TLR4功能完整性对小鼠亚致死性钩端螺旋体病模型的影响及免疫机制研究

这篇研究通过对比TLR4功能正常（C3H/HeN、C57BL/6）与TLR4低反应性（C3H/HeJ）小鼠感染钩端螺旋体（L. interrogans）后的临床指标、细菌负荷及免疫应答，首次证实TLR4功能并非决定亚致死性钩端螺旋体病易感性的关键因素，为建立更接近人类免疫特征的动物模型提供了重要依据。

　　

TLR4功能与小鼠亚致死性钩端螺旋体病模型

摘要
钩端螺旋体病是由致病性钩端螺旋体（Leptospira interrogans）引起的全球性人畜共患病，每年导致约6.5万例死亡。本研究通过系统比较TLR4功能正常（C3H/HeN、C57BL/6）与TLR4低反应性（C3H/HeJ）小鼠模型，揭示了TLR4在亚致死感染中的非决定性作用，为优化动物实验模型提供了新视角。

引言
钩端螺旋体研究的瓶颈在于缺乏理想的动物模型。传统使用的仓鼠、豚鼠虽能模拟人类急性感染，但存在伦理和操作限制。C3H/HeJ小鼠因TLR4（Toll样受体4）基因P712H突变导致对钩端螺旋体脂多糖（LPS）低反应性，长期被视为"免疫缺陷模型"。本研究首次通过多维度分析，挑战了这一固有认知。

结果

体重变化与细菌负荷动力学
感染10⁸ L. interrogans Copenhageni Fiocruz L1-130（LiC）后：

• C3H/HeJ在第9天达最大体重降幅（-14.9%），恢复缓慢
• C3H/HeN第7天达-11.9%后持续低水平
• C57BL/6仅出现-7.4%的轻微波动
  qPCR检测显示：
• 血液中细菌载量峰值：C3H/HeJ（3×10⁴，第3天）显著高于TLR4正常组（6-9×10³，第1天）
• 尿液中排菌量：三组均在第二周升高，但C3H/HeJ最终达10⁶，显著高于其他组

肾脏定植与存活率
感染15天后：

• 肾脏组织细菌负荷：C3H/HeJ（7.3×10⁴/mg）>C57BL/6（5.4×10⁴）>C3H/HeN（4.1×10⁴）
• 活菌培养显示相似趋势，证实TLR4低反应性不影响肾脏持续感染
• 存活率差异无统计学意义（C3H/HeJ 57.1% vs C57BL/6 85.7%）

免疫与炎症特征
血清学分析发现：

• 三组均产生显著升高的抗钩端螺旋体IgM和IgG3（T细胞非依赖性抗体）
• 仅C3H/HeN出现IgG2a升高（Th1型应答标志）
• 趋化因子CCL5/RANTES仅在C3H/HeJ血清中显著升高，与人类重症病例特征相反

肾脏mRNA分析显示：

• 纤维化标志物iNOS在三组感染肾组织中均上调
• ColA1在C3H品系显著升高，提示品系特异性组织修复机制

讨论
本研究突破性发现TLR4功能正常的小鼠（C3H/HeN、C57BL/6）能有效模拟亚致死感染，且人类TLR4同样无法识别钩端螺旋体LPS，暗示C3H/HeJ可能更接近人类免疫状态。CCL5/RANTES的动态变化与临床研究高度吻合，可作为疾病监测的重要生物标志物。IgG3主导的抗体反应揭示了T细胞非依赖途径在早期防御中的关键作用。

材料与方法
采用9-10周龄雄性小鼠，通过腹腔接种建立感染模型。创新性使用Hornsby-Alt-Nally（HAN）培养基进行细菌复苏，显著提高钩端螺旋体存活率。采用Luminex多重检测技术实现微量样本中13种炎症因子的同步分析。

结论
该研究确立了TLR4功能正常小鼠作为亚致死钩端螺旋体病模型的适用性，为研究人类免疫应答机制提供了更精准的工具。发现CCL5/RANTES与IgG3的特异性变化为疫苗研发提供了新靶点。