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抗流行性感冒中草药及动物模型研究进展

2014-01-24张素香

中国药业 2014年11期
关键词:动物模型流感病毒抗病毒

张素香

(山东省济南市中医医院,山东 济南 250012)

病毒性疾病是严重危害人类身体健康的病种之一。疫苗的出现虽使某些疾病得到了控制,但至今仍有许多常见的病毒性感染缺乏满意的制剂和预防措施。随着对病毒预防的重视,中草药以价格低廉、药源广泛而备受关注,成为病毒性疾病较为理想的防治药物,最终达到既能杀灭病毒又对宿生细胞无影响的目的。中草药抗病毒的机理主要是通过抑制或直接杀灭病毒,保护正常细胞和组织,调节机体免疫功能来加强机体抗病毒能力。根据临床实践和现代中药药理学的研究,抗病毒中草药可分为两大类[1]:第一类是直接灭活或抑制病毒,常用的有黄芪、板蓝根、麻黄、苍术、五味子、蚕砂、桑叶、青蒿、马鞭草、地丁、木贼、紫草、香附、夏枯草、天花粉、甘草、三七、大黄、大青叶、女贞叶、白头翁、地榆、地骨皮、百部、防风、连翘、吴茱萸、牛黄、虎杖、侧柏叶、金银花、鱼腥草、茵陈、厚朴、穿心莲、桂枝、柴胡、菊花、野菊花、黄连、黄柏、蛇床子、蒲公英、薄荷、芍药、艾叶、蜂胶和射干等;第二类是通过诱生干扰素或促进人体免疫功能而达到抗病毒作用,常用的有人参、茯、猪苓、党参、山药、首乌、巴戟天、灵芝、黄精、肉苁蓉、兔丝子、山茱萸、当归、刺五加、枸杞子、虫草等。

流行性感冒(简称流感)疫苗和抗病毒药物在应用于临床或人体之前,必须要进行充分的实验室检测。动物体内试验比体外试验更接近人体环境,更能了解流感病毒的致病机理和人类相应的病理损伤与免疫反应,因此动物体内试验研究意义更大。要做好体内试验,首要任务是要构建合理可靠的动物模型。

1 建立模型的原则[2]

相似性:模型与人类有相似的发病机理和症状,才利于将复制的动物模型试验结果外推及人。

重复性:理想的动物模型应是规范的,可以准确重复再现的。毒株的型别、接种的数量、接种途径、疾病发展时期、周围的环境和接种动物所处的免疫状态都将影响所建的疾病类型。所以试验时,除试验因素外,应尽量保证试验组和对照组其他条件一致[3]。

可靠性:复制动物模型力求可靠地反映人类疾病,应具备该种疾病的特征。

适用性和可控性:在制备动物模型时,应尽量考虑到临床应用,便于控制疾病的发展,便于进一步进行人体内研究。

2 动物模型的鉴定

模型是否建造成功,一般有4种鉴定方法。

一般活动:如是否活动减慢,饮食减少,蜷缩,卷毛,体重减轻,体温变化。

分离病毒:流感病毒感染动物后,在感染的高峰期分离组织或血清,可通过鸡胚接种,细胞培养,或是直接通过血凝试验或是血凝抑制试验鉴别流感病毒。

免疫学鉴别:通过相应免疫学试验如抗原抗体的特异性反应鉴别流感病毒,通过检测细胞因子如炎性因子(IL-1、IL-6、IL-18和 TNF- α)、干扰素(IFN - α)的变化。

基因方法:通过逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)法,可以直接检测动物呼吸道或肺部组织中的IFV基因片段,或通过基因测序检验和流感病毒基因的吻合度。用实时荧光定量聚合酶链式反应(PCR)技术[4],直接检测流感病毒复制量的情况,简便快捷,灵敏特异,但费用较高。

3 动物模型的选择

3.1 小鼠模型

小鼠被广泛应用于检测抗病毒药物和疫苗的有效性。小鼠的品系和品种很多,经常用于流感病毒建模的有BALB/C鼠、昆明鼠、ICR鼠和NIK鼠,对于哪一种小鼠对流感病毒更敏感,尚无相关研究和结论。

在正式开始试验前要将病毒在鼠肺内传代,制备鼠肺适应株。通过连续传代,使突变体对小鼠产生更高的病毒滴度和更强的致病性。但是,高致病性H5N1无需经小鼠体内适应就能引起严重的疾病[5]。所有细支气管、肺泡上皮细胞都对其易感[6],能引起严重病变甚至死亡[7]。流感病毒可通过滴鼻或暴露于有小颗粒气溶胶的环境感染小鼠。是否需要麻醉对确定治疗效果非常重要。滴鼻接种较大量病毒后,小鼠将发生下呼吸道感染,如肺实变和间质性肺炎[8],暴露于强毒株后,小鼠2~4 d后出现一般活动减慢,饮食减少,体重不增加或减少,蜷缩,抱团,然后离开鼠群,呼吸频率加快,毛不光滑,体温下降。较强毒株导致的死亡发生于染毒后的 5 ~ 12 d[9]。

小鼠作为流感病毒模型有其显著优势,如对流感病毒较敏感、生理生化与人类相似,价格便宜,饲养简单,安全性高,相关的物质提取和检测已商品化,研究较多,有经验可寻。

小鼠作为流感病毒的动物模型的主要缺陷是与人的症状不同。例如大多数鼠发病后体温降低,而不是升高[10]。除此以外,小鼠几乎没有鼻腔分泌物[11],也没有和人类相似的上呼吸道感染症状[10]。流感病毒各类型间对小鼠的免疫反应都有效。例如,小鼠感染了非致死量的A/PR8/34H1N1,几周或几月之后接种H3N2,IgA抗体将在小鼠体内进行亚型间免疫[12]。而尽管已经观察到了人类的特异性免疫,但对于病毒间的异型保护尚未发现。

3.2 雪貂模型

最初雪貂被选为流感模型是1933年瑞士的Andrews和Laidlaw所做的试验[13],随后雪貂模型迅速成为人类甲流的临床模型[14-15]。流感病毒可引起呼吸道的急性症状,像流鼻涕、打喷嚏、咳嗽、体重减轻、体温升高、上呼吸道免疫细胞明显增加,急性症状将持续3~4 d,在血清中可检测到HI抗体[16]。弱毒株几乎不会引起死亡,如感染 A /Aichi/2/68 (H3N2)仅仅是阵发性打喷嚏和少量较清鼻腔分泌物[17]。病毒经雪貂体内不断传代,可引起更明显、更严重的肺炎,可影响到气管、细支气管和肺泡。在雪貂群中,流感病毒感染性很强,甚至可传播给接触它们的工作人员。

雪貂对来源于自然界、鸡胚接种或细胞培养的甲型或乙型流感病毒,都具有高度敏感性,不需进行体内传代[3]。已证实,NA突变和药物抗药性的改变很少在雪貂之间或代间传播[18]。所以即使有抗药性的改变,动物模型仍然可以继续使用。而且流感症状也和人相似,主要为明显的上呼吸道症状。然而,由于此模型所对应的相关试验缺乏或是不完整,限制了雪貂流感模型的发展。而且由于流感病毒可由雪貂传播给人,所以试验时要更加注意安全问题。

3.3 大鼠模型

在 1 次试验中,流感病毒 A /Port/Chalmers/173 (H3N2)感染了 Brown Norway (BN),Fischer-344 (F344)and Sprague-Dawley (SD)大鼠[19]。经肺内传代 11 次后,F344 和 SD 大鼠试验组病毒滴度比对照组提高了100倍。但这种感染非致死性的,很少能引起肺部明显病变。大鼠作为评价流感病毒治疗方面的模型并未表现出足够的优势。

3.4 猪模型

因甲型流感病毒经常在猪群之间传播,所以猪也成为流感模型的一个选择。感染流感病毒后的症状为发烧、食欲减退、呼吸困难、咳嗽,一般不会致死[3]。猪对最近流行的 H5N1 敏感性较低[20]。迄今为止,猪主要用于抗猪流感疫苗的发展[21]。因猪存在圈养,养殖复杂且废物处理等棘手问题,而且猪肉被人大量食用,所以猪模型很少用于试验研究[3]。因此,即将面世的迷你猪,可能会对流感病毒的研究提供很大帮助。

3.5 非人类灵长类

比起其他动物,灵长类动物更接近人类。恒河猴已经被用于研究流感发病机理、评估治疗和预防策略[22]。Rimmelzwaan等用流感病毒A/Netherlands/18/94感染猕猴,并分析了直接气管感染后的免疫反应。豚尾猴已于2004年被Baskin等[23]用于流感病毒转录因子的研究。但由于各方反对,灵长类很难大量用于建造试验模型。

3.6 其他

还有其他动物曾用于流感病毒动物模型。如豚鼠和棉鼠就曾分别用于研究流感传播和免疫反应的数量和质量[24-25]。

4 结语

中草药可成为较理想的抗流感病毒药物。目前,在进行动物流感试验时,小鼠流感模型具有诸多优点,是流感病毒模型的主要类型;将来,等相关试剂更完善后,雪貂有可能会取代小鼠模型的地位;迷你猪的问世,也为流感病毒模型提供了一个好的选择;随着科学的不断发展,也会发现更多更合适的流感动物模型。

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