仓鼠产生了对COVID-19的保护性免疫,并受到恢复期血清的保护
在一个具有人类疾病重要特征的COVID-19动物模型中,威斯康星大学麦迪逊分校、东京大学和西奈山伊坎医学院的科学家们表明,先前感染SARS-CoV-2病毒可防止再次感染,使用康复期血清治疗可限制病毒在肺部的复制。
叙利亚仓鼠通常被视为宠物,几十年来在了解人类传染病方面发挥了关键作用。这项新研究由Yoshihiro Kawaoka领导,并于今天发表在美国国家科学院院刊,证明他们也是一个有用的小动物模型研究人员试图了解SARS-CoV-2,并评估针对其引起的疾病的疫苗、治疗方法和药物。
“仓鼠是人类流感和sars冠状病毒的良好模型,”华盛顿大学兽医学院病理生物学教授、东京大学病毒学教授Kawaoka说。“这就是为什么我们决定用COVID-19研究它们。我们想看看这种疾病的发展过程是否与人类相似动物从头到尾。”
香港大学科学家于3月底发表的一项研究也表明,叙利亚仓鼠是与covid -19相关研究的良好模型。在这项研究中,仓鼠体重下降,变得嗜睡,并出现了其他疾病的外在迹象。
Kawaoka的小组进一步扩展了这项工作,证明低剂量和高剂量的维生素a病毒在美国和日本收集的患者样本中,它们在幼年仓鼠(1个月大)和成年仓鼠(7至8个月大)的气道中复制良好。这种病毒还可以感染上呼吸道和下呼吸道。
研究小组还发现,SARS-CoV-2会导致被感染动物的肺部出现严重疾病。这包括病变和在人类患者肺部扫描中经常发现的“磨玻璃”外观。扫描还显示,在仓鼠肺周围的空腔中有一个气体区域,表明严重的肺损伤。研究人员观察到感染后8天内影响最严重,10天内情况有所改善。
“感染SARS-CoV-2的仓鼠与人类COVID-19疾病具有相同的CT成像特征,”华盛顿大学兽医护理中心的兽医和放射科医生萨曼莎·罗布说。
在感染后的第10天,研究人员不再在大多数仓鼠的器官中检测到病毒,但在大多数动物中,肺损伤持续了14天,在大多数高剂量感染的动物中,至少持续了20天。
总的来说,研究人员能够在感染后的6天内在受感染的仓鼠的所有呼吸器官中检测到病毒,并且从它们的大脑中收集的样本中也检测到病毒,尽管这些样本中也含有部分嗅球,它与嗅觉有关,可能是这些样本中病毒的来源。病毒的初始剂量并没有影响研究人员最终在仓鼠器官中发现的病毒数量。
研究人员还在肾脏、小肠、结肠或血液中寻找病毒,但没有检测到。
为了确定仓鼠是否产生了对抗SARS-CoV-2的抗体,从而保护它们不被再次感染,研究人员在首次感染约三周后,对一些相同的动物注射了另一轮病毒,但无法在它们的呼吸道中检测到病毒。他们确实在之前没有感染的对照组动物的呼吸道中发现了病毒。
川冈大学美国实验室的研究教授皮特·哈夫曼说:“这些动物都有抗体,再也没有生病,这表明它们产生了保护性免疫力。”“但我们仍然不能说这种保护能持续多久。”
4月初,美国各地的研究人员,包括华盛顿大学医学与公共卫生学院和华盛顿大学卫生学院的研究人员,启动了一项临床试验,以检查来自康复的COVID-19患者的血液中携带抗体的成分(血浆或血清)是否可以提供给病人,以帮助他们康复。虽然恢复期血浆已用于其他疾病爆发,但它作为一种治疗方法仍然知之甚少。
因此,Kawaoka的团队从先前患病的仓鼠身上提取了恢复期血清,然后将其汇集在一起。他们用SARS-CoV-2感染了新的仓鼠,然后在感染后一天或两天给它们注射这种含有抗体的血清。
在感染后一天内接受治疗的仓鼠,其鼻腔和肺部感染病毒的数量比接受模拟治疗的仓鼠要低得多。那些在第2天接受血清的动物表现出不太明显的好处,尽管与对照组动物相比,它们呼吸器官中的病毒水平仍然较低。
上周发表的一项研究科学说明人体抗体的转移仓鼠也可能有助于保护动物免受SARS-CoV-2感染的严重疾病。
Kawaoka补充说:“这向我们表明,仍在人类患者中进行实验的恢复期血清可能是COVID-19有效治疗的一部分。”
最后,研究小组还获得了第一张SARS-CoV-2病毒内部特征的图像,这些特征有助于其在宿主细胞中复制或自我复制的能力。川冈说,这值得进一步研究。
更多信息:今井正明等人。叙利亚仓鼠作为新型冠状病毒感染小动物模型及对策研究美国国家科学院院刊(2020)。DOI: 10.1073 / pnas.2009799117
托马斯·f·罗杰斯等。在小动物模型中分离出有效的SARS-CoV-2中和抗体和保护疾病,科学(2020)。DOI: 10.1126 / science.abc7520