《科学》刊发哈兽研研讨:评价雪貂、猫等对新冠易理性

《科学》刊发哈兽研研讨:评价雪貂、猫等对新冠易理性
新冠病毒被以为起源于蝙蝠,和来自中华菊头蝠冠状病毒RaTG13(中科院武汉病毒所石正丽研讨员团队2013年在我国云南搜集)在核苷酸序列水平上有96.2%的相似性,但这是一种此前在人类和其他动物身上均未检测到过的一种新式冠状病毒,它的呈现新带来许多亟待处理的问题,其间就包含除人类之外,其他是否有宠物、畜禽也或许被新冠病毒感染? 当地时间4月8日,尖端学术期刊《科学》(Science)在线宣布了论文“Susceptibility of ferrets, cats, dogs, and different domestic animals to SARS-coronavirus-2 ”。这项研讨旨在弄清楚一些问题:新冠病毒会感染给其他动物物种,然后成为感染的“蓄水池”吗?新冠病毒感染在人类中有多种临床体现,从细微感染到逝世,那么在其他动物中是怎么体现的?跟着疫苗和抗病毒药物开发的尽力,哪些动物能够最精确地用于模仿这些药物或疫苗对人类的作用? 为处理这些问题,来自我国农业科学院哈尔滨兽医研讨所兽医生物技术国家要点实验室、国家动物疫病防控高档别生物安全实验室的研讨团队点评了不同模型实验动物和宠物、畜禽对新冠病毒的易理性,经过实验感染新冠病毒,观测接种动物及同居动物的临床体现及病理变化,检测器官安排病毒载量、呼吸道和肠道病毒排放及动物体内针对新冠病毒抗体转阳状况。 他们的研讨显现:新冠病毒在狗、猪、鸡和鸭子身上仿制才能很弱,但能在雪貂上呼吸道和猫的呼吸系统及消化系统高效仿制。实验感染猫能够经过空气传达新冠病毒;部分猫感染后可导致严峻发病乃至逝世,低龄猫发病显着较大龄猫严峻。 安排病理学查询证明,病毒感染猫可引起不同程度的肺脏炎症与肠道粘膜损害;免疫组化研讨发现上呼吸道(鼻腔、上颚、扁桃体)粘膜上皮及嗅球细胞、气管及支气管粘膜黏液腺上皮细胞、小肠粘膜上皮等部位存在很多病毒感染。 该论文通讯作者为我国科学院院士、我国农科院哈尔滨兽医研讨所动物流感根底与防控研讨立异团队首席科学家陈化兰,我国农业科学院哈尔滨兽医研讨所所长、国家动物疫病防控高档别生物安全实验室主任步志高,以及我国疾控中心病毒病防备操控所党委书记、BSL-3实验室主任武桂珍。此前的当地时间3月31日,研讨团队已率先在预印本渠道bioRxiv上宣布了该项研讨。 值得一提的是,国家动物疫病防控高档别生物安全实验室是我国现有的两个P4(生物安全等级四级)实验室之一,另一在中科院武汉国家生物安全实验室。这项研讨中的一切感染新冠病毒的实验均在P4实验室中进行,取得我国农业乡村部的同意。动物研讨和动物福利计划由我国农科院动物实验道德委员会审阅经过。 我国农业科学院哈尔滨兽医研讨所官网发布的新闻稿中说到,哺乳动物及禽类中一向有不同的冠状病毒盛行,但这些冠状病毒大多仅限于感染特定种属动物,一般不能感染人类。相同,人世常见的几种冠状病毒也不感染其他动物。可是,来自蝙蝠的某些冠状病毒,如SARS和中东呼吸综合征(MERS)病毒,往往能够感染多种动物和人类。 新冠病毒现在在全球大范围的人群中盛行,传入与人类亲近触摸动物的危险日积月累。因而,迫切需要展开与人亲近触摸家养动物对新冠病毒的易理性研讨,点评家养动物是否面对新冠病毒损害并成为潜在中心宿主的危险,为防控新冠病毒供给科学依据。 别的,鉴于现在COVID-19全球盛行状况,其演变为常在感染病的或许性很大,急需树立安稳、牢靠的动物感染模型,满意疫苗和药物研制点评需求。 研讨团队着重,对猫新冠病毒的监测应被视为消除现在COVID-19盛行的一种辅佐手法。他们呼吁,亲近监测和维护疫区的猫,避免其触摸感染源,避免其成为或许的传达宿主或贮存宿主。 别的,此前有质疑称猫感染新冠是实验室条件下大剂量使然。但是,除该项研讨之外,此前的4月3日,华中农业大学农业微生物国家要点实验室、动物医学院教授、农业部兽用确诊制剂创制要点实验室主任金梅林院士,中科院武汉病毒研讨所新发感染病研讨中心主任、中科院高致病性病原生物学与生物安全要点实验室主任石正丽研讨员带领的团队也在预印本渠道bioRxiv上宣布了一项研讨,他们经过猫血清查询发现:武汉区域新冠疫情爆发后搜集的102只猫的血清ELISA检测显现,来自15只猫(14.7%)的血清对新冠病毒的受体结合域(RBD)呈阳性。 而美国纽约布朗克斯动物园4岁的山君马来亚虎纳迪亚也于近来确诊感染新冠病毒。当地时间4月5日,美国农业部发布声明承认,纽约一家动物园中的一只山君确诊感染新冠病毒,还有几只狮子和山君也体现出呼吸系统疾病症状。纽约布朗克斯动物园官方标明,纳迪亚和别的三只山君以及三只非洲狮都呈现了干咳和胃口下降的症状,但估计它们均能恢复。公共卫生官员以为,这些动物是被一名无症状感染职工感染的。 新冠病毒可在雪貂上呼吸道仿制长达8天,但不会导致严峻疾病或逝世 雪貂经常被用作人类呼吸道病毒的动物模型。因而,研讨团队首要测试了雪貂对新冠病毒的敏理性。 本研讨使用了两个新冠病毒毒株:来自武汉华南海鲜商场F13-E和来自一位新冠病毒感染患者的CTan-H。 研讨团队对雪貂别离经鼻内接种10^5pfu(plaque forming unit)的F13-E或CTan-H,并在接种后第4天施行安泰死(p.i。)。搜集每只雪貂的鼻甲、软腭、扁桃体、气管、肺、心脏、脾脏、肾脏、胰腺、小肠、大脑和肝脏,用qPCR和病毒滴定法进行病毒RNA测定。雪貂脏器或安排中病毒RNA:A、接种F13-E,B、接种CTan-H。 研讨成果标明,一切4只雪貂的鼻甲、软腭、扁桃体中均检测到病毒RNA和感染性病毒,但在其他检测安排中均未看到。C、接种F13-E,D、CTan-H的雪貂脏器或安排中的病毒滴度。 研讨团队以为,这些成果标明,新冠病毒能够在雪貂的上呼吸道仿制,但没有检测到在其他安排中的仿制。 为了研讨病毒在雪貂体内的仿制动态,研讨团队对6只雪貂经鼻内接种了10^5pfu的F13-E(3只)或CTan-H(3只),然后将它们安顿在阻隔且独自分隔的三个笼子里。在第2、4、6、8和10天搜集雪貂鼻洗液和直肠拭子用于病毒RNA检测和病毒滴定。一起对它们进行了两周的体温文新冠痕迹监测。 接种F13-E(E)和CTan-H(F)的雪貂洗鼻洗液中的病毒RNA。接种F13-E(G)和CTan-H(H)的雪貂鼻洗液中的病毒滴度。 成果显现,第2、4、6、8天,在一切6只雪貂的洗鼻液中均发现病毒RNA。在一些直肠拭子中也发现了病毒RNA,但拷贝数显着低于鼻洗液。一切雪貂的鼻洗液中均检测到感染性病毒,但没有一只雪貂的直肠拭子中发现感染性病毒。 每一组接种病毒的雪貂中别离有一只在第10天和第12天呈现发烧和胃口不振。为了查询这些症状是否由病毒鄙人呼吸道的仿制引起,研讨团队在第13天对这两只雪貂施行了安泰死,并搜集它们的器官进行病毒RNA检测。 但是,除了接种了CTan-H的雪貂鼻甲检测到低拷贝数外,没有在任何其他安排或器官中检测到病毒RNA。 病理研讨显现,在第13日安泰死的两只雪貂中,有严峻的淋巴浆细胞性血管周炎和血管炎,肺泡距离和肺泡腔中的II型肺泡细胞、巨噬细胞和中性粒细胞的数量添加,肺部有轻度的支气管周炎。 星号标明在接种病毒后第13天对动物施行安泰死,其他4只在第20天对动物施行安泰死。 经过ELISA和中和实验,一切雪貂体内均检测到新冠病毒抗体,其间第13天安泰死的两只雪貂的抗体滴度显着低于第20天安泰死的雪貂。 为了进一步研讨新冠病毒是否在雪貂肺部仿制,研讨团队给8只雪貂经气管内接种了10^5 pfu的CTan-H,并在第2、4、8和14天别离对2只动物施行安泰死,在安排和器官中检测病毒RNA。 在第2天施行安泰死的两雪貂和第4天施行安泰死的两只雪貂中,研讨人员别离仅在其间一只的鼻甲和软腭中检测到病毒RNA;在第8天施行安泰死的两只雪貂中,其间一只雪貂的软腭检测到病毒RNA,另一只雪貂的鼻甲、软腭、扁桃体和气管中检测到病毒RNA;在第14天施行安泰死的两只雪貂中均未检测到病毒RNA。 这些成果标明,新冠病毒能够在雪貂的上呼吸道仿制长达8天,而不会导致严峻的疾病或逝世。 研讨团队在论文的最终还说到,比较而言,新冠病毒和其他在雪貂上呼吸道和下呼吸道均可仿制的流感病毒、乃至人SARS-CoV体现出一些不同。新冠病毒只在雪貂的鼻骨、软腭和扁桃体中仿制。它也能够在消化道中仿制,但即便在气管内接种了病毒,在雪貂的肺叶中仍没有检测到病毒。 猫高度易感并发作“猫际传达”:应将猫新冠病毒的监测视为疫情防控辅佐手法 值得注意的是,猫和狗与人类有亲近触摸,因而研讨团队以为,除了雪貂这样的实验室动物,了解常伴人类日子的家养动物对新冠病毒的易理性关于COVID-19的操控很重要。 研讨团队首要研讨了新冠病毒在猫体内的仿制。5只8个月大的亚成年家猫(远交系)经鼻内接种了10^5pfu的CTan-H,其间2只猫计划在第6天施行安泰死,以点评其器官中的病毒仿制状况。3只猫被放在阻隔器内的独自笼子里。为了监测呼吸道飞沫的传达,别离有一只未受感染的猫被放在与每只接种病毒的猫相邻的笼子里。 因为8个月大的猫具有攻击性,因而很难对它们进行惯例的鼻腔清洗。为了避免或许的损害,研讨团队搜集了这些猫的粪便,并在安泰身后查看它们器官中的病毒RNA。 第6天施行安泰死的2只亚成年家猫中,鼻骨、软腭和扁桃体中均检测到了病毒RNA,其间一只的气管,以及另一只的小肠中也别离检测到病毒RNA。但是,这两只猫的任何肺样本中都没有检测到病毒RNA。 在这些猫的病毒RNA阳性的鼻骨、软腭、扁桃体和气管中检测到感染性病毒,但在病毒RNA阳性的小肠中没有发现感染性病毒。猫之间新冠病毒的传达。 在病毒传达研讨中,第三天2只接种病毒猫的粪便中检测到RNA病毒,第5天一切3只接种病毒猫的粪便中均检测到RNA病毒。处于病毒露出危险的3只猫中,有一只的粪便在第3天检测到病毒RNA。 粪便呈病毒RNA阳性的接种病毒猫在第11天施行了安泰死,接种病毒猫的软腭和扁桃体,以及病毒露出猫的鼻骨、软腭、扁桃体和气管中检测到病毒RNA,标明猫之间发作了呼吸道飞沫传达。 在第12天,研讨团队对剩余的猫施行了安泰死。在一只接种了病毒的猫的扁桃体、另一只接种了病毒的猫的鼻骨、软腭、扁桃体和气管中检测到病毒RNA,但在两只病毒露出猫的任何器官或安排中均未检测到病毒RNA。 经过ELISA和中和实验,在一切3只接种了病毒的猫和1只露出于病毒的猫的体内均检测到新冠病毒抗体。 新冠病毒在感染猫呼吸系统及消化系统高效仿制,引起病理损害和炎症反响,病毒感染后3天病死或安泰死猫安排病理学及免疫组化研讨。(A)鼻粘膜上皮摆放紊乱,纤毛掉落(箭头),固有层淋巴细胞侵润(箭头)。(B)扁桃体上皮细胞变性、坏死,粘膜上皮(星号)外表掩盖细胞碎片及中性粒细胞(箭)。(C)气管粘膜上皮变性、坏死(箭),外表掩盖混有很多细胞碎片的黏液(星号)。(D)气管黏液腺上皮坏死,淋巴细胞侵润(箭)。(E)未感染病毒猫肺正常安排结构。(F)肺血管内炎症细胞集合,纤维蛋白凝聚构成(箭)。(G)肺泡内即肺泡距离很多巨噬细胞及淋巴细胞侵润。(H)肺泡及肺泡距离炎性侵润和增生。(I)小肠上皮部分细胞变性、坏死,固有层中等程度淋巴细胞侵润(箭)。(J)鼻甲粘膜上皮细胞很多病毒抗原阳性(棕色)。(K)扁桃体粘膜上皮及粘膜外表掉落细胞很多病毒抗原阳性(棕色)。(L)气管黏液腺浆液细胞很多病毒抗原阳性(棕色)。(M)小肠粘膜上皮细胞很多病毒抗原阳性(棕色)。标尺线 A, I = 100 μm, B-H, J-L = 200 μm, M = 500 μm 研讨团队还在幼猫(70-100天)中重复了上述在亚成年猫中的仿制和传达研讨。对接种病毒后于第3天逝世或安泰死的幼猫样本进行的安排病理学研讨显现,这两只猫的鼻腔和气管黏膜上皮以及肺部均有很多损害。 这些成果标明,新冠病毒能够在猫体内有用仿制,幼猫更简单被感染。更重要的是,病毒能够经过呼吸道飞沫在猫之间传达。 接下来,研讨团队相同研讨了新冠病毒在狗体内的仿制和传达,成果标明,狗对新冠病毒的敏理性较低。相似的研讨还标明,猪、鸡和鸭对新冠病毒不易感。 总的来说,研讨团队发现雪貂和猫对新冠病毒高度灵敏,狗的敏理性较低,别的包含猪、鸡和鸭子在内的牲畜对该病毒不灵敏。 别的,鉴于现在有研讨报导新冠病毒使用血管严重素转化酶2 (ACE2)作为其受体进入细胞,而ACE2首要表达于雪貂气管-支气管黏膜下腺的II型肺细胞和浆液上皮细胞,因而,研讨团队以为,阻挠新冠病毒在雪貂下呼吸道仿制的潜在机制仍有待研讨。 这项研讨的成果标明,雪貂可用作新冠病毒疫苗和药物点评动物模型;犬、猪、鸡和鸭对新冠病毒不易感,对病毒宿主溯源具有重要指导意义;更重要的是猫对新冠病毒高度易感。 研讨团队呼吁,亲近监测和维护疫区的猫,避免其触摸感染源,避免其成为或许的传达宿主或贮存宿主。对猫新冠病毒的监测应被视为消除现在COVID-19盛行的一种辅佐手法。 汹涌新闻记者 贺梨萍 论文链接:https://science.sciencemag.org/content/sci/early/2020/04/07/science.abb7015.full.pdf

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