综述：动物体内病毒从头生成：从感染模型到疫苗开发

这篇综述系统梳理了1950s以来动物体内通过核酸接种从头生成病毒的技术发展，重点探讨了反向遗传学（reverse genetics）在病毒拯救、疫苗研发（如DNA-launched LAVs）中的应用，涵盖RNA/DNA病毒在啮齿类、灵长类等模型的递送策略（如电穿孔、脂质体），为新型减毒活疫苗设计提供理论支撑。

　　

ABSTRACT

反向遗传学作为病毒学研究的重要工具，已从体外病毒拯救拓展至动物体内直接生成病毒。本文系统回顾了自1950年代起通过核酸直接注射在动物体内拯救病毒的技术演进，尤其聚焦DNA-launched减毒活疫苗（LAV）这一新兴策略。该技术通过简化现有LAV株的接种流程，同时精准控制接种物质，为疫苗研发开辟新路径。

HISTORICAL OVERVIEW

Initial discoveries

1956年Gierer和Schramm首次发现烟草花叶病毒RNA在植物体内的感染潜力，随后Colter等学者在哺乳动物中证实正链RNA病毒（如西尼罗病毒WNV）的基因组感染性。1960年代研究发现，兔乳头瘤病毒KPV2的DNA经皮内注射可诱发肿瘤，首次揭示DNA病毒的基因组致病性。1980年代分子克隆技术推动HBV等病毒性肝炎模型的建立，1992年HAV转录本在黑猩猩体内成功拯救，标志着反向遗传学技术的成熟。

Application to the study of viruses

该技术极大促进了"难培养"病毒研究：

1. 逆转录病毒：SIV（猴免疫缺陷病毒）克隆感染猕猴模型揭示了HIV相关发病机制；

2. 嗜肝病毒：HCV RNA转录本在黑猩猩体内拯救突破了体外培养瓶颈；

3. 嵌合病毒研究：如登革病毒(DENV)骨架的寨卡病毒(ZIKV)疫苗候选株通过DNA接种产生保护性免疫。

A future weapon against viral infection?

DNA-launched LAV展现出独特优势：

• 遗传稳定性优于传统LAV（如黄热病毒17D株）

• 小鼠模型中WNV Kunjin株NS1突变体可抵抗野生型攻击

• 委内瑞拉马脑炎病毒(VEEV)TC83疫苗株通过质粒递送诱导持久免疫

  但需注意安全性评估，特别是基因组整合风险。

OVERVIEW OF THE DIFFERENT STRATEGIES DEVELOPED

Nature of the nucleic acid administered

• RNA病毒：正链RNA（如黄病毒属）占主导，5'端加帽对HEV转录本感染性关键

• DNA病毒：环状基因组（如PCV）无需调控序列即可自发复制

• 技术局限：负链RNA病毒（除HDV外）和>15kb基因组病毒仍难攻克

Animal models

• 啮齿类（占60%）：免疫缺陷鼠用于ZIKV研究，人源化模型评估HLA限制

• 非人灵长类：黑猩猩在HCV研究中不可替代

• 兽医模型：猪/禽类用于PCV和鸭乙肝病毒(DHBV)研究

Inoculation routes

• 靶向递送：脑内（早期病毒分离）、肝内（嗜肝病毒）

• 系统递送：肌注(IM)结合电穿孔使ZIKV DNA用量降低100倍

• 皮肤递送：基因枪(ID)增强WNV疫苗免疫原性

Formulation and physical delivery processes

• 化学载体：阳离子脂质体使ZIKV DNA最低有效剂量降至6μg

• 物理方法：

  • 电穿孔通过膜穿孔增强转染，同时招募免疫细胞

  • 水动力注射实现HBV瞬时感染，但存在心血管风险

CONCLUSION

动物体内病毒从头生成技术持续推动病毒学研究的边界，尤其在新型疫苗开发领域展现出独特价值。尽管DNA-launched LAVs在稳定性、成本方面优势显著，其向临床转化仍需解决递送效率、种属差异等挑战。随着mRNA疫苗技术的突破，该领域或将迎来新一轮发展浪潮。