究结果显示，hACE2的表达水平与疾病的重症度有直接关系。这些小鼠模型在暴露于SARS-CoV后全部发生呼吸道上皮细胞感染，但研究发现，小鼠最终因脑炎死亡。
（3）让小鼠反复暴露于野生型SARS-CoV中获得更适合小鼠的病毒发病机制，由此确立临床表型病毒感染小鼠模型
向BALB/c小鼠（6周龄）的鼻腔内反复接种15次SARS-CoV临床病毒株，直到野生型小鼠出现明显的临床症状（体重减少等）。通过比较从不同途径获得的适应性致死病毒株，可以分析病毒与其蛋白质的特定突变诱发的重度呼吸系统感染之间的关系。这种方法有助于进一步研究适应性突变在病毒与宿主间的特定SARS-CoV蛋白相互作用中发挥的作用。
三 研究COVID-19时的小鼠模型使用方法
比较核酸序列和氨基酸序列确认，SARS-CoV-2与SARS-CoV高度接近，相似度分别为80％和76％左右。另外，SARS-CoV-2通过细胞表面的人类ACE2受体与宿主相互作用来引起感染，会出现与感染SARS-CoV相似的临床症状。鉴于这种相似性，SARS-CoV的研究可能对SARS-CoV-2的研究有重要意义。
通过基因编辑技术培养的感染SARS-CoV的小鼠模型，全部是通过随机引入相应的启动子和hACE2基因实现的。这种小鼠培养方法可能与引起死亡的原因不明的新症状有关，比如严重的神经系统损伤等。不过，感染SARS-CoV的患者死亡的主要原因是重度呼吸衰竭。另外，严重的细胞因子风暴引起的多器官衰竭目前也被认为是人类感染SARS-CoV-2导致死亡的主要原因。基于这些理由，选择一种合适的小鼠模型培养战略非常重要，这样能更准确地反映人类的病原性病毒及其相关疾病的临床特征。
文：JST客观日本编辑部
