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PNAS:仓鼠产生针对SARS-CoV-2的免疫力!有望加速COVID-19研究!

来源:本站原创 2020-06-28 13:50

2020年6月28日讯 /生物谷BIOON /——在一个展示了人类疾病的重要特征的COVID-19仓鼠模型上,来自威斯康星-麦迪逊大学、和东京大学和西奈山伊坎医学院的研究人员发现预先感染SARS-CoV-2病毒可以保护仓鼠免受二次感染,而利用恢复期血清治疗可以将病毒复制限制在肺部。

叙利亚仓鼠通常被当作宠物饲养,几十年来在研究人类传染病方面发挥着重要作用。由Yoshihiro Kawaoka领导的这项新研究近日发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)上。研究表明,对于试图了解SARS-CoV-2、评估对抗这种疾病的疫苗、治疗方法和药物的研究人员来说,它们也是一个有用的小动物模型。

图片来源:Yoshihiro Kawaoka

"仓鼠是人类流感和SARS-CoV的良好模型,"Kawaoka说,他是华盛顿大学兽医学院的病毒学教授,也是东京大学的病毒学教授。"这就是为什么我们决定用它来研究COVID-19。我们想看看这些动物的病程是否从头到尾都与人类相似。"

香港大学科学家在3月底发表的一项研究也表明,叙利亚仓鼠是COVID-19相关研究的一个良好模型。在那项研究中,仓鼠体重减轻,变得无精打采,并出现其他疾病的外在症状。

Kawaoka的小组进一步扩展了这项工作,证明了从美国和日本收集的病人样本中,低剂量和高剂量的病毒都能在幼仓鼠(1个月大)和成年仓鼠(7到8个月大)的呼吸道中复制。该病毒还可以感染上、下呼吸道。

该研究小组还表明,SARS-CoV-2会在受感染动物的肺部引起严重疾病。这包括病变和那种经常在人类病人肺部扫描中发现的"磨砂玻璃"外观。扫描还显示,在仓鼠的肺腔周围有一个区域充满气体,表明严重的肺损伤。研究人员在感染后8天内观察到最严重的影响,并在10天内改善。

"感染了SARS-CoV-2的仓鼠与人类COVID-19疾病具有相同的CT成像特征,"华盛顿大学兽医护理中心的兽医和放射科医生Samantha Loeber说。

在感染后的第10天,研究人员不再在大部分仓鼠的器官中检测到病毒,但大多数仓鼠的肺损伤持续了14天,而大部分感染高剂量病毒的仓鼠的肺损伤至少持续了20天。

总体而言,研究人员在仓鼠感染病毒后6天在所有呼吸器官以及大脑样本中检测到病毒,虽然这些样本也包含部分嗅球--设计味道的器官,这些部分可能使大脑样本中的病毒来源。病毒的初始剂量并不影响研究人员最终在仓鼠器官中发现的病毒数量。

研究人员也在肾脏、小肠、结肠或血液中寻找病毒,但没有发现。

为了确定仓鼠是否产生了抗SARS-CoV-2的抗体,从而保护它们免受再次感染,研究人员在最初感染大约三周后,给一些同样的动物注射了另一轮病毒,但在它们的呼吸道中无法检测到病毒。但是他们在之前没有感染的对照组动物的呼吸道中发现了病毒。

Kawaoka美国实验室的研究教授Pete Halfmann说:"所有的动物都有抗体并且没有再次患病,这表明它们发展了保护性免疫。但我们仍然不能说这种保护能持续多久。"

4月初,包括华盛顿大学医学与公共卫生学院和华盛顿大学卫生学院在内的机构发起了一项临床试验,在全国各地检测是否可以将已康复的COVID-19患者的血浆或血清中含有抗体的成分提供给病人,以帮助他们康复。虽然在其他疾病暴发中已经使用了恢复期血浆进行治疗,但科学家们对其作为一种治疗方法的了解仍很有限。

图片来源:Yoshihiro Kawaoka, Masaki Iman and Michiko Ujie

因此,Kawaoka的研究小组从以前生病的仓鼠身上提取出康复期的血清,然后将其混合在一起。他们用SARS-CoV-2感染新仓鼠,然后在感染后的一天或两天给它们注入这种充满抗体的血清。

在感染后的一天内接受治疗的仓鼠,其鼻腔和肺部的传染性病毒含量远远低于接受模拟治疗的仓鼠。在第2天接受血清的小鼠表现出不太明显的益处,尽管与对照组相比,它们呼吸器官中的病毒水平仍然较低。

近日发表在《科学》(Science)杂志上的一项研究表明,将人类抗体转移到仓鼠身上可能也有助于保护仓鼠免受SARS-CoV-2感染的严重疾病。

Kawaoka补充说:"这向我们表明,恢恢血清(仍在人类患者中进行实验)可能是一种治疗的COVID-19的有效方法。"

最后,研究小组还获得了第一批SARS-CoV-2病毒内部特征的图像,这些特征有助于其在宿主细胞中进行复制或自我复制。研究人员表示,这一点值得进一步研究。(生物谷Bioon.com)

参考资料:


Masaki Imai et al. Syrian hamsters as a small animal model for SARS-CoV-2 infection and countermeasure development, Proceedings of the National Academy of Sciences (2020). DOI: 10.1073/pnas.2009799117

Thomas F. Rogers et al. Isolation of potent SARS-CoV-2 neutralizing antibodies and protection from disease in a small animal model, Science (2020). DOI: 10.1126/science.abc7520
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