SARS-CoV-2感染受體為人血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（hACE2），由于與hACE2存在關(guān)鍵氨基酸位點(diǎn)差異，小鼠ACE2（mACE2）不能介導(dǎo)病毒入侵，因此SARS-CoV-2的原始毒株并不能感染普通小鼠模型。而此前科學(xué)界用于評(píng)估抗病毒藥物或醫(yī)療療效的大SARS-CoV-2感染小鼠模型，都是基于昂貴的表達(dá)人類(lèi)ACE2 (hACE2)的轉(zhuǎn)基因小鼠。

最新的一項(xiàng)研究則發(fā)現(xiàn)，新出現(xiàn)的501Y.V2變體(也被稱(chēng)為貝塔變體)能夠在鼻內(nèi)滴注后感染標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室小鼠。北京時(shí)間9月4日，綜合性學(xué)術(shù)期刊《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》（National Science Review, NSR）在線(xiàn)發(fā)表了軍事科學(xué)院軍事醫(yī)學(xué)研究院病原微生物生物安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室秦成峰研究員、中山大學(xué)有害生物控制與資源利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室吳仲義教授領(lǐng)銜完成的一項(xiàng)研究，題為《在SARS-CoV-2進(jìn)化過(guò)程中跨物種傳染性的短暫獲得》（“Transient acquisition of cross-species infectivity during the evolution of SARS-CoV-2”）。

COVID-19大流行持續(xù)已近兩年，在SARS-CoV-2的全球傳播過(guò)程中，病毒基因組的突變逐漸積累，導(dǎo)致病毒變異體的出現(xiàn)。501Y.V1、501 Y.V2和501Y.V3（也分別被稱(chēng)為阿爾法、貝塔和伽馬變體）相繼出現(xiàn)，并在世界范圍內(nèi)廣泛傳播。

所有這三種SARS-CoV-2變體都包含S蛋白的特定氨基酸突變，并且在S蛋白的受體結(jié)合域（RBD）中共享一個(gè)氨基酸突變N501Y。RBD則與人細(xì)胞上的血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2（ACE2）特異性結(jié)合，介導(dǎo)SARS-CoV-2宿主細(xì)胞的進(jìn)入。

早在去年7月，秦成峰等人在《科學(xué)》（Science）上的一項(xiàng)研究首次記錄到，新冠病毒在小鼠體內(nèi)傳代過(guò)程中發(fā)生了N501Y突變，由此產(chǎn)生的小鼠適應(yīng)株MASCp6和MASCp36完全能夠感染標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室小鼠。這一現(xiàn)象顯然和上述的原始新冠病毒分離毒株不同。

最重要的是，他們和其他團(tuán)隊(duì)一些研究也已經(jīng)證明，N501Y突變顯著增強(qiáng)了新冠病毒RBD與小鼠ACE2的結(jié)合親和力，從而導(dǎo)致小鼠獲得性感染和致病性表型。

然而，秦成峰等人提到，自然發(fā)生包含這種獨(dú)特的N501Y突變的新冠病毒變異體(501Y.V1、501 Y.V2和501Y.V3)是否獲得了感染小鼠的能力，這仍有待確定。

在這項(xiàng)最新的研究中，研究團(tuán)隊(duì)采用了501Y.V2變體（從一例南非輸入性病例中分離），用于檢測(cè)小鼠的傳染性。同時(shí)以COVID-19大流行早期分離的SARS-CoV-2臨床毒株IME-BJ05（野生型，WT）作為對(duì)照毒株。9月齡雌性BALB/c小鼠經(jīng)鼻內(nèi)注射上述不同毒株，劑量為1.2×10^4 pfu。

值得注意的是,所有501Y.V2變體感染的小鼠在感染后第3天開(kāi)始出現(xiàn)皺毛、駝背姿勢(shì)和活動(dòng)減少等現(xiàn)象，在感染后4-6天體重也下降。這些感染小鼠最終康復(fù)，觀(guān)察期間無(wú)死亡病例發(fā)生。和預(yù)期一致的是，感染原始毒株的小鼠均為出現(xiàn)上述現(xiàn)象。

為了描述病毒在小鼠中的復(fù)制動(dòng)態(tài)，研究團(tuán)隊(duì)收集了主要組織和血清。SARS-CoV-2亞基因組RNA (sgRNA)定量顯示，501Y.V2感染小鼠肺組織中病毒RNA豐度最高，在感染后的頭2天有明顯的增加趨勢(shì)。病毒sgRNA在感染后第8天仍可在氣管中檢測(cè)到。然而，在其他組織或血清中沒(méi)有檢測(cè)到sgRNA。

采用RNAScope方法進(jìn)行的原位雜交(ISH)試驗(yàn)顯示，病毒RNA主要位于沿氣道和肺泡壁的細(xì)胞中。肺切片免疫染色顯示，SARS-CoV-2 N蛋白主要表達(dá)于細(xì)支氣管上皮細(xì)胞和肺泡細(xì)胞。這與ISH結(jié)果一致。

研究團(tuán)隊(duì)還提到，更重要的是，在501Y.V2感染試驗(yàn)下，尸檢顯示小鼠有可見(jiàn)的肺損傷，表現(xiàn)為肺腫大和局部肺門(mén)周?chē)鷮?shí)變。肺切片顯微鏡觀(guān)察也顯示，肺損傷主要發(fā)生在肺門(mén)周?chē)鷧^(qū)域，其特征是細(xì)支氣管中大量脫皮壞死的上皮細(xì)胞、散在性出血，融合的肺泡壁內(nèi)炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。免疫組化染色顯示，浸潤(rùn)炎癥細(xì)胞主要為Neu+中性粒細(xì)胞、CD68+巨噬細(xì)胞和CD3+T細(xì)胞。

最后，在感染后第6天和第8天檢測(cè)到SARS-CoV-2特異性IgG和中和抗體。

研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，綜上所述，這些結(jié)果清楚地表明，501Y.V2已獲得在小鼠呼吸道復(fù)制的能力，并誘導(dǎo)典型的肺損傷和病毒特異性免疫反應(yīng)。

他們強(qiáng)調(diào)，這項(xiàng)研究提供了實(shí)驗(yàn)證據(jù)，即501Y.V2變種完全能夠感染標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室小鼠。鼻內(nèi)感染后，501Y.V2能導(dǎo)致老齡小鼠體重顯著下降，501Y.V2的毒性高于小鼠適應(yīng)株MASCp6，但該變體的致死率低于MASCp36。

研究團(tuán)隊(duì)提到，與他們此前研究的小鼠適應(yīng)株MASCp6相比，501Y.V2在RBD中攜帶兩個(gè)額外的突變（K417N和E484K）。此前的結(jié)構(gòu)和親和性分析表明，K417N和E484K突變都有助于增強(qiáng)小鼠ACE2的親和性。最近的一項(xiàng)研究也表明，在含有N501Y、K417N和E484K突變的ACE2表達(dá)小鼠細(xì)胞中，偽型SARS-CoV-2的傳染性是含有單個(gè)N501Y突變的SARS-CoV-2的4倍。而小鼠適應(yīng)株MASCp36在RBD中則含有三個(gè)K417N/Q493H/N501Y突變，與小鼠ACE2的結(jié)合親和力高于501Y.V2和MASCp6的RBD。

他們表示，實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察到的501Y.V2以及小鼠適應(yīng)株的傳染性，是與病毒RBD和小鼠ACE2之間的相互作用密切相關(guān)。此外，研究團(tuán)隊(duì)稱(chēng)，不能排除RBD之外的其他突變的影響，需要用反向遺傳工具進(jìn)一步驗(yàn)證。

他們總結(jié)稱(chēng)，與原始SARS-CoV-2分離毒株相比，501Y.V2以及其他帶有N501Y突變的變種，顯然已經(jīng)獲得了將其宿主范圍擴(kuò)展到一種新物種小鼠的能力。當(dāng)然，值得提醒的是，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是基于實(shí)驗(yàn)室小鼠和相對(duì)較高的攻毒劑量，尚沒(méi)有證據(jù)表明501Y.V2能夠在小鼠中自然傳播。

值得關(guān)注的是，COVID-19以來(lái)，我們已經(jīng)知道，貓、水貂、獅子和老虎中均有SARS-CoV-2檢測(cè)呈陽(yáng)性的案例，并且也有證據(jù)表明SARS-CoV-2在水貂養(yǎng)殖場(chǎng)中人-動(dòng)物-人的雙向傳播。因此，研究團(tuán)隊(duì)提醒，有必要對(duì)野生小鼠中的SARS-CoV-2及其變異體進(jìn)行分子和血清流行病學(xué)調(diào)查。

研究團(tuán)隊(duì)最后還提到一點(diǎn)，這項(xiàng)研究還為評(píng)估抗SARS-CoV-2的抗病毒藥物和疫苗的體內(nèi)療效提供了一個(gè)更便宜和更容易獲得的平臺(tái)。以前大多數(shù)SARS-CoV-2感染小鼠模型都是基于昂貴的表達(dá)人類(lèi)ACE2 (hACE2)的轉(zhuǎn)基因小鼠，“然而，在世界范圍內(nèi)，幾乎任何數(shù)量的實(shí)驗(yàn)室小鼠標(biāo)準(zhǔn)品系都很容易獲得，而且相對(duì)便宜。”

研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這種基于501Y.V2的小鼠模型將為潛在的COVID-19治療藥物和疫苗候選的體內(nèi)篩選和驗(yàn)證打開(kāi)新一扇大門(mén)。