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科学家描述了增强寨卡病毒研究的新研究模型

威斯康星大学麦迪逊分校兽医学院(SVM)的研究人员开发了最早的寨卡病毒小鼠模型之一。该模型将使研究人员能够更好地了解病毒是如何引起疾病的,并有助于开发抗病毒化合物和疫苗。

SVM助理科学家,描述该模型的研究的主要作者马修·阿里奥塔(Matthew Aliota)说:“对于想要能够测试针对寨卡病毒的疫苗和抗病毒药物的人来说,这些工具还不可用。”该论文于4月19日发表在《PLOS Neglected》杂志上热带疾病。“需要说明的是,它是一种小鼠模型,但是它确实允许我们测试疫苗,并且由小鼠大脑中的病毒引起的病理学可以用来了解人类尤其是胎儿的大脑中的病理学。”

寨卡病毒于1947年在乌干达首次被发现。去年之前,它在非洲,东南亚和太平洋岛屿的人群中传播,只是偶尔引起疾病。该病毒是通过蚊子传播的,通常会引起轻微的流感样症状。

但是,该病毒在2015年开始感染巴西前所未有的人数,然后传播到整个美洲。美国的公共卫生官员预计,随着天气变暖和埃及伊蚊(Aedes aegypti蚊子)的传播,这种疾病会扩散到美国南部。

上周,疾病控制与预防中心(CDC)确认寨卡病毒是导致发育中的胎儿(包括小头畸形)的大脑缺陷大量增加的原因。实际上,去年巴西部分地区的小头症,小头症,脑部缩小和认知障碍的病例比平常高20倍。也有一些证据表明对成年人有神经系统的影响。

现在,研究人员还知道该疾病可以通过性接触传播。

威斯康星大学麦迪逊分校的本科学生,研究合著者卡特里娜·拉金(Katrina Larkin)说:“对如此致命的事情知之甚少,真是令人恐惧。“了解工具性动物模型如何与疾病作斗争会使这项工作变得更加紧迫。”

与非人类灵长类动物之类的动物模型相比,小鼠模型允许研究人员进行更大规模的研究,并进行人类无法进行的实验。

Aliota和其他研究小组描述的小鼠模型,包括SVM病理生物学教授Jorge Osorio,是实验室已经拥有的一种免疫功能低下的小鼠,用于研究类似于Zika的病毒,例如登革热病毒。研究小组得知他们可以将Zika病毒注射到小鼠的脚垫以及它们的皮肤下,然后该病毒会传播到整个身体,包括大脑。其他小鼠品系对寨卡病毒感染具有抗性。

“在过去的两周中已经发现了类似的模型,但它们与我们之间也存在差异,”阿里奥塔说。他是最早在哥伦比亚发现寨卡病毒的研究小组的成员。他们模型的差异将使研究人员能够测试暴露于登革热等其他病毒如何影响人体对寨卡病毒感染的反应。

该团队的小鼠模型缺乏三种类型的干扰素,即α,β和γ,它们是免疫系统抵御某些类型病毒感染的第一道防线。干扰素正常的小鼠对寨卡病毒感染有抵抗力,但缺乏干扰素的小鼠会生病。人类也有干扰素,但它们在减弱寨卡病毒感染方面效果较差。

在这项研究中,一旦小鼠被一系列剂量的寨卡病毒感染(包括与被蚊子叮咬后与人类接触的剂量相似),它们就会迅速生病。在所有剂量下,病毒对小鼠都是100%致命的,这在人类中是看不到的。

小鼠在感染后一周内被安乐死,与最近的其他小鼠模型研究不同,研究人员检查了病毒在身体各个器官(包括肝脏,脾脏,脑,肾脏,肠,心脏,肺脏)中的作用。和骨骼肌。

该病毒已经传播到全身,但Aliota说,他们惊讶地发现该病毒仅在大脑和骨骼肌中引起了病理。

他说:“这对大脑来说确实很糟糕。”他指出,他们看到了脑膜炎,细胞浸润和坏死(异常细胞死亡)的证据。

除了为研究人员提供研究疫苗和抗病毒药的机会外,该模型还使科学家能够研究病毒的工作原理,包括病毒是否可以复制或复制自身,以及在脑组织内传播。

“人们很容易在新闻中看到这种疾病影响了很多人,并且想知道为什么还没有人接种疫苗,”另一位本科生研究和研究的合著者艾玛·沃克(Emma Walker)说,“但是对于Zika ,之前还没有真正进行过研究,因此在找到更多的基本方法(如病毒的工作原理)之前,您就有很大的压力,然后才能尝试“治愈”这种疾病。”

Aliota向从事这项研究的学生打电话,包括博士学位。学生Liz Caine是“杰出的”,他说,如果没有他们的奉献精神和长时间的实验室工作,不可能如此之快。随着研究人员将精力集中在抗击该疾病上,来自全国各地实验室的Zika研究结果以惊人的速度发表。实际上,威斯康星大学麦迪逊分校的Aliota及其同事已将其合作研究的其他方面实时提供给其他科学家和公众。

凯恩说:“在如此短的时间内,有关寨卡病毒的大量信息令我感到惊讶。”

Aliota还感谢UW-Madison提供的资源,以推动Zika在这里的研究进展。

他说:“威斯康星大学已经成为寨卡病毒研究的中心。很多人都有不同的专业知识来应对这一问题。” “这拥有一所医学院,一所兽医学校和一个灵长类中心的优势;在这里做的事情可能只有全球少数机构才能完成。”

对于长期研究Zika等传染病的Aliota来说,他的工作和他的团队在应对重大公共卫生问题方面产生如此深远的影响这一事实是非常有益的。

Aliota说:“这对住在那里的人来说是可怕的。” “我们的目标是将发现的成果转化为实际成果。要看到如此直接的影响,这种情况很少发生。”

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