《Nat Microbiol:研究揭示SARS-CoV-2感染灵长类动物的特征》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2021-01-06
  • 得克萨斯生物医学研究所(Texas Biomed)和西南国家灵长类动物研究中心(SNPRC)的科学家在《Nature Microbiology》杂志上发表了有关SARS-CoV-2全面动物模型研究的发现。这些发现最初于2020年6月在线发布在BioRxiv上。该研究评估了三种非人类灵长类(NHP)物种(印度恒河猴,非洲狒狒和新世界起源的普通marmosets),以确定对SARS-CoV-2的易感性与COVID-19疾病的发展。在研究过程中,猕猴和狒狒作为COVID-19疾病研究的动物模型显示了巨大的希望。基于结果,研究人员建议使用猕猴作为模型来开发疫苗,而狒狒则表现出更大的疾病发展趋势,使其成为评估抗病毒疗法和合并症的潜在选择,例如了解COVID之间的联系-19和糖尿病或COVID-19和心脏病。

    “ Texas Biomed独特的研究模型的优势在于,其专业知识可以在一个校园内以动物,生物安全和法规方面的能力支持个人科学研究和合同研究,从而帮助从基础发现到临床前开发再到人类临床试验的广泛研究。” Texas Biomed研究副总裁Joanne Turner博士解释说。

    用于传染病的动物模型(例如COVID-19)使全世界的科学家能够确定当前正在开发的候选疫苗和抗病毒治疗剂是否可以作为人类干预手段可行。此外,动物模型使科学家能够了解免疫系统受损的人的疾病进展,以协助开发针对这些人的治疗方法。

    西南国家灵长类动物研究中心主任Deepak Kaushal博士说:“找到适合COVID-19的动物模型可以立即进行这些关键发现,这是抵抗这种疾病的重要一步。如果没有详尽的动物数据,FDA就不太可能许可将疫苗或抗病毒疗法用于人类使用,即使是目前正在进行人体试验的动物,因为动物模型数据可以确保我们对这种疾病以及人类的反应有完整的了解。进行潜在的治疗。”

    由43名研究人员组成的小组报告了这三种NHP中SARS-CoV-2感染/ COVID-19疾病期间的临床,病毒,影像学,免疫学和组织病理学(组织检查)发现。该研究最终发现,非人类灵长类动物显示出与人类相似的SARS-CoV-2感染进展,有些感染者比其他感染者病得更重,上下呼吸道中都有病毒征象和肺炎征象。

    Kaushal博士解释说:“我们的结果告诉我们,随着我们更深入地了解疾病,用于人类试验的疗法和疫苗的靶标,这些动物模型将提供相关的,可量化的信息。”

    虽然先前的动物研究表明猕猴是SARS-CoV-2的可行模型,但这是研究人员首次对三种不同的灵长类模型进行了纵向研究。此外,研究人员使用了最全面的评估方法,从支气管肺泡灌洗(肺液收集)和鼻拭子确定病毒的存在,再到胸部X射线和CT扫描来评估感染后的肺部健康。

    结果显示,猕猴和狒狒模型会形成强烈的急性病毒感染迹象,导致肺炎。而本研究发现非人类灵长类动物的免疫系统会产生强烈反应并清除感染。特殊的骨髓细胞从血液流向肺部,并分泌高水平的I型干扰素,细胞因子等。这些特殊的吞噬细胞的出现与病毒和疾病指标的下降相对应。

    这项研究也是SARS-CoV-2感染特异性改变肺部淋巴样细胞(T细胞)的首次报告,猕猴中产生了强烈且非常特异的免疫反应,使动物能够清除病毒。这一发现表明,灵长类模型将有助于理解对SARS-CoV-2的免疫反应,并有助于制定可以产生类似反应的干预措施,并有助于评估需要特殊治疗的疫苗的安全性和有效性。才能产生免疫反应。

  • 原文来源:https://medicalxpress.com/news/2021-01-results-comprehensive-sars-cov-animal-published.html;https://www.nature.com/articles/s41564-020-00841-4;https://news.bioon.com/article/6782676.html
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  • 《PNAS:新研究揭示许多动物物种可能易受SARS-CoV-2感染》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2020-08-27
    • SARS-CoV-2是导致COVID-19的新型冠状病毒。在一项新的研究中,来自美国加州大学戴维斯分校等研究机构的研究人员发现人类并不是唯一面临SARS-CoV-2潜在威胁的物种。他们通过基因组分析比较了这种病毒在人体中的主要细胞受体---血管紧张素转换酶-2(ACE2)---在410种不同种类的脊椎动物中的作用,包括鸟类、鱼类、两栖类、爬行类和哺乳动物。相关研究结果于2020年8月21日在线发表在PNAS期刊上,论文标题为“Broad host range of SARS-CoV-2 predicted by comparative and structural analysis of ACE2 in vertebrates”。 ACE2通常存在于许多不同类型的细胞和组织中,包括鼻子、口腔和肺部中的上皮细胞。在人类中,ACE2蛋白的25个氨基酸是这种病毒结合并进入宿主细胞的重要条件。 这些作者利用人ACE2蛋白的这25个氨基酸序列,并将它的预测蛋白结构与SARS-CoV-2刺突蛋白一起建模,以评估不同物种的ACE2蛋白中存在多少这样的氨基酸。 论文第一作者、加州大学戴维斯分校博士后研究助理Joana Damas说,“预测具有与人ACE2蛋白相匹配的全部25个氨基酸残基的动物通过ACE2感染SARS-CoV-2的风险最高。预测物种的ACE2结合氨基酸残基与人类的差异越大,风险就越小。” 在可能对SARS-CoV-2敏感的物种中,约有40%的物种被国际自然保护联盟(International Union for Conservation of Nature)列为“濒危物种(threatened species)”,可能特别容易在人类与动物之间传播。 论文通讯作者、加州大学戴维斯分校进化与生态学教授Harris Lewin说,“这些数据为鉴定有感染SARS-CoV-2风险的易感动物群体和濒危动物群体提供了一个重要的起点。我们希望它能激发在大流行期间保护动物和人类健康的做法。” 经预测濒危物种将面临风险 一些极度濒危的灵长类物种,比如西部低地大猩猩、苏门达腊猩猩和北部白颊长臂猿,预计通过它们的ACE2受体感染SARS-CoV-2的风险非常高。其他被列为高危的动物包括灰鲸和宽吻海豚等海洋哺乳动物,以及中国仓鼠。 猫、牛和羊等家养动物被发现具有中等风险,而狗、马和猪被发现具有结合ACE2的低风险。这与感染和疾病风险的关系如何,需要在未来的研究中加以确定,但对于那些有已知感染性数据的物种而言,这种相关性很高。 在记录的水貂、猫、狗、仓鼠、狮子和老虎感染SARS-COV-2的病例中,这种病毒可能使用它们的ACE2受体,或者它们可能使用ACE2以外的受体进入宿主细胞。较低的ACE2结合倾向可能转化为较低的感染倾向,或者一旦建立了感染,在动物体内或动物之间传播的能力较低。 由于动物有可能从人类身上感染这种新型冠状病毒,反之亦然。包括美国国家动物园和圣地亚哥动物园在内的研究机构都为这项研究贡献了基因组材料,而且已经加强了保护动物和人类的计划。 论文共同作者、美国国家动物园史密松-梅森保护学院高级研究科学家Klaus-Peter Koepfli说,“人畜共患疾病以及如何预防人畜共患疾病的传播对动物园和动物护理专业人员来说并不是一个新的挑战。这些新信息使得我们能够集中精力并制定相应的计划,以保证动物和人类的安全。” 这些作者敦促谨慎对待根据这些计算结果过度解释预测的动物风险,并指出实际风险只能通过额外的实验数据来确认。 已有研究表明SARS-CoV-2的直系祖先很可能起源于蝙蝠。人们已发现蝙蝠通过它的ACE2受体感染这种新型冠状病毒的风险非常低,这与实际实验数据一致。 目前并不知道蝙蝠是将这种新型冠状病毒直接传播给人类,还是通过中间宿主传播,但是这项研究支持了一个或多个中间宿主参与其中的观点。这些数据允许科学家们着重关注哪些物种可能作为野生的中间宿主,从而协助努力控制未来在人类和动物群体中爆发的SARS-CoV-2感染。
  • 《Nat Commun:动物研究揭示新冠病毒可以感染眼睛》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2022-12-28
    • 科学家们研究了导致COVID-19的冠状病毒SARS-CoV-2是否能影响感染者的视觉和深度感知。在一项新的研究中,来自澳大利亚格里菲斯大学和韩国化学技术研究院等研究机构的研究人员想要了解SARS-CoV-2如何影响眼睛,以及它是否可以作为一种病毒感染途径。他们发现眼睛和三叉神经(trigeminal nerve)容易受到SARS-CoV-2的影响,而且在动物模型中,这种病毒可以通过呼吸道,经由大脑感染眼睛。相关研究结果于2022年12月12日发表在Nature Communications期刊上,论文标题为“Ocular tropism of SARS-CoV-2 in animal models with retinal inflammation via neuronal invasion following intranasal inoculation”。 论文共同作者、格里菲斯大学的Suresh Mahalingam教授说,当视神经炎症、异常液体堆积和免疫细胞浸润导致视网膜变厚时,SARS-CoV-2就会开始影响视力。“这种病毒可以通过眼睛后面的神经组织感染眼睛,这些神经组织在眼睛的视觉方面起着作用,并为视觉目的发送信号。这种视网膜炎症的结果是由于视力模糊而导致深度感知的下降。”这种视力模糊似乎只是症状性的,而不是眼睛组织的永久性变性。它也只可能影响非常少的人。 论文共同作者、格里菲斯大学博士生Wern Hann Ng先生说,虽然很多关于COVID-19的研究都集中在呼吸道感染上,特别是在肺部和鼻腔区域,但对眼睛的关注却不多。 他说,“我们发现这种病毒确实可以通过正常的鼻内途径感染眼睛,但如果这种病毒的飞沫直接接触到眼睛,也可以感染眼睛。为了感染组织或器官中的特定细胞,这种病毒会附着在ACE2受体上,这种受体在肺部、扁桃体、鼻腔、肾脏和心脏中大量存在,这就是为什么针对这些器官发表了很多报告,但是我们发现ACE2受体在眼睛中也存在,因此有利于感染。” 这些研究结果使人们对COVID-19疾病有了新的认识,并可能促进开发针对COVID-19患者的治疗策略。 参考资料: Gi Uk Jeong et al. Ocular tropism of SARS-CoV-2 in animal models with retinal inflammation via neuronal invasion following intranasal inoculation. Nature Communications, 2022, doi:10.1038/s41467-022-35225-1.