1 背景介绍
冠状病毒（CoV）是自然界广泛存在的一种人兽共患病病毒。最近一次是2019年由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起的新型冠状病毒肺炎（COVID-19）大流行，目前仍在持续反复感染人群，威胁人类健康。COVID-19发病时引起患者发热、干咳、疲劳、腹泻、呼吸困难和咯血等症状，诱导肺等主要部位发生免疫病理改变。血管紧张素转换酶2（ACE2）是SARS-CoV-2病毒侵入人体最主要的细胞表面受体，但由于物种间的差异，SARS-CoV-2病毒无法与野生型啮齿动物的ACE2受体结合，但是通过基因编辑技术将小鼠ACE2替换为人源ACE2，就可以获得稳定表达人类ACE2受体的人源化ACE2小鼠（hACE2）。因此本研究旨在建立SARS-CoV-2滴鼻感染所致的hACE2小鼠病毒性肺炎模型，为抗体、疫苗、抗感染药物的非临床评价提供载体模型。
2 材料和方法
2.1 实验动物和病毒株
SPF级K18-hACE2雄性小鼠，共24只，6~8周龄，体质量18~26g，购自江苏集萃药康生物科技有限公司。
新型冠状病毒（SARS-CoV-2）毒株（GenBank: MT123290），从1名患者咽拭子中分离，保存于P3实验室－80℃超低温冰箱。
2.2 主要试剂和仪器
（1）主要试剂：瑞德西韦。
（2）主要仪器：电子天平，生物显微镜。
2.3 试验方法
将24只雄性hACE2小鼠按体重随机分为正常对照组、模型对照组、瑞德西韦组，每组8例动物。除正常对照组滴鼻给予生理盐水外，其他各组小鼠在乙醚轻度麻醉下，均滴鼻感染4×10
5 PFU的SARS-CoV-2 病毒。瑞德西韦组给予50 mg/kg灌胃给药，正常对照组、病毒模型对照组给予纯水灌胃给药，1次/d，连续5 d。感染后每日记录小鼠死亡情况，计算5 d死亡率。实验结束后解剖取肺组织，左肺组织置于10%中性福尔马林固定，进行常规苏木素-伊红（H-E）染色后，光镜下观察组织病理学改变情况。
3 试验结果
3.1小鼠的生存情况
实验期间正常对照组动物无死亡发生，模型对照组体质量下降、毛发褶皱、体征虚弱和死亡。各组动物存活结果（见表1、图1）显示，攻毒第4天后，模型对照组小鼠100%死亡；攻毒第5天后，瑞德西韦组对感染SARS-CoV-2小鼠保护作用和生命延长率分别为75%和22.42%，平均生存天数为4.75d，与模型对照组相比具有显著性差异（
P<0.01）。
表1
SARS-CoV-2 病毒感染小鼠生存情况（`x±s）
|
组别 |
剂量 |
动物数/只
（始/终） |
平均存活时间/d |
死亡保护率
/% |
生命延长率
/% |
|
模型对照组 |
— |
8/0 |
3.88±0.35 |
— |
— |
|
瑞德西韦组 |
50mg·kg-1 |
8/6 |
4.75±0.46** |
75.00 |
22.42 |
注：与模型对照组比较，
**P<0.01；死亡保护率（%）=模型对照组死亡率－给药组死亡率；生命延长率（%）=（给药组平均存活时间－模型对照组平均存活时间）/模型对照组平均存活时间×100%。
图1
各组小鼠的生存曲线
3.2组织病理学改变
HE染色结果显示（图2），正常对照组小鼠肺内各级支气管结构正常，肺泡腔正常,间质血管未见扩张或狭窄和炎细胞浸润。模型对照组小鼠肺组织出现肺出血/淤血，间质肺炎（吞噬细胞浸润/蛋白液渗出），肺泡腔蛋白液渗出，血管/细支气管周围炎细胞浸润，支气管黏膜变性/坏死、脱落等变化，肺部病理变化指征明显。结合动物比例和病变程度，与模型对照组相比，瑞德西韦组上述病变减轻，对SARS-CoV-2感染造成的的间质性肺炎、血管/细支气管周围炎细胞浸润、肺出血/淤血等病理变化有明显的改善作用。
图2
各组小鼠肺组织病理检查结果（HE染色，×200）
4 试验结论与讨论
本研究建立的SARS-CoV-2滴鼻感染hACE2转基因小鼠模型，在感染SARS-CoV-2后，小鼠生存率明显下降，肺部间质肺炎、血管/细支气管周围炎细胞浸润等肺部病理变化指征明显，提示SARS-CoV-2感染小鼠模型造模成功。而瑞德西韦组死亡率明显下降，平均存活时间显著延长，肺组织病理改变明显，表明本研究建立的SARS-CoV-2滴鼻感染hACE2小鼠病毒性肺炎模型，能够作为筛选抗SARS-CoV-2药物的载体模型。
