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为解决 EV-D68 感染机制及防治难题，研究人员开展以棉鼠为模型的研究。结果发现病毒与 EVs 有关联且可致全身感染。该研究为理解其发病机制和评估治疗手段提供依据，推荐科研读者阅读。
探秘肠道病毒 D68：棉鼠模型揭示感染新机制
在病毒的神秘世界里，肠道病毒 D68（EV-D68）可谓是一颗 “不省心” 的 “捣蛋分子”。它属于小核糖核酸病毒科肠道病毒属，是一种非脊髓灰质炎肠道病毒。自 1962 年被发现以来，一直潜伏在人群中，时不时就 “兴风作浪”。
过去，EV-D68 感染的病例并不常见，只是零星地出现。但到了 21 世纪初，情况发生了变化，它开始频繁出现在儿科和成人急性呼吸道疾病患者中，病情轻重不一，从普通的上呼吸道不适到严重的肺炎，甚至会导致死亡。更让人担忧的是，2014 年美国爆发了大规模的 EV-D68 感染疫情，波及 49 个州和哥伦比亚特区，确诊病例约有一千例，其中大部分是儿童，很多孩子病情严重，需要重症监护。而且，部分感染儿童还出现了急性弛缓性脊髓炎（AFM）和颅神经功能障碍，这让公共卫生领域如临大敌。此后，欧洲、亚洲和南美洲也陆续出现了与 EV-D68 感染相关的 AFM 病例。
面对这个 “来势汹汹” 的病毒，科学家们着急了。虽然知道它能引发呼吸道疾病，偶尔还会 “涉足” 神经系统，但对它的传播机制、致病原理以及如何防治，了解得还远远不够。目前，针对 EV-D68 感染，有效的预防和治疗方法非常有限，这就像在黑暗中摸索，却找不到前进的方向。而且，现有的动物模型也不太给力。非人类灵长类动物对它的反应不明显，只是在呼吸道标本中能检测到病毒，却没有明显的呼吸道或神经系统症状；雪貂对原型菌株有一定易感性，但对当代病毒的情况还不清楚；小鼠模型虽然应用广泛，但存在各种局限性，比如新生小鼠的易感性窗口期短，还伴随着较高的死亡率。
在这样的困境下，作者[第一作者单位] 的研究人员决心揭开 EV-D68 的神秘面纱。他们在《[期刊原文名称]》上发表了题为《[论文原文标题]》的论文。经过一系列深入研究，他们发现了重要线索：呼吸道感染 EV-D68 后，病毒会与细胞外囊泡（EVs）结合，并扩散到呼吸道以外的部位；通过构建棉鼠感染模型，为研究 EV-D68 感染的发病机制和评估治疗干预措施提供了新途径。这一发现就像在黑暗中点亮了一盏明灯，为后续研究指明了方向。
为了开展这项研究，研究人员运用了多种关键技术方法。他们通过病毒培养技术，在 HeLa OH 细胞中培养 EV-D68 病毒，获得高滴度的病毒原液 ；利用核酸检测技术，比如定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR），来检测病毒的核酸，以此判断病毒在动物体内的存在和复制情况；还使用了组织病理学分析技术，通过对感染动物的组织进行染色观察，了解病毒对组织造成的病理变化；借助电子显微镜技术，直观地观察细胞外囊泡和病毒的形态及关系。这些技术就像一套 “组合拳”，帮助研究人员一步步深入了解 EV-D68。
研究人员首先对 EV-D68 菌株 US/MN/18/23263 在棉鼠体内的感染情况展开研究。他们选用 4 - 6 周龄的棉鼠，通过滴鼻（I.N.）的方式让棉鼠感染病毒。结果发现，病毒在棉鼠的上、下呼吸道都能大量复制，感染后 4 小时到 1 天，肺部和鼻子中的病毒载量达到峰值，之后逐渐下降，到第 4 天就检测不到具有感染性的病毒了，但病毒 RNA 在肺部能持续存在到第 4 天。在他们测试的所有 EV-D68 分离株中，US/MN/18/23263 的复制能力最强。这就像是病毒在棉鼠呼吸道里 “安营扎寨”，还迅速 “繁衍壮大”。
接着，研究人员观察了病毒感染对棉鼠肺部造成的影响。他们给感染病毒的棉鼠肺部组织进行染色，然后在显微镜下观察。发现感染后第 1 天，肺部病理变化最为明显，肺泡炎、血管炎、间质性肺炎等各种炎症指标都显著增加；到第 4 天，炎症仍然存在；直到第 7 天，虽然炎症有所减轻，但仍能看出病理变化。通过免疫组化检测，他们还发现病毒抗原 VP2 主要存在于小支气管上皮细胞和肺泡巨噬细胞中。这表明病毒不仅在肺部 “搞破坏”，还巧妙地躲在这些细胞里，继续 “作恶”。
病毒感染还会影响棉鼠肺部的细胞因子和趋化因子基因表达。研究人员检测了感染后不同时间棉鼠肺部多种细胞因子和趋化因子的 mRNA 水平，发现 I 型干扰素（IFNβ）、干扰素刺激基因（IP - 10 和 Mx - 1）等的表达都上调了，而且呈现出双相动力学变化。此外，IL - 1β、IL - 6、TNFα 等炎症因子的表达也迅速增加。这就好比病毒入侵后，棉鼠肺部的 “免疫警报” 被拉响，各种免疫相关的 “信号” 此起彼伏。
研究人员还想知道病毒是否会扩散到呼吸道以外的器官。于是，他们对棉鼠的脾脏、大脑、肝脏等器官进行检测。结果发现，病毒只在脾脏中被检测到，且在感染后第 3 天达到峰值。虽然在大脑和肝脏中没有检测到病毒，但这些器官中炎症相关基因的表达却增加了，这说明全身都出现了炎症反应。而且，在感染棉鼠的血液中，研究人员不仅检测到了病毒的基因组和 mRNA，还发现了病毒复制的中间产物，这表明病毒在血液中也在不断 “折腾”，进行复制活动。
更有趣的是，研究人员发现血液中的 EV-D68 与细胞外囊泡有关。他们对感染棉鼠的血浆进行处理，通过尺寸排阻色谱法分离出不同的组分，发现病毒更多地存在于早期组分中，也就是与较大的细胞外囊泡（约 150nm）相关。电子显微镜观察也证实了这一点，在这些囊泡中能看到类似病毒颗粒的结构。这就像是病毒找到了一辆 “交通工具”—— 细胞外囊泡，借助它在体内四处 “游走”。
研究人员还研究了 EV-D68 感染能否让棉鼠产生免疫保护。他们先让棉鼠感染病毒，45 天后再用相同剂量的病毒感染一次。结果发现，之前感染过的棉鼠体内产生了高滴度的中和抗体，再次感染时，血浆中检测不到病毒，肺部和鼻子中的病毒载量也显著降低，而且肺部的炎症反应也有所改变。这说明之前的感染让棉鼠的免疫系统 “记住” 了病毒，再次遇到时就能迅速 “出击”，保护身体免受侵害。
最后，研究人员探究了不同感染途径对病毒感染中枢神经系统（CNS）的影响。他们给 3 周龄的幼龄棉鼠分别通过滴鼻和腹腔注射（I.P.）的方式感染病毒。结果发现，滴鼻感染的棉鼠中枢神经系统中没有检测到病毒，而腹腔注射感染的棉鼠，大脑和脊髓中都出现了病毒，还出现了体重增长延迟、后腿麻痹等神经系统症状。而且，从感染棉鼠细胞中纯化得到的与 EVs 结合的 EV-D68，通过腹腔注射也能导致棉鼠中枢神经系统感染。这表明感染途径对病毒是否能进入中枢神经系统起着关键作用。
综合这些研究结果，研究人员认为，US/MN/18/23263 菌株感染棉鼠后，会引发呼吸道疾病，病毒还能扩散到其他器官，导致全身炎症反应。病毒与细胞外囊泡的结合，可能在病毒传播过程中发挥重要作用。同时，棉鼠感染病毒后会产生免疫反应，对再次感染有一定的保护作用。此外，不同感染途径会影响病毒在体内的传播和致病情况。
这项研究意义重大。它首次在体内实验中证实了 EV-D68 与细胞外囊泡的关联，为理解病毒传播机制提供了新视角，就像打开了一扇通往病毒世界的新大门。研究建立的棉鼠感染模型，能够很好地模拟人类感染的情况，为研究 EV-D68 感染的发病机制提供了有力工具，有助于开发针对 EV-D68 感染的治疗方法和疫苗。而且，研究中发现的炎症指标变化和免疫反应规律，也为临床诊断和治疗提供了重要参考。虽然目前的研究还存在一些局限性，比如滴鼻感染研究的时间较短，可能错过呼吸道疾病向神经系统疾病转变的观察，但这也为后续研究指明了方向。相信在科学家们的不断努力下，终有一天能彻底攻克 EV-D68 这一难题，为人类健康保驾护航。
