综述:肠道病毒研究中动物模型的应用与发现

【字体: 时间:2025年07月10日 来源:Archives of Virology 2.5

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  (编辑推荐)本综述系统梳理了肠道病毒(Enterovirus)研究动物模型进展,重点对比非人灵长类(NHP)、啮齿类及非病毒感染模型优劣,指出当前模型与人类疾病表型差异的挑战,提出整合多组学、类器官和人工智能(AI)的未来方向,为抗病毒策略开发提供精准工具。

  

动物模型在肠道病毒研究中的核心价值

肠道病毒(Enterovirus)感染导致的手足口病(HFMD)和脑膜炎等疾病仍是全球公共卫生难题。由于缺乏广谱抗病毒疗法,通过动物模型解析病毒致病机制成为关键突破口。非人灵长类(NHP)凭借与人类高度相似的生理和免疫特征,被视为研究自然感染的黄金标准——其可模拟病毒在人体内的完整生命周期,但高昂成本和伦理限制制约了广泛应用。

啮齿类模型的适应性困境

小鼠模型虽具成本优势,却面临两大瓶颈:一是依赖人工适应株(如EV-A71MP4)或免疫缺陷动物(如IFNAR-/-小鼠),可能扭曲天然免疫应答;二是跨物种屏障导致病毒受体(如SCARB2)表达模式差异。近期研究通过人源化转基因小鼠部分克服了这些限制,但神经侵袭性等表型仍与临床存在差距。

非传统模型的创新视角

类器官(Organoid)和微流控芯片等非感染模型崭露头角,肠道类器官成功模拟了EV-D68的肠上皮侵染过程,而血脑屏障芯片揭示了病毒穿越中枢神经系统(CNS)的分子开关。这些平台在病毒入胞(Entry)和胞内运输(Trafficking)机制研究中展现出独特分辨率。

未来方向的三大融合

  1. 多组学驱动:单细胞转录组(scRNA-seq)揭示免疫细胞亚群动态,蛋白质组学定位宿主因子(如VILLIN)与病毒蛋白(VP1)互作网络;
  2. 类器官升级:引入神经嵴细胞的肺-脑类器官可同步模拟呼吸道感染与神经病变;
  3. AI预测:深度学习模型通过结构生物学数据预测病毒株跨物种传播风险,指导动物模型优化。

当前领域仍需解决病毒株宿主特异性(如CV-A10在棉鼠中复制效率低下)与免疫微环境异质性等难题,而跨学科技术的协同将加速从基础研究到临床干预的转化。

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