综述新冠肺炎动物模型最新进展 | MedComm

新型冠状病毒（SARS-CoV-2）是引起新冠肺炎（COVID-19）大流行的原因，自被首次报道以来，已出现多个突变株，如Alpha, Beta, Gamma, Delta and Lambda，极大提高了SARS-CoV-2的感染与传播能力，对全球公共卫生安全形成严峻挑战[1]。因此，需要迫切建立能够捕捉新冠肺炎患者特征和免疫反应的动物模型，加快对SARS-CoV-2特效药和疫苗的评价（图1）。

中国医学科学院医学生物学研究所彭小忠研究员团队在Wiley发行的 MedComm 发表综述，总结了新冠肺炎动物模型和SARS-CoV-2在这些动物模型中的感染、传播，并详细讨论了其发病机制、免疫应答以及抗病毒药物与疫苗评价的最新进展[2]。本文通讯作者为中国医学科学院医学生物学研究所彭小忠研究员、鲁帅尧教授，第一作者为四川大学华西医院毕振飞助理研究员。

图1 Animal models that recapitulate characteristics and immune responses observed in COVID-19

小鼠作为动物模型被广泛地应用到生物医学研究中，为新冠肺炎治疗的快速评价等提供了强有力的动物模型平台。本文中，作者首先介绍了小鼠模型，包括转基因小鼠模型（mouse ACE2 promoter-hACE2、 K18-hACE2、HFH4-hACE2、CAG-hACE2、Ad5-hACE2和AAV-hACE2小鼠等）、小鼠适应性病毒模型、SCID小鼠-人肺异种移植模型等，详细描述了SARS-CoV-2感染后不同小鼠模型的临床表现、病毒复制水平的变化、不同器官病理的改变和机体免疫应答等。同时也介绍了伴有慢性疾病（肥胖症、糖尿病和心血管疾病等）的小鼠新冠模型、小鼠ARDS新冠模型等。

此外，作者还详细介绍了叙利亚金黄仓鼠、非人灵长类和雪貂等SARS-CoV-2研究中最常用的动物模型。其他动物模型，如猫、水貂、水果蝙蝠和树鼩等，作者认为可作为SARS-CoV-2的中间宿主，探讨动物与人之间的潜在传播风险，而狗、猪、鸡和鸭则不易感SARS-CoV-2 （图2）。

图2 Animal models for SARS-CoV-2

总之，作者认为在新冠研究中动物模型的选择最重要的准则是能够充分模拟出COVID-19患者的病理特征。除此之外，ACE2受体表达的差异、SARS-CoV-2的攻毒剂量和途径的不同均在一定程度上增加了临床表现、病理特征以及免疫等的复杂性，研究人员应根据相应的研究目标选择合适的动物模型。目前，疫情的持续爆发严重威胁全球的公共健康，通过建立合适的动物模型模拟新冠患者的临床特征和免疫应答等，对于COVID-19机理的探讨、治疗药物和疫苗的开发与评价以及防控措施的制定等具有重要意义。

参考文献

[1] Mohammadi M, Shayestehpour M, Mirzaei H. The impact of spike mutated variants of SARS-CoV2 [Alpha, Beta, Gamma, Delta, and Lambda] on the efficacy of subunit recombinant vaccines. Braz J Infect Dis. 2021; 25(4):101606.

[2] Bi Z, Hong W, Yang J, Lu S, Peng X. Animal models for SARS-CoV-2 infection and pathology. MedComm. 2021;1–21. https://doi.org/10.1002/mco2.98

引用论文

Bi, Z, Hong, W, Yang, J, Lu, S, Peng, X. Animal models for SARS-CoV-2 infection and pathology. MedComm. 2021; 1– 21. 

https://doi.org/10.1002/mco2.98

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通讯作者简介

彭小忠，中国医学科学院基础医学研究所（北京协和医学院基础学院），副所（院）长，研究员，博士生导师。2007年入选教育部新世纪人才支持计划，并担任“发育与生殖研究”重大科学研究计划项目“非编码RNA在神经和肌肉早期发育过程中的功能研究及其体内示踪的研究”项目首席科学家。2008年获国家科学基金项目资助。2010年获“协和”称号。2013年入选国家百千万人才工程，并被授予“有突出贡献中青年专家”荣誉称号。2015年参与建立中国医学科学院医学灵长类动物中心，并任中心主任。2017年至今担任中国医学科学院医学生物学研究所，常务副所长；2018年至今兼任国家昆明高等级生物安全灵长类实验动物中心主任。长期从事神经发育和疾病发生的分子机理与干预研究、病毒致病机理研究，从基因表达调控的多个层次上系统研究神经系统发育过程中神经细胞增殖、分化的调控机制和神经系统疾病发生的细胞分子机理，为脑发育以及脑重大疾病的预警、诊断和治疗提供理论基础。

鲁帅尧，中国医学科学院医学生物学研究所（昆明），P3P4中心实验与技术支撑部主任，教授，硕士研究生导师。云南省中青年学术和技术带头人后备人才、云南省卫生和计划生育委员会医学学科带头人。曾任中国医学科学院医学生物学研究所实验动物部副主任、药物安全性评价研究中心副主任（兼QA主任）等职。长期从事分子病毒学、动物模型及致病机理研究，基因编辑。主持国家自然科学基金面上项目、协和青年科研基金和云南省应用基础研究面上项目等；2015年参与获得云南省科技进步一等奖1项和昆明市科技进步一等奖1项；参与发表论文100余篇，申请专利3项、已获授权1项，参与获得软件著作权2项。

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