《Vaccines》：The Role of Human Viral Entry Receptor Mouse Models in Advancing Antiviral Antibodies and Vaccines
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人类病毒进入受体小鼠模型的存在是为了克服一个基本的实验障碍：许多临床重要病毒与其人类进入因子的结合效率远高于相应的鼠类直系同源物，导致常规小鼠无法支持真实感染、生理组织趋向性或有意义的对策评估。本综述围绕受体人源化概念组织，而非基于单一冠状病毒模型。此处比较的
人类病毒进入受体小鼠模型的存在是为了克服一个基本的实验障碍：许多临床重要病毒与其人类进入因子的结合效率远高于相应的鼠类直系同源物，导致常规小鼠无法支持真实感染、生理组织趋向性或有意义的对策评估。本综述围绕受体人源化概念组织，而非基于单一冠状病毒模型。此处比较的工程策略包括随机转基因、内源位点敲入、最小受体界面人源化、条件性和诱导性表达，以及瞬时载体介导递送。涵盖的受体系统包括人血管紧张素转换酶2（hACE2）依赖的沙贝病毒、人二肽基肽酶4（hDPP4）依赖的中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）、人分化簇4/人C-C趋化因子受体5型（hCD4/hCCR5）依赖的1型人类免疫缺陷病毒（HIV-1）、腺病毒受体模型、人细胞间黏附分子1（hICAM-1）鼻病毒系统、丙型肝炎病毒（HCV）、乙型肝炎病毒（HBV）和丁型肝炎病毒（HDV）进入因子模型、麻疹受体模型、脊髓灰质炎病毒受体/CD155（PVR/CD155）模型、人清道夫受体B类成员2（hSCARB2）肠道病毒系统，以及人转铁蛋白受体1（hTfR1）沙粒病毒模型。研究人员随后讨论了这些平台如何支持抗体评估、Fc效应分析、疫苗保护、变异基准测试和安全评估。当实验问题明确依赖于进入，且受体表达水平、解剖分布、病理窗口和免疫背景均经过独立验证时，这些模型能产生最可靠的数据。当受体表达非生理性、疾病读出由启动子人工产物驱动，或进入后物种屏障仍为主要瓶颈时，它们的信息价值最低。因此，提出一个以验证为中心的框架，以指导针对每个模型能够合法回答的特定抗病毒抗体或疫苗问题选择相应模型。
**1. Introduction: From Species Barriers to Receptor-Humanized Infection Models**
人类病毒进入受体小鼠模型旨在克服物种屏障：许多人类病毒与小鼠相应受体直系同源物的结合效率极低，导致常规小鼠无法支持真实感染、生理组织趋向性或有效对策评估。本综述围绕受体人源化（receptor-humanization）概念组织，而非单一冠状病毒模型。比较的工程策略包括随机转基因（random transgenesis）、内源位点敲入（endogenous-locus knock-in）、最小受体界面人源化（minimal receptor-interface humanization）、条件性和诱导性表达（conditional and inducible expression），以及瞬时载体介导递送（transient vector-mediated delivery）。涵盖的受体系统包括人血管紧张素转换酶2（hACE2）依赖的沙贝病毒、人二肽基肽酶4（hDPP4）依赖的中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）、人分化簇4/人C-C趋化因子受体5型（hCD4/hCCR5）依赖的1型人类免疫缺陷病毒（HIV-1）、腺病毒受体模型、人细胞间黏附分子1（hICAM-1）鼻病毒系统、丙型肝炎病毒（HCV）、乙型肝炎病毒（HBV）和丁型肝炎病毒（HDV）进入因子模型、麻疹受体模型、脊髓灰质炎病毒受体/CD155（PVR/CD155）模型、人清道夫受体B类成员2（hSCARB2）肠道病毒系统，以及人转铁蛋白受体1（hTfR1）沙粒病毒模型。模型最可靠的应用条件是实验问题明确依赖进入，且受体表达水平、解剖分布、病理窗口和免疫背景均经过独立验证；当受体表达非生理性、疾病读出由启动子人工产物驱动或进入后物种屏障仍为主导时，模型信息价值最低。因此提出以验证为中心的框架，指导模型选择以回答特定抗病毒抗体或疫苗问题。
**2. Building Receptor-Humanized Models: Design Choices That Shape Interpretation**
构建模型时首先需在最大化易感性与生理保真度之间权衡。随机转基因可快速产生高表达人受体的品系，适用于大规模筛选，但整合位点和启动子选择导致表达模式因人而异，需作为品系特异性系统解读。靶向敲入和最小界面人源化通过将人受体序列或人源化残基置于定义基因组背景下，减少品系变异，使表达更贴近内源调控，尤其适用于研究组织趋向性或慢性损伤，但可能导致更温和的表型，需更精细的终点选择。条件性和诱导性系统（如四环素响应或Cre-loxP策略）增加时间或细胞类型控制。prime编辑等精确编辑方法通过改变少量界面残基实现进入能力，同时保留受体调控架构。验证需在等位基因、RNA、蛋白质、解剖和功能水平进行，确认受体序列正确、相关细胞类型中存在表达、感染确实依赖受体。模型选择原则是匹配实验所需的最窄主张：若主张为进入阻断，高且可重复的易感性可接受；若为组织趋向性或安全性，启动子和基因座成为关键；若涉及疫苗免疫原性或抗体效应功能，需结合免疫系统或Fc受体人源化。
**3. Coronavirus Entry-Receptor Models: Lessons from hACE2 and hDPP4**
**3.1. hACE2 Models: Transgenic, Knock-In, and Vector-Based Solutions**
hACE2模型是最熟悉的受体人源化系统。K18-hACE2转基因品系通过角蛋白18启动子提供强且可重复的疾病窗口，但该启动子造成受体表达超出生理范围，严重疾病可能综合病毒复制、受体丰度、组织分布和宿主炎症反应。内源位点敲入模型（如人源化Ace2敲入小鼠）使受体表达更接近内源调控，支持呼吸道和肠道组织感染，但病毒滴度和临床疾病较轻。AAV介导的hACE2递送可快速建立依赖性易感性，鼠适应SARS-CoV-2则绕过受体人源化。模型选择需根据所需读出：高敏感性转基因模型适用于快速对策排序，敲入模型适用于组织相关进入和发病机制，AAV递送适用于多遗传背景测试，鼠适应病毒适用于不同前提。疾病严重程度不等于受体保真度，需在实验前明确选择。
**3.2. hDPP4 Models: MERS-CoV as a Second Coronavirus Test Case**
MERS-CoV使用DPP4/CD26作为功能受体，鼠类DPP4序列差异导致常规小鼠不感染野生型MERS-CoV。由此发展出hDPP4系统，包括快速表达模型、转基因小鼠、敲入小鼠以及结合病毒适应的模型。不同工程方案产生不同疾病窗口：部分转基因品系产生严重多器官疾病，而敲入和鼠适应系统提供不同平衡的肺病理、免疫能力和实验可重复性。抗体和疫苗研究中，这些模型允许在进入相关体内环境中测试刺突（spike）导向干预，但保护数据需报告所用具体平台，因转基因、敲入和适应病毒方法在疾病动力学、组织受累和保护幅度上存在差异。
**4. Beyond Coronaviruses: What Other Receptor-Humanized Models Teach**
**4.1. HIV-1, Adenovirus, and Rhinovirus: Entry Competence Versus Biological Context**
HIV-1受体人源化（hCD4/hCCR5）可赋予进入能力，但慢性感染、潜伏、黏膜传播、抗体进化和T细胞耗竭等问题通常需要更广泛的人免疫系统重建。腺病毒受体模型（如hCAR、hCD46）有助于研究载体转导分布，但需区分载体趋向性和有效感染。鼻病毒hICAM-1系统用于模拟气道疾病和过敏性炎症恶化，抗人ICAM-1抗体可减少鼻病毒驱动的恶化，将受体依赖性感染与炎症终点关联。
**4.2. Hepatitis Virus Models: Entry-Factor Humanization and Post-Entry Restrictions**
HCV需要协调人源化进入因子（如hCD81/hOCLN），后续模型添加先天免疫修饰以完成生命周期。HBV/HDV依赖hNTCP，但hNTCP单独不足以完全复制慢性感染，肝细胞状态、进入后兼容性和先天免疫仍是决定性因素。这些模型表明进入因子人源化可揭示下一个屏障所在，并支持抗体开发，如广谱中和抗体在遗传人源化模型中显示保护作用。
**4.3. Measles, Poliovirus, Enterovirus, and Arenavirus Models: Tropism, Safety, and Zoonotic Entry**
麻疹病毒hCD46转基因模型支持中枢神经系统感染研究，而hSLAM/CD150模型更好复制淋巴趋向性和免疫抑制特征，两者非冗余，需匹配病毒株和生物学终点。脊髓灰质炎病毒PVR/CD155小鼠是最早的受体人源化模型之一，用于神经毒力和疫苗安全测试，但易感性受干扰素信号和病毒序列影响。肠道病毒EV-A71的hSCARB2模型用于疫苗评价，hSCARB2转基因小鼠显示灭活疫苗的保护和交叉保护效力。新世界出血热沙粒病毒hTfR1模型连接受体使用与宿主范围、发病机制和受体靶向干预。
**4.4. Comparative Summary of Representative Receptor-Humanized Virus Models**
代表性模型在进入因子充分性、疾病表型、抗体测试、疫苗测试和关键限制方面存在差异，需区分各模型能合法支持的证据类型，避免过度解读。
**5. Antiviral Antibody Development: Protection, Fc Biology, and Reporting Standards**
受体人源化小鼠用于抗体开发，当候选抗体阻断受体依赖进入、减少进入后病毒扩散或需要完整组织环境评估保护时。SARS-CoV-2、MERS-CoV和HCV研究中，模型帮助确定抗体浓度、组织暴露、病毒载量、病理和临床保护是否一致。Fc生物学需谨慎，因小鼠保留鼠类Fc受体和效应细胞网络，Fc效应功能对SARS-CoV-2和HIV-1抗体活性可能关键，但需评估Fc介导增强或炎症偏移。报告标准应包括受体人源化品系、受体表达模式、挑战病毒、抗体亚型、Fc工程状态、剂量方案和终点。
**6. Vaccine Evaluation: Protection, Immune Readouts, and Variant Breadth**
疫苗评估中，受体人源化小鼠测试免疫是否预防真实受体依赖感染。MERS-CoV和SARS-CoV-2疫苗研究使用hDPP4或hACE2模型量化呼吸道保护。体液读出需结合组织和免疫学终点，如生发中心来源保护与短期浆母细胞反应的区别。高易感性模型适合检测不完全保护，但可能夸大病理；生理性敲入模型需更敏感终点。T细胞和变异广度分析需注意小鼠MHC与人HLA限制差异，变异基准测试需使用最具临床相关性的受体和免疫背景。
**7. Translational Boundaries: Validation Standards and Model Limits**
受体人源化小鼠解决进入步骤，但不自动复制人类疾病。受体表达水平、解剖分布和遗传背景是主要解读轴。非生理性过表达可产生人工致死或组织损伤，内源敲入提供更生理模式但窗口更窄。未来方向为分层人源化：进入问题用受体人源化，组织复制问题用器官人源化，适应性免疫问题用免疫系统人源化。验证清单包括：受体是否在生物学相关位点表达；感染是否依赖受体；组织趋向性是否类似；病毒复制和病理是否提供可测量干预窗口；抗体或疫苗读出是否需要人Fc受体、HLA或人免疫细胞；是否需要互补数据。
**8. Conclusions**
人类病毒进入受体小鼠模型是多样化的受体定义实验工具包，远超hACE2/SARS-CoV-2系统。hACE2和hDPP4模型对冠状病毒对策至关重要，但其他模型（如hCD4/hCCR5、hCAR、hCD46、hICAM-1、hCD81/hOCLN、hNTCP、hSLAM/CD150、PVR/CD155、hSCARB2、hTfR1）证明相同受体人源化原则适用于多种医学相关病毒感染。局限性包括证据偏向冠状病毒、定性比较、无系统偏倚评估；受体人源化小鼠复制进入屏障而非完整疾病状态。工程策略决定解读：随机转基因提供快速易感性但可能引入伪影；内源敲入或精确编辑保留生理表达但窗口更窄；条件性系统增加灵活性。最强应用是测试特定进入依赖假说，而非声称全面人类疾病模拟。未来进展来自分层人源化与透明报告，使受体人源化小鼠成为还原细胞培养与后期动物或临床研究之间的严格桥梁。
