表面温度变化可指示小鼠冠状病毒(MCoV)肺部感染后的疾病发作,但不适合作为实验动物人道终点指标

【字体: 时间:2025年06月29日 来源:Veterinary Research Communications 1.8

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  本研究为解决病毒感染动物模型中人道终点(HEP)评估难题,通过红外热成像技术监测BALB/c和C57BL/6J小鼠感染鼠冠状病毒(MCoV)后的表面温度变化。研究发现:1)两种品系小鼠感染24小时后均出现显著体温升高(27.1°C→28.4°C);2)体重下降与体温变化无相关性;3)体重仍是预测HEP的最可靠指标。该研究为优化病毒感染动物模型评估体系提供了重要数据支撑。

  

在生物医学研究中,小鼠模型是探索免疫系统应对病毒感染的重要工具。然而如何科学评估感染动物的痛苦程度并确定人道终点(HEP),始终是困扰研究人员的伦理难题。传统HEP指标如体重下降存在滞后性,而核心体温监测又需植入式芯片等侵入性操作。奥地利维也纳医科大学等机构的研究团队创新性地采用非接触式红外热成像技术,系统分析了鼠冠状病毒(MCoV)感染模型中表面温度与疾病进展的关系。

研究团队选用对MCoV敏感性差异显著的BALB/c和C57BL/6J小鼠,通过鼻内接种106 TCID50病毒建立感染模型。关键技术包括:1)采用FLIR T865红外热像仪测量自由活动小鼠的背部表面温度;2)建立标准化测量流程(70cm拍摄距离、2分钟记录周期);3)同步监测体重变化作为HEP金标准(20%体重损失阈值)。

温度测量技术验证

研究证实热成像可稳定捕捉27-28°C范围的温度变化,测量误差控制在4.6%±1。通过扩大传统肩胛间区至整个背部测量区域,提高了数据可重复性。

BALB/c小鼠感染动态


该品系呈现典型急性感染特征:24小时内体温升高1.65°C(p<0.01),但后期回落至基线;而体重从第2天开始持续下降(p<0.001),60%动物因达到20%体重损失阈值被实施安乐死。值得注意的是,实施HEP时的体温(27.7°C)与存活组(27.4°C)无统计学差异(p=0.62)。

C57BL/6J小鼠感染特征


该抗性品系呈现不同病理模式:80%动物存活至实验结束,仅20%达到HEP标准。虽然初期同样出现显著体温升高(p<0.05),但4天后恢复正常,而此时体重才开始显著下降(p<0.01)。个体数据分析显示,仅1/4达到HEP的小鼠出现体温下降,其余与存活组无差异。

这项研究首次系统论证了表面温度监测在冠状病毒动物模型中的双面性:虽然不能替代体重作为HEP指标,但其在感染24小时后的特征性升高可作为疾病发作的生物标志物。该发现为优化动物实验的3R原则(替代、减少、优化)实施提供了新思路——温度监测可用于早期感染确认,而传统临床评估仍为判断动物痛苦程度的金标准。研究团队特别指出,不同品系小鼠对MCoV的敏感性差异不影响体温变化模式,这提示发热反应可能是冠状病毒感染的共性早期特征。

未来研究可进一步探索体温变化与特定炎症因子(如IL-1α)的关联,以及在不同病毒载量下的响应特征。当前样本量较小(n=6-10)的局限性也提示需要更大规模研究验证结论。这项发表于《Veterinary Research Communications》的工作,为平衡病毒感染研究的科学需求与动物福利提供了重要方法论参考。

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