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拉克罗斯病毒(LACV)是美国儿童病毒性脑炎的主要病因,成人却很少发病。为探究年龄对 LACV 感染和免疫应答的影响,研究人员用不同年龄的食蟹猴和普通狨猴做实验。结果发现不同年龄动物的免疫应答有差异,这为研究 LACV 感染机制提供依据。
在病毒的神秘世界里,拉克罗斯病毒(La Crosse virus,LACV)宛如一颗隐藏在暗处的 “定时炸弹”,它是引发美国儿童病毒性脑炎的主要 “元凶”,可奇怪的是,成人却很少因它患病。这种年龄差异背后藏着怎样的秘密呢?为了揭开这层面纱,来自美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的研究人员踏上了探索之旅。他们深知,弄清楚年龄与 LACV 感染之间的关系,对于理解病毒感染机制、开发针对性防治策略至关重要。
研究人员精心挑选了不同年龄阶段的食蟹猴(Macaca fascicularis),包括断奶幼猴(9 - 15 个月)、幼年猴(19 - 23 个月)和成年猴(>6 岁),还纳入了普通狨猴(Callithrix jacchus)进行研究。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上,为我们带来了许多重要发现。
在技术方法上,研究人员主要运用了以下几种关键技术:一是通过病毒感染实验,给食蟹猴皮下接种 10? PFU 的 LACV,给普通狨猴经鼻接种 10? PFU 的 LACV;二是采用体外刺激实验,用 LACV 或聚肌胞苷酸(poly I:C)刺激外周血单个核细胞(PBMCs);三是利用多种检测技术,如实时荧光定量 PCR 检测病毒 RNA 和基因表达、流式细胞术分析免疫细胞、ELISA 测定细胞因子浓度等。样本主要来源于 NIH 殖民地的食蟹猴和普通狨猴。
研究结果如下:
- 幼猴与成年猴的先天免疫反应差异:研究人员发现,未感染的断奶幼猴血液中的树突状细胞(DCs)比幼年猴和成年猴少。在体外刺激实验中,断奶幼猴的 PBMCs 对 LACV 或 poly I:C 刺激产生的干扰素刺激基因(ISG)和细胞因子反应也较弱,这表明幼猴的初始干扰素(IFN)反应不如成年猴强烈。
- 年龄对 LACV 感染和神经系统疾病的影响:接种 LACV 后,部分幼猴在感染早期血浆中可检测到病毒 RNA,而成年猴则没有。但对感染动物的组织进行组织学检查后发现,所有动物的组织中均未检测到病毒,也未观察到与病毒相关的组织病理学变化,这说明早期病毒血症并未导致更广泛的感染和脑部感染。
- 不同年龄食蟹猴对 LACV 感染的先天免疫反应:感染后,研究人员检测血浆中的促炎细胞因子,发现大多数细胞因子水平在感染过程中没有明显变化,且不同年龄组之间也没有显著差异。对 DCs 反应和 ISG 反应的分析显示,虽然断奶幼猴的 DCs 比例低于成年猴,但感染 3 天后,不同年龄组的 ISG 反应没有显著差异。
- 不同年龄食蟹猴对 LACV 的适应性免疫反应:在适应性免疫反应方面,所有感染动物在研究结束时血浆中都产生了中和抗体,但中和抗体滴度与早期病毒水平没有明显相关性,且幼猴和幼年猴的中和抗体滴度往往高于成年猴。在 T 细胞反应中,断奶幼猴产生的 CD4? T 细胞反应比成年猴更强。
- 普通狨猴经鼻接种 LACV 后的发病机制和免疫反应:由于食蟹猴感染 LACV 后未发生脑炎,研究人员尝试用普通狨猴建立 LACV 脑炎模型。虽然所有普通狨猴在感染后都没有出现临床症状,但在一只狨猴的鼻黏膜中发现了持续到 23 天的感染、病理变化和免疫细胞浸润,不过脑部未受感染。
研究结论和讨论部分意义重大。研究表明,断奶幼猴在感染初期的先天免疫反应较弱,可能无法像成年猴那样有效清除病毒,但后期较强的 CD4? T 细胞反应可能弥补了这一不足,使所有动物都能有效控制感染,防止脑炎发生。普通狨猴鼻黏膜的持续感染为研究 LACV 的黏膜免疫反应提供了新的视角。这些发现不仅有助于我们深入理解 LACV 感染的机制,还为开发针对 LACV 的防治策略提供了重要依据,为未来相关研究指明了方向,有望在病毒防治领域发挥关键作用。