非洲睡鼠模型中IIb分支猴痘病毒的致病性与接触传播能力研究

本研究通过非洲睡鼠模型评估了当前流行的IIb分支猴痘病毒（MPXV）的致病性与传播能力。研究发现，病毒感染呈现剂量依赖性，高剂量（105.5 TCID50）导致更严重的体重下降、死亡率及更广泛的组织病毒分布。更重要的是，研究证实了MPXV可通过直接接触和污染物（fomite）途径在睡鼠间有效传播，为理解2022年疫情中MPXV Clade IIb株的传播特性提供了关键实验证据。

　　

引言

猴痘（Monkeypox）是一种由猴痘病毒（Monkeypox Virus, MPXV）引起的人畜共患病毒性疾病，其临床症状与天花相似。自2022年开始的全球猴痘疫情已导致超过14.2万例病例，对全球公共卫生构成重大威胁。MPXV主要分为中非分支（Clade I）和西非分支（Clade II），其中Clade II又可进一步分为IIa和IIb亚分支。引发2022年全球大流行的是IIb分支病毒，与Clade I和IIa相比，IIb分支表现出更强的人际持续传播能力，但其在动物模型中的致病性和传播特性仍需深入探究。

动物模型对于MPXV研究至关重要。非人灵长类动物虽是良好的临床前模型，但存在成本高、伦理限制等挑战。相比之下，啮齿类动物具有体型小、成本低、易获得等优势。非洲睡鼠（African dormice）作为一种可人工饲养的野生啮齿类动物，增强了实验的可控性和可重复性，是研究MPXV自然感染的理想模型。此前的研究主要使用Clade Ia毒株，而针对当前流行的Clade IIb毒株的传播能力研究尚属空白。本研究旨在利用非洲睡鼠模型，评估2022年流行的Clade IIb MPXV毒株的致病性及其通过直接接触和污染物途径的传播能力。

MPXV在睡鼠中的致病性

为了评估MPXV在睡鼠中的致病性，研究人员通过鼻内（I.N.）接种方式，使用三种不同剂量的病毒（10^3.5、10^4.5和10^5.5 TCID₅₀）感染动物，并持续监测其体重变化和存活率。

结果显示，MPXV感染引起了睡鼠的体重下降，且下降程度与感染剂量呈正相关。感染最高剂量（10^5.5 TCID₅₀）的睡鼠体重下降至基线体重的约90%，并且在感染后第9天（9 DPI）出现一例死亡。相比之下，感染10^4.5 TCID₅₀的睡鼠体重保持稳定，而感染10^3.5 TCID₅₀的睡鼠则表现出与对照组相似的体重逐渐增加趋势。后两个剂量组均未发生死亡事件。这些结果表明，更高剂量的MPXV会在睡鼠中引起更严重的致病效应。

不同组织中MPXV病毒载量

为了研究不同感染剂量下MPXV的组织分布和病毒复制动态，研究人员在感染后第3、9和18天采集了睡鼠的肺、肝、脾、心、肾、脑、直肠和睾丸组织，并定量分析了病毒载量。

研究发现，在感染后9天内，组织中的病毒载量随时间推移和感染剂量的增加而显著升高，之后普遍下降。在感染10^5.5 TCID₅₀的睡鼠中，第3天时仅在肺和脾中检测到病毒，但到第9天，所有八种组织均呈病毒阳性，且肺中的病毒载量显著高于其他器官。至第18天，病毒仅能在肺中检测到。而在感染10^4.5 TCID₅₀和10^3.5 TCID₅₀的睡鼠中，在整个感染期间均仅在肺中持续检测到MPXV。这些发现表明，MPXV主要定位于感染睡鼠的肺部，病毒复制高峰出现在感染后第9天，且更高的感染剂量会导致更高的病毒载量和更广泛的组织分布。

肺组织病理学检查

为了评估MPXV感染引起的肺组织病理变化，研究人员对感染10^5.5 TCID₅₀ MPXV的睡鼠肺组织进行了检查。

在感染后第3天，观察到感染睡鼠肺组织出现轻度异常，包括局部肺泡塌陷、上皮细胞增生、肺泡壁增厚以及肺泡融合扩张形成大泡。到第9天，肺泡结构严重破坏，表现为广泛的肺泡塌陷、上皮增生加剧、肺泡壁增厚以及大量的局灶性炎症细胞浸润。至第18天，肺损伤程度与第3天相似，仅有有限的肺泡塌陷和周边肺泡融合扩张，未观察到明显的炎症细胞浸润。对照组肺组织未见病理改变。

组织病理学评分结果显示，对照组睡鼠均为0分（无可见病变）。第3天和第9天时，分别有一只睡鼠评为轻度病变（1级），两只评为中度病变（2级）。第18天时，所有动物均表现为轻度病变（1级）。以上结果表明，睡鼠在感染MPXV后出现了肺损伤。

睡鼠间MPXV的直接接触传播

为了评估MPXV在睡鼠间的水平传播能力，研究人员将经鼻内感染的睡鼠（感染组）与未感染的睡鼠（直接接触组）共同饲养，并定期采集口腔拭子以评估MPXV病毒基因组拷贝数、感染性病毒滴度，同时监测体重变化。

在感染组中，所有五只睡鼠在最初15天内MPXV检测均为阳性，病毒基因组拷贝数先升高后下降。到第18天，仅剩两只动物保持阳性。在直接接触组中，所有五只睡鼠在最初9天内均被感染而呈阳性，但在第12、15和18天时，阳性动物数量分别减少至两只、一只和零只。直接接触组的口腔病毒基因组拷贝数同样呈现先升后降的趋势，且始终低于感染组。感染性病毒滴度检测发现，感染组口腔拭子在第6至15天可检测到感染性病毒，而直接接触组仅在第6和第9天检测到。此外，两组睡鼠均出现体重下降，感染组体重降至基线约90%，与致病性研究结果一致。这些结果证明，MPXV可以通过睡鼠间的直接接触进行传播。

污染物在MPXV传播中的作用

为探究MPXV是否可通过污染物传播，研究人员首先量化了感染睡鼠口腔中的病毒基因组拷贝数，并评估了其生活环境各种表面的污染水平。

感染睡鼠口腔中的MPXV病毒基因组拷贝数随时间推移逐渐增加，在第12天后开始下降。同时，在饮水瓶嘴、铁丝网、垫料和粪便等表面均检测到病毒基因组拷贝数，且污染水平随时间增加，其中铁丝网表面的平均病毒基因组拷贝数最高。进一步评估这些污染表面的感染性病毒滴度发现，在第3、6和9天均存在感染性MPXV。到第12天，仅少数样本含有低水平感染性病毒，而在第15天及之后，所有表面均未检测到感染性病毒。

为了评估污染物传播的可能性，研究人员将感染睡鼠在笼中饲养9天后移出，随后将未感染睡鼠引入同一受污染的笼中，并监测其感染状态和体重。结果发现，在所有暴露的睡鼠口腔和肺组织中，均在第3天和第6天检测到MPXV病毒基因组拷贝数，且第3天的拷贝数更高。此外，在暴露后的早期阶段观察到睡鼠体重轻微下降。这些结果表明，MPXV可以通过接触感染睡鼠遗留的污染物发生传播。

讨论

本研究利用非洲睡鼠模型评估了2022年以来流行的MPXV Clade IIb毒株的致病性和传播特性。结果显示其致病性存在明显的剂量依赖性关系。与先前使用Clade Ia毒株的研究结果不同，本研究中毒力较低的Clade IIb毒株在较高感染剂量下才引起明显的病理效应，这反映了不同病毒分支间的毒力差异。

本研究的一个重要发现是证实了Clade IIb MPXV能够通过直接接触和污染物暴露两种途径在睡鼠间有效传播。这与之前在草原犬鼠等模型中对其他MPXV分支传播能力的研究结果相呼应，但本研究特别聚焦于当前流行的Clade IIb毒株，并对其在环境表面的存活能力和传播动力学进行了更细致的刻画。口腔病毒 shedding 被证明是传播的关键因素，而环境污染物，特别是铁丝网等表面，在病毒传播中扮演重要角色。

结论

综上所述，本研究证实了当前流行的MPXV Clade IIb毒株在非洲睡鼠模型中可引起剂量依赖性的致病效应，病毒主要在肺组织中复制。更重要的是，研究明确证明了该毒株能够通过直接接触和污染物途径在睡鼠间传播。这些发现深化了对Clade IIb MPXV感染动态和传播行为的理解，为MPXV的防控工作提供了有价值的科学依据。

材料与方法

本研究使用的MPXV毒株分离自中国广州的一名患者。所有感染性实验均在动物生物安全三级（ABSL-3）实验室中进行。实验动物为成年雄性非洲睡鼠。病毒接种通过鼻内途径进行。

在致病性研究中，睡鼠被随机分为不同感染剂量组和对照组，监测体重变化、存活率，并在特定时间点采集组织样本进行病毒载量检测和肺组织病理学分析。在传播研究中，通过共同饲养或暴露于污染环境的方式，评估直接接触传播和污染物传播的效率。样本包括口腔拭子、环境拭子（水瓶嘴、铁丝网、垫料）和粪便等。病毒基因组拷贝数通过定量PCR（qPCR）检测，针对MPXV的F3L基因设计特异性引物。感染性病毒滴度通过测定组织培养感染剂量（TCID₅₀）来确定。组织病理学检查采用苏木精-伊红（H&E）染色，并进行半定量评分。数据统计使用GraphPad Prism 8.0软件进行分析。