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ICR小鼠感染呼肠孤病毒Ⅲ型的实验研究

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198 实验动物与比较医学Laboratory Animal and Comparative Medicine doi:10.3969/j.issn.1674—5817.2017.03.005 ICR小鼠感染呼肠孤病毒III型的实验研究 罗银珠,张钰,何丽芳,黄碧洪,吴瑞可,闵凡贵,潘金春,袁文,王静,郭鹏举,黄韧 (广东省实验动物监测所,广东省实验动物重点实验室,广州510663) [摘要】 目的 利用呼肠孤病毒III型(Reo.3)感染ICR小鼠,分析小鼠的临床体征、靶器官病毒载 量及血清抗体水平的动态变化。方法通过动物体内适应试验增强病毒毒力,利用尾静脉注射与 腹腔注射途径建立系统性感染ICR小鼠模型,观察动物i临床体征,于感染0 d、4 d、7 d、18 d、 25 d、35 d、72 d、129 d分别采集小鼠(2—3只小鼠)血液并剖检。47 d、81 d、103 d随机对3 只小鼠进行血液采集跟踪。采用实时qPCR方法检测靶器官病毒核酸量,ELISA方法检测血清抗 体水平。结果 病毒经过4次小鼠体内适应其毒力明显增强。小鼠攻毒后6 d、7 d、9 d、10 d、 11 d、16 d出现死亡,实时qPCR结果显示,肝脏病毒载量最高,其次是心、脾、肺。多数器官 病毒载量峰值出现在6~11 d,129 d后,多数靶器官检测阴性。血清抗体最早在18 d达到阳性, 25 d达到峰值,并维持高抗体水平至试验结束。结论 小鼠体内适应方法可以明显增强Reo 3毒 力,该病毒感染可引起小鼠多器官炎症反应,并导致小鼠死亡。本研究为该病毒模型建立及致病 机理研究提供了参考数据。 【关键词】呼肠孤病毒III型(Reo.3);感染;临床研究;呼吸道肠道病 [中图分类号】Q95.33[文献标识码]A[文章编号]1674.5817(2017)03.0198—06 呼肠孤病毒(Reovirus,Reo)是人兽共患病主【”, 中被列为SPF等级实验动物必须排除的病原微生 物。目前对哺乳动物呼肠孤病毒的结构、功能及 分子生物学方面研究较多,而针对小鼠系统性感染 模型的临床及相关报道不多,本实验经尾静脉和腹 腔注射Reo一3感染ICR小鼠,并进行长达18周的 血清学及组织核酸监测,为防控与研究Reo一3及呼 吸道肠道病毒疾病提供数据。 能从人及多种动物如貂、河虾、蟹、禽、鸭、 猪、羊、牛等分离到。该病毒由编码10个片段的 双股RNA组成,属于呼肠病毒科,正呼肠病毒属【2]。 呼肠孤病毒III型(Reo一3)是该病毒属的代表株。该 病毒可感染所有哺乳动物,包括小鼠、仓鼠、豚 鼠、猫和犬等 。Reo.3感染人,能引起幼年儿 童腹泻、呼吸道感染及脑膜炎等疾病『4' 。感染动 物能引起动物急性的呼吸窘迫综合征和肺组织纤维 化,脑炎,也可隐性感染动物并在体内产生抗体, 1材料与方法 1.1病毒和细胞株 ReO一3购自美国典型菌种保藏中心(ATCC VR一824),BHK—ATCC细胞由奉实验室保1竽。 1.2实验动物 给【f【L液制品、单克隆抗体、细胞培养等外来致病 因子的检定及动物试验带来一定的困难…1。Reo一3 在实验动物微生物学等级及监测(GB 14922.2—201 1) [收稿日期】2016—12—30 [基金项目】广东省科技汁划项目(2O14B070706006)、 (2013B060400028) 3周龄SPF级雄性ICR小鼠24 ,体质量15~ 18 g,购白北京维通利华[SCXK(京)2016—001l1, 饲养于广东省实验动物监测所负压感染动物实验室 内[SYXK(粤)2012—0122],自由饮食,动物实验开 展经广东省实验动物监测所动物使用和管理委员会 批准(IACUC2015003)。实验前,随机剖杀2只动 [作者简介】罗银珠(1983一),女,硕士,兽医帅,研究方向:病原学 及实验动物模型研究。E—mail:agluo122@sina.corn [通讯作者】黄韧(1959一),男,博士,研究员。 E—mail:labking@sohu.com 实验动物与比较医学Laboratory Animal and Comparative Medicine l99 物经酶联免疫吸附试验(ELISA) ̄DQPCR检测确定为 Reo一3抗原抗体阴性。 1.3主要试剂和仪器 程中的47 d、81 d、103 d,随机抽取3只小鼠进 行眼眶采血分离血清置一20℃保存待测血清抗体。 1.8 QPCR检测各组织病毒核酸含量 称量适量组织,加入600 uL的PBS缓冲液于组 ELISA抗体检测试剂盒购白美国Express Bio公 司,酶标仪购自美国Thermo公司。荧光定量PCR 织研磨机上研磨3~5 min,将组织匀浆。研磨后, 仪ABI 7500购自美国ABI公司,DMEM培养液购自 美国Gibco公司,RNA提取试剂TRizol购自美国 Invitrogen公司,DNA聚合酶购自中国大连宝生物公 司,其余试剂均为进口或国产分析纯。 1.4 QPCR引物合成 所用Reo一3引物参照参考文献【6J。引物由上海 英潍捷基生物技术有限公司合成。 1.5病毒滴度测定 将Reo.3接种BHK细胞,吸附作用1 h后加入 含体积分数2%血清的维持液,放入37℃、体积 分数5%COz细胞培养箱中培养,倒置生物显微镜 表I Reo.3引物序列 Table 1 Primer sequences of Reo-3 引物 歹 正向引物 5’.TGTGAGGTGGACGCGAATAG一3’ 反向引物 5’一CGTTGATGCAGCGTGAAGAG一3’ 探针 5’.J0E.CGGCCGGCTGGTGATCAGAGTATG— ECLIPS一3’ 观察细胞形态,70%细胞产生细胞病变(CPE)后收 获病毒液,反复冻融3次,离心取上清液作为感 染病毒,并用qPCR对病毒拷贝数进行定量。 1.6动物回归试验 取浓度约为3.1×106拷贝/gL的Reo.3细胞培 养病毒液尾静脉和腹腔注射病毒液各0.2 mL/只, 感染后3 d剖杀,取感染鼠的肝和肺进行研磨,离 心后获得病毒液上清,重复感染小鼠,反复4次。 最后一次获得的组织研磨上清液,放一8O℃,备用。 1.7感染动物试验 取经过体内适应增毒后的Reo.3病毒液,浓度 为1.5×10 拷贝/gL,尾静脉和腹腔注射病毒液各 0.2 mL/只。动物接种病毒后,观察129 d。每日 记录动物的被毛、行为活动、饮食和精神状态。 并在小鼠感染后4 d、7 d、1 8 d、25 d、35 d、 72 d和129 d对2—3只小鼠进行眼眶采血后脱颈椎 处死并采集心、肝、脾、肺、肾、脑、胃、 盲肠内容物置一20℃保存备用。在感染实验进行过 10 000 r/min离心10 min,取200 gL上清抽提核酸, 具体步骤参照核酸提取试剂盒(TIANamp Genomic DNA Kit)说明书。最后应用ABI 7500 Real—Time PCR System,Taqman RT.PCR两步法试剂盒 (Takara)即95℃30 S,95℃5 S,60℃30 S,进行 4O个循坏,荧光信号采集设于60℃,溶解曲线设 置为:95℃5 S,65℃1 min,50℃30 S,进行荧 光定量PCR检测鉴定。 1.9小鼠血清抗体检测 根据试剂盒说明进行操作与读数判定:样本稀 释及加样,将血清样本从1:50稀释,再向ELISA微 孔板各加100 稀释好的样本;37℃孵育后洗板,每 孔加100 uL酶标二抗,37℃孵育后洗板,加显色液; 反应完毕,立即用酶标仪读数,测试波长为405 nm。 1.10统计分析 实验结束,所有数据采用GraphPad Prism 5.01 进行数据处理及分析。 2结果 2.1病毒动物回归试验 为提高病毒在小鼠体内适应能力,本实验进 行了4次小鼠体内适应试验,结果显示,病毒初 次接毒后体征不明显、不死亡、而适应毒接毒后 小鼠体征加重。初次感染小鼠,病毒在体内增殖 慢并且含量减低(图1A),多次体内适应后,体内 主要脏器肝、脾、肺病毒载量升高(图1B),表明 病毒适应后感染能力及毒力增强。 2.2临床观察 采用经过小鼠回归试验后含有Reo.3的组织研 磨上清感染ICR小鼠,潜伏期(0~5 d)小鼠出现立 毛、扎堆,个别小鼠精神差,运动减少;发病期 (6~1 8 d),感染鼠立毛明显,并出现腹式呼吸, 感染后6 d,7 d,9 d,1 0 d,1 1 d,16 d,小 鼠出现死亡,剖检见肺有出血,肝有白色坏死 点,胃胀气,脾缩小;恢复期(19~129~d),小鼠 状态逐渐良好,精神好转。 200 实验动物与比较医学Laboratory Animal and Comparative Medicine A B 癞 鳘 、 耋 鳘 豢 艚 蜒 嚣 髅 毋 摘礴在小黻体内遵照敬数 肝 脾 肺 体内适戚试验缎 (2 d媛5 d-胆2) #前数值为病毒在动物体内适应次数,0 为细胞传代培养扩增的病毒液 图1 Reo。3病毒小鼠体内适应结果 Figure 1 Reo-3 virus adaption to mice 2.3血清抗体滴度变化 2.4组织病毒含量变化 感染小鼠体内抗体滴度随着感染时间迁移而升 高,接种后18 d抗体阳性,之后抗体效价逐渐升 高,在25 d抗体稀释度达到128倍并维持至129 d (抗体稀释度达512倍)(表2)。 2.4.1靶器官核酸含量变化 感染早期小鼠以肝病 毒载量最高(图2A),其次是心、脾、肺(图2B,C,D)。 肝以6 d(3.3×10 拷贝/pL)含最最高(图2A),心在 1 1 d(4.5×10 拷贝/BL)(图2B),肿在l 8 d(2.9× 表2感染小鼠抗Reo.3血清抗体的测定 Table 2 Determination of serum antibody against Reo一3 of infected mice 注:抗体滴度为能检出阳性结果的最大稀释倍数;n=2或3 10 拷贝/BL)(图2C),脑在4 d(4.3×10 拷贝/“L) 7 d,9 d,10 d,J 1 d,16 d分别死亡1 (图5)。脏器 (图2D),脾在6 d(8.7×10。拷贝/BL)(图2E),肾在 18 d(1.9×10 拷贝/BL)(图2F),并随着时间推移小 鼠各组织内病毒核酸含量总体呈现下降趋势,到 129 d除心和脾外检测到少量核酸外,其他组织均 核酸结果显示早期死亡小鼠(6 d,7 d)肝和脑病毒载 量高于其他组织,暗示两个器官为病毒早期增殖和 损伤的主要器官。肝的核酸含幂在小同时 死亡小 鼠中均呈现高载毒量,显示病毒在小鼠肝脏大黾复 检测不到病毒核酸。 2.4.2胃肠消化道核酸含量变化 感染后的小鼠取 制,是致死的重要冈素。肝、脾、肺、肾、胃 病毒载量以7 d死亡鼠核酸含量最高,并呈现随着 胃及盲肠内容物进行核酸检测,结果显示病毒可以 在胃中缓慢增殖,但到感染4个月后检测不到(图 时间推移逐步减低。 3A)。自肠内容核酸检测除1只能检测到外,其余 的均不能检测出来(图3B),该结果暗示该病毒在本 实验中基本 经粪便排毒和传播。 2.4_3死亡鼠主要脏器及组织核酸 感染实验后6 d, 3讨论 呼肠孤病毒具有宿主谱广泛的特点,除人外,从 自然感染的小鼠、禽、人、猫、牛、猪、猕 实验动物与比较医学Laboratory Animal and Comparative Medicine B 厝} 201 A C 蠹c 甚 警 3 辎 精 髅 錾 警 瓣 联 警 袭 蓑 飞唯 、、 移皆 母 母帝-争 按种聪时闻/d ^岛 接种聪时蝴/d |争 按种瞒时蝴/d D E 脾 ,1l 酥糖苓 寄 麟i摩孵躲 F 错 矗 T一 誉 糍 {辩 撰 善 警 鬈 槲} '‘ 巾孝 接种蕊孵阅/d q 移旁 接种鼢时婀/d ≈飞q 舻 按种麻时闯/d 图2感染小鼠各内脏组织核酸测定 =1—3) Figure 2 Content of Reo-3 nucleic acids in organs of infected mice =1-3) 一葶《 精 A B ● 瓤 癫 麟 警 罾 《 嘲 警 蔷 0 辎 艚 髌 锚 艏 —髅 b飞 接种艏时阕/d 痧孛 I ≈^ q 接种爝时闻/d 图3感染小鼠胃肠道核酸含量变化 =1~3) Figure 3 Content of Reo-3 nucleic acids in gastl ointestjnal tract of infected mice(n=l ̄3) 猴、黑猩猩、昆虫、鱼,蝙蝠等体内都分离到 呼肠孤病毒【 _11。根据国际病毒分类委员会第七次 __l据报道[14】,1980年代上海地区普通级鼠群感染率 达35%,血清阳性率5.8%,屏障小鼠血清阳性率 1.9%,感染呈间发性流行,时隐时现。近年报生【 ] 显示该病毒在SPF级实验鼠中流行率低。本实验室 2015年对野鼠Reo.3抗体阳性率抽检阳性率30% (24/80)。2007年英国研究者[16】曾对野外捕获小鼠 进行病原血清调查表明Reo一3阳性率10%。目前, 报告,正呼肠孤病毒属分3个亚群。非融合基因哺 乳动物正呼肠孤病毒(MRV)属于第一个亚群。该亚 群目前有4个血清型(Reo.1,Reo.2,Reo.3,R4)t2,121。 Reo一3病毒在鼠群中常呈隐性感染,威胁实验动物 的健康,进而影响动物实验的可靠性和准确性[13-14】。 202 实验动物与比较医学Laboratory Animal and Comparative Medicine 0 6d 口 7d△ 9d ● 档 2 bo 0 ,--1 、、 蚓 艚 肝脑 心 脾 肺 ’肾 胃 死亡鼠的不同组织 图4死亡小鼠核酸含量变化(n=1) Figure 4 Content of Reo-3 nucleic acids in dead mice(n=1) 该病毒在实验动物病原微生物质量检测中被列为必 须检测项目,要求阴性。 本实验通过人工攻毒方式模拟感染小鼠后, 出现了急性死亡及慢性带毒感染。死亡病例集中于 感染后2剧内,之后垒18剧小鼠均早现隐性感染。 肺是呼肠孤死亡小鼠的主要靶器官,小鼠死前均表 现出腹式呼吸,呼吸困难,精神筹等的呼吸综合 症候,此与人感染Reo体征_】71有相近之处且实验操 作简单,是研究人感染Reo或药效评价的良好模型。 本实验从体内组织肝,肺,心,脑,脾,肾 等多脏器分离到病毒,且病毒携带时问大于4周, 心与脑携带病毒时间长达l8 仍然能检测到病毒核 酸。这结果与研究报道『l3]病毒污染鼠群的可引起多 种系统性疾病,包括坏死性肝炎、心肌炎、胰腺 炎以及脑膜炎结果一致。奉实验证实了该病毒可穿 透血脑 障,在脑内定殖从而损伤脑组织,需引 起重视。心在本实验中直到实验结束129 d仍能检 测到,暗示着该病毒有可长时间存在于血液循环而 引起病毒血症,该结果也显示在一些血制品 生安 全方面需引起重视。 小鼠经人’ 病毒感染后早现全身性多组织多器 官感染,感染早期病毒在各脏器定殖扩增并能引起 动物死亡,随着时间推移小鼠各组织内病毒核酸含 量总体旱现下降趋势,部分脏器内病毒逐渐被机体 清除,此结果显示动物自身免疫系统在抗病毒中发 挥重要作用,在某些脏器内限制了病毒的复制及损 伤,表现在临床上动物死亡率减少,动物状态恢复。 研究报道[181Reo 3在动物群体中通过空气和粪一 口途径传播,并且有人认为Reo一3在环境中能稳定 生存是造成病毒污染的主要原冈,主要通过水平传 播和垂直传播两种方式进行传播,其中以呼吸道和 消化道传播为主要传播方式。本实验针对呼吸道 (肺)及胃肠进行临床跟踪及核酸检测,结果发现感 染早期肺病变明显,出血,允山,动物出现呼吸 困难综合征,食欲下降,胃的核酸检测结果显示 病毒呈低滴度复制。而自肠内容检测结果除一 死 亡鼠检测阳性外其余均为阴性。作者推测该毒株在 经过多次动物全身性适应试验后可能改变了排毒途 径,消化道传播方式减弱或消失,以呼吸道水半 传播为主。 综上所述,小鼠感染Reo一3可作为研究Reo 3 的良好模犁。呼吸道传播方式埘该病的防控提供有 效指导方向。通过抗体来监测该病毒有效期可为 18 或更长。以上埘研究呼肠孤病毒及相关呼吸 道肠道病提供了良好实验数 。 参考文献: [1]郎书惠,贺争鸣,_灭u忠英.呼肠孤 毒感染 免疫功能 状态小鼠的病理组织学研究….实验动物科学 j管理, 1998,1 5(3):54. 【2]…克 .实验动物病毒 疾病[M].北京:中田农业…版礼, l992:4l一45. 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Research on Reovirus III(Reo-3)Infection in ICR Mice LUO Yin—zhu,ZHANG Yu,HE Li—fang,HUANG Bi—hong,WU Rui—ke, Min Fan—gui,PAN Jin-chun,YUAN Wen,WANG Jing,Guo Peng-ju,HUANG Ren (Guangdong Laboratory Animals Monitoring Institute,Guangdong Provincial Key Laboratory ofLaboratory Animals,Guangzhou 510663,ChinaJ [Abstract】Objective To establish reovirus type 3(Reo一3)infection model of ICR mice and observe clinical syndrome,investigate vies load in rtarget organs and serology dynamic change in infected mice. Method Animal adaption method was used to increase the virus’s virulence.Systemic infection model was established with tai1 vein and intraperitoneally inoculation to ICR.The clinical sign was observed. The tissues and serums were harvested on 0 d before and 4 d、7 d、18 d、25 d、35 d、72 d、 129 d after inoculation.Blood samples of three mice were randomly collected on 47 d、81 d、103 d. qPCR and ELISA were respectively used to detect the vius nucleic acid at tarrget tissue and the antibody leve1.Results Virus viulrence was increased after four times adaption tria1.Mice death was observed at d7,d9,dl0,dl 1,d16 post inoculation.The highest load of the virus was found in liver through qPCR, followed by heart,spleen,and lung.Tl1e peaks of viral load emerged from 6 to 1 1 d in all organs,negative results appeared at l 29 d in the most organs.The earliest antibody detect time was on 1 8 d.The titer of ntibody ahit the peak on 25 d.then maintained a igh 1hevel till to 129 d.Conclusion virus virulence can be enhanced significantly through mouse in—vivo inoculation,multiple organs inflammation and early death in mice can be identiied fby the systemic infection way of Reo一3.This experiment provides an approach to establish Reo.3 infected mice animal model and provides good experimental data for further research on Reo.3 infection mechanism. 【Key words】Reovirus type 3(Reo一3);Infection;Clinical research;Resp ̄atory intestinal disease 

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