新冠病毒感染的動物模型對新冠研究及疫苗評價等研究至關(guān)重要。此前的研究已知，新冠病毒（SARS-CoV-2）感染的受體為人血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（hACE2），然而由于與hACE2存在關(guān)鍵氨基酸位點差異，小鼠ACE2（mACE2）不能介導(dǎo)病毒入侵，因此SARS-CoV-2不能感染普通小鼠模型。

近日，中國科學(xué)院武漢病毒研究所/生物安全大科學(xué)研究中心研究員、新發(fā)傳染病中心副主任張波團(tuán)隊建立了一種以甲病毒為載體的、快速高效的新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）小鼠感染模型，相關(guān)成果在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊Cell Research （《細(xì)胞研究》）。論文題目為 “A mouse model for SARS-CoV-2 infection by exogenous delivery of hACE2 using alphavirus replicon particles”（一種由甲病毒載體遞送hACE2基因的新型冠狀病毒感染小鼠模型）。

武漢病毒所博士生張亞南、博士后李曉丹、博士生張哲瑞為論文共同第一作者。除張波之外，武漢病毒所葉寒青副研究員為論文的共同通訊作者。

研究團(tuán)隊稱，在小鼠中表達(dá)hACE2是建立SARS-CoV-2感染模型的主要方法之一。甲病毒載體具有外源基因表達(dá)效率高、安全性好、宿主范圍廣的特點，被廣泛用于疫苗、基因治療和細(xì)胞轉(zhuǎn)導(dǎo)等領(lǐng)域。

該研究以甲病毒屬成員委內(nèi)瑞拉馬腦炎病毒（VEEV）復(fù)制子顆粒系統(tǒng)為載體表達(dá)hACE2受體（VEEV-VRP-hACE2）。研究首先證實了VEEV-VRP-hACE2能夠使對SARS-CoV-2不易感的BHK-21和小鼠肺上皮細(xì)胞MLE-12轉(zhuǎn)變?yōu)镾ARS-CoV-2易感細(xì)胞，在細(xì)胞水平上驗證了該系統(tǒng)的可行性。

隨后，研究團(tuán)隊通過小鼠體內(nèi)實驗結(jié)果表明，提前1天對BALB/c或C57BL/6鼻腔感染VEEV-VRP-hACE2，再感染SARS-CoV-2，能夠在小鼠肺部檢測到病毒復(fù)制和擴增，且病毒載量連續(xù)5天保持較高水平，小鼠肺部有明顯的肺炎病癥表現(xiàn)。

以上結(jié)果表明，VEEV-VRP-hACE2可將hACE2基因遞送至小鼠呼吸道，建立一種新冠病毒小鼠感染模型。

研究團(tuán)隊還利用這一小鼠模型評價了新冠病毒的中和抗體及滅活病毒疫苗對病毒感染的治療作用。結(jié)果顯示，注射中和抗體及免疫滅活病毒疫苗的小鼠攻毒后肺部病毒載量顯著降低，且病理損傷減輕，說明該模型能夠很好地應(yīng)用于中和抗體和疫苗的評價中。

一種新型冠狀病毒肺炎小鼠動物模型的建立。（a-b）VEEV-VRP-hACE2表達(dá)驗證（a）IFA；（b）Western blotting；（c）MLE-12和BHK-21感染VEEV-VRP-hACE2后可轉(zhuǎn)變?yōu)镾ARS-CoV-2易感細(xì)胞；（d-e）SARS-CoV-2可在轉(zhuǎn)導(dǎo)hACE2的（d）BALB/c以及（e）C57BL/6肺部高水平復(fù)制；（f）轉(zhuǎn)導(dǎo)hACE2的BALB/c小鼠感染SARS-CoV-2后不同臟器病毒載量檢測；（g）轉(zhuǎn)導(dǎo)hACE2的BALB/c小鼠感染SARS-CoV-2后血相變化；（h）轉(zhuǎn)導(dǎo)hACE2的BALB/c小鼠感染SARS-CoV-2后肺部病毒免疫熒光檢測；（i）轉(zhuǎn)導(dǎo)hACE2的BALB/c小鼠感染SARS-CoV-2后肺部病理特征；（j）注射中和抗體或（k）免疫滅活疫苗后的BALB/c轉(zhuǎn)導(dǎo)hACE2，SARS-CoV-2攻毒后的肺部病毒載量。來源：武漢病毒所

研究團(tuán)隊認(rèn)為，該感染模型能夠在普通的BALB/c或C57BL/6小鼠上快速建模，構(gòu)建周期短，不需要繁殖，可實現(xiàn)短期內(nèi)大規(guī)模推廣。該模型的建立有望緩解新冠病毒研究中動物模型緊張的問題。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41422-020-00405-5