干扰素信号通路杂合缺失小鼠作为基孔肯雅病毒心脏感染模型的建立与应用

为解决基孔肯雅病毒(CHIKV)致心脏疾病机制不清、缺乏合适动物模型的问题，美国南密西西比大学Fengwei Bai团队通过构建干扰素受体杂合缺失小鼠(ifnar1+/-/ifnag+/-)，发现其可模拟人类CHIKV心脏感染特征，表现为病毒载量升高、中性粒细胞浸润及心肌纤维化。该研究为CHIKV心脏病理研究及药物测试提供了关键模型，发表于《Scientific Reports》。

　　

基孔肯雅病毒(CHIKV)作为一种由伊蚊传播的虫媒病毒，近年来在全球热带和亚热带地区引发多次大规模疫情。令人担忧的是，超过54%的CHIKV感染者会出现心血管并发症，包括心肌炎、心源性休克甚至猝死。然而，由于缺乏能够模拟人类心脏病变的动物模型，CHIKV致心脏损伤的机制研究长期停滞不前。传统使用的免疫缺陷小鼠虽可感染病毒，但会因全身性病毒暴发而在3天内死亡，无法观察慢性病理过程。这一瓶颈严重阻碍了相关治疗策略的开发。

美国南密西西比大学等机构的研究团队创新性地提出：干扰素信号通路杂合缺失小鼠可能成为理想模型。干扰素(IFN)是抗病毒防御的核心分子，其中I型(IFN-α/β)和II型(IFN-γ)通过受体ifnar1和ifnag激活下游信号。研究人员发现，与野生型(WT)和纯合缺失(ifnar1^-/-/ifnag^-/-)小鼠相比，杂合缺失(ifnar1^+/-/ifnag^+/-)小鼠在感染CHIKV后不仅存活率达100%，还能维持心脏组织的高病毒载量，并再现人类患者的心肌炎症和纤维化特征。这一重要发现发表于《Scientific Reports》，为CHIKV心脏疾病研究开辟了新途径。

研究采用三大关键技术：通过RT-qPCR和噬斑试验定量心脏病毒载量；利用流式细胞术分析CD45⁺CD11b⁺Ly6G⁺中性粒细胞浸润；结合免疫组化和H&E染色评估心肌病理变化。所有实验均在USDA认证的BSL-3实验室完成，采用3周龄C57BL/6背景小鼠通过足垫接种CHIKV LR OPY1毒株。

年轻免疫健全C57BL/6小鼠心脏对CHIKV相对易感
研究发现1周龄WT小鼠心脏病毒RNA量最高，随年龄增长显著降低，16周时已检测不到，证实发育中的免疫系统（尤其是IFN通路）对控制感染至关重要。

I/II型干扰素信号对控制心脏CHIKV感染至关重要
ifnag^-/-和ifnar1^-/-小鼠心脏病毒载量较WT高6万和2.5万倍，但全部在3天内死亡。而杂合缺失小鼠中，ifnar1^+/-组病毒载量持续高于ifnag^+/-组，可能与IFN-α表达差异有关。免疫荧光显示病毒抗原主要富集于左心房、左心室和主动脉。

杂合IFN信号缺失小鼠可存活并维持心脏感染
存活实验证实杂合小鼠21天存活率100%，病毒动力学显示D1达峰后快速清除。组织切片显示ifnag^+/-小鼠心肌炎更显著，而ifnar1^+/-组则出现空泡化和核固缩。

CHIKV感染增强细胞因子表达及中性粒细胞浸润
ifnag^+/-小鼠心脏IL-6表达较WT高93倍，CXCL12高9倍。流式检测到CD45⁺中性粒细胞显著增加，与人类心肌炎病理特征一致。

CHIKV导致心脏组织损伤和纤维化
H&E染色显示ifnag^+/-组D1即出现血管炎，ifnar1^+/-组D5出现心肌空泡化。纤维化标志物CTGF在ifnar1^+/-组D5表达量较WT高4倍，提示慢性损伤风险。

这项研究首次证明ifnar1^+/-和ifnag^+/-小鼠能平衡病毒复制与宿主存活，完美模拟人类CHIKV心脏病变的关键特征：病毒持续感染、炎症细胞浸润及纤维化进程。特别值得注意的是，ifnag^+/-表现出更强的先天免疫应答但更早清除病毒，而ifnar1^+/-则因IFN信号部分缺陷导致更持久的病毒存在和更严重的纤维化。这种差异为研究免疫调节与心脏损伤的因果关系提供了独特视角。

该模型的价值在于：①解决了致死性感染模型无法观察慢性病变的难题；②揭示IFN信号剂量效应决定疾病转归；③为测试抗纤维化药物提供平台。随着CHIKV流行区向北半球扩展，这项研究不仅为理解病毒性心脏病机制奠定基础，更为开发靶向干预策略提供了不可替代的工具。