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【动物造模-药效评价】-禽类乙肝病毒模型

  鸭乙肝病毒(DHBV)于1980年被William等发现,随后,在不同来源的鸭、灰鹭和野鹅体内发现该类病毒。禽类乙肝病毒的宿主范围十分狭窄,譬如,DHBV仅感染鸭和天鹅等禽类,却不感染美洲家鸭或鸡。

  人HBV病毒与禽类肝炎病毒之间有许多共性:两种病毒均有部分双螺旋的DNA基因组;基因组的复制依赖于RNA中间体的存在;基因的编码框之间存在很大程度的重叠区。此外,两种病毒在基因组和病毒结构、复制和病毒生活周期上存在许多共同点。两种病毒均具有嗜肝性,许多嗜肝病毒的感染特性均是在DHBV模型中被发现,如病毒基因组复制是通过对RNA中间体的反转录进行;共价闭合环状cccDNA的形成和扩增;反转录的详细过程;以及病毒对宿主嗜性的决定因子等,这些都对HBV的生物特性研究有重要的借鉴意义。

  同时,DHBV与HBV之间也存在一定的差异:DHBV的基因组比动物肝炎病毒略小,二者间核苷酸序列的同源性约在40%左右;DHBV基因组中缺乏X基因的编码框,禽类乙肝病毒只有两种包膜蛋白,而不是三种;当DHBV通过母鸭向卵中传递时,其感染一般导致慢性感染,而病毒的感染通常不导致肝脏损伤,不引发肝脏疾病或者肝癌,感染的鸭会保持终生健康状态;成年鸭感染DHBV后,病毒会被清除;当DHBV从母鸭传递给幼鸭后,会导致慢性感染,并且这种感染在很大比例上会导致肝脏损伤,并引发肝癌或肝硬化。成年鸭感染DHBV后,当病毒不能被清除时,可能会导致急性肝炎暴发。

  除了HepaRG(人肝细胞株,分离自慢性丙型肝炎病毒感染的肝癌患者的非瘤组织)细胞系之外,仅有原代鸭肝细胞对DHBV敏感。因此,DHBV的体外复制依赖于原代培养的肝细胞。DHBV在原代培养的胎鸭或成年鸭肝细胞中均能复制。胎鸭肝细胞易从未孵化的鸭胚胎中获得,将肝组织用胶原酶消化后,洗涤培养即可。当然,这种细胞系包含肝脏中除了肝实质外的其他细胞,诸如巨噬细胞和成纤维细胞等。此外,可通过成年鸭肝脏灌注的方法获得成年鸭的原代肝细胞系,这种方法获得的肝细胞系较纯(肝细胞数量达到90%以上)。

  原代肝脏细胞系可在含有氢化可的松、胰岛素和DMSO的标准培养基中培养,其中, DMSO对保持肝细胞的分化和对病毒的敏感性十分重要。研究者们使用DHBV感染的体外模型发现了肝炎病毒复制周期中的许多详细环节。

  鸭乙肝病毒建立动物模型的优点在于鸭容易实验动物化。而且,DHBV易感的原代肝细胞很容易从乳鸭或胚胎中分离到。应用DHBV感染鸭做模型,主要用来研究病毒的cccDNA在病毒复制中作为RNA转录模板的作用。虽然鸭感染DHBV后并不发展为肝癌,但是仍有学者在细胞肿瘤模型中,将病毒的基因组整合到细胞的染色体上,随后研究病毒复制在癌症发生中扮演的角色。

  与人感染HBV的病症发展状况相似,鸭感染DHBV后,病程发展与年龄相关。一般来说,肝炎病毒的感染具有发展为急性或慢性感染的潜质。感染的结果与感染时所用的病毒剂量相关。高剂量病毒感染会使新生的鸭提高发展为持续感染的概率。在感染时中和抗体的产生与否也决定了新生乳鸭与成年鸭在遭受病毒感染后的不同病程发展。成年鸭能够快速的生成中和抗体,从而能有效的抑制病毒在肝脏中的扩散。

  一般情况下,DHBV可以从通过母鸭向鸭卵中垂直传播,导致新生鸭的慢性感染。然而,因为免疫系统对该病毒的耐受性,动物并不表现出症状。因此,DHBV阳性的母鸭所生出的幼鸭均表现为DHBV阳性。在慢性感染的鸭体内,DHBV主要在肝细胞中复制。通常情况下,病毒的复制水平很高,几乎所有的肝细胞均被感染并表达病毒抗原,且在外周血中可检测到大量的病毒抗原,有时可高达每毫升10的10次方拷贝的病毒颗粒。

  同时,DHBV模型也被用来研究乙肝病毒的细胞受体、病毒突变体的生长曲线以及抗病毒药物的体内外评价。但是,人们发现:鸭与土拨鼠不同,它对抗病毒药物的毒性并不敏感,鸭体内的代谢系统与抗病毒药物的代谢过程兼容。因此,由于病毒及宿主肝细胞的差异,用鸭乙肝病毒模型评价的药物在临床上的应用价值依然有限。

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