基于寨卡病毒迷你复制子构建hACE2表达模型：一种研究SARS-CoV-2感染的新型体外和体内平台

为解决SARS-CoV-2感染依赖hACE2受体而缺乏高效模型的难题，研究人员利用寨卡病毒(ZIKV)迷你复制子构建了可表达hACE2的单轮感染颗粒(SRIPs)。该研究证实，ZIKV-hACE2 SRIPs能显著增强HEK293T细胞对SARS-CoV-2的易感性，并成功建立模拟人类重症COVID-19病理特征的小鼠模型。抗病毒药物尼马特雷韦(nirmatrelvir)治疗显示病毒载量降低6.2倍。该模型为BSL-2条件下研究SARS-CoV-2感染机制和药物评价提供了新工具。

　　

新型冠状病毒SARS-CoV-2引发的COVID-19疫情暴露出一个重要科学问题：该病毒必须通过人类血管紧张素转换酶2(hACE2)受体进入细胞，但常规小鼠因ACE2种属差异难以建立理想感染模型。虽然已有转基因小鼠和腺病毒载体递送hACE2等方法，但这些技术存在成本高、安全性受限等瓶颈。与此同时，寨卡病毒(ZIKV)因其独特的嗜肺性和RNA复制子系统，为构建新型基因递送平台提供了可能。

中国医药大学等机构的研究人员创新性地将ZIKV的迷你复制子技术与SARS-CoV-2研究相结合，开发出既能安全操作又高度仿真的感染模型。研究团队将hACE2基因插入ZIKV迷你复制子骨架，通过包装细胞系产生携带hACE2的单轮感染颗粒(ZIKV-hACE2 SRIPs)。令人振奋的是，该模型不仅能在普通细胞(HEK293T)中实现高效SARS-CoV-2感染，还能在小鼠肺部重现人类重症COVID-19的典型病理特征。相关成果发表在《Journal of Virological Methods》上，为抗病毒药物评价和致病机制研究提供了重要工具。

关键技术包括：1) 构建ZIKV mini-rep-3-hACE2载体并制备SRIPs；2) 使用稳定表达ZIKV prM-E蛋白的TE671细胞和表达SARS-CoV-2 S-E-M蛋白的Vero E6细胞进行病毒包装；3) 通过实时定量PCR(RT-qPCR)和免疫组化检测病毒载量；4) 建立ZIKV-hACE2预处理的BALB/c小鼠模型；5) 采用尼马特雷韦进行抗病毒疗效评估。

研究结果

增强HEK293T细胞中SARS-CoV-2感染
通过电镜证实ZIKV-hACE2 SRIPs具有典型病毒形态。预感染ZIKV-hACE2的HEK293T细胞感染SARS-CoV-2 SRIPs后，细胞病变效应(CPE)显著增强，病毒核衣壳蛋白(N蛋白)mRNA水平提升约1000倍，蛋白表达量增加8.3倍，而对照ZIKV-GFP组无此效果。

小鼠模型的建立与验证
静脉注射ZIKV-hACE2的小鼠肺部检测到hACE2表达。感染SARS-CoV-2 SRIPs后，肺组织N蛋白阳性率高达83.3%，病毒RNA载量显著升高。病理学分析显示肺泡间隔增厚、炎性浸润等COVID-19典型病变，支气管肺泡灌洗液(BALF)中巨噬细胞比例增加至67.8%，促炎因子IL-6和IL-1β水平分别升高4.5倍和3.2倍。

抗病毒药物敏感性测试
尼马特雷韦治疗组病毒载量下降6.2倍，N蛋白表达减少81.4%，肺部病理损伤显著改善，证实该模型可用于药物评价。

结论与意义
该研究开创性地利用ZIKV复制子系统构建了hACE2表达平台，其独特优势在于：1) 单轮感染特性确保生物安全性；2) 迷你复制子可实现高效持久的基因表达；3) 小鼠模型完美模拟人类重症COVID-19的免疫和病理特征；4) 为BSL-2条件下研究变异毒株和药物筛选提供可能。通讯作者Cheng-Wen Lin强调，该技术路线还可拓展至其他ACE2依赖性病毒研究，具有重要转化医学价值。研究团队已就ZIKV迷你复制子技术体系申请专利保护，为后续抗病毒研究奠定基础。