冠狀病毒的藥物研發
人類冠狀病毒是導致普通感冒和嚴重呼吸道感染的病毒家族。截至目前,已知能感染人的冠狀病毒共有7種,分為高致病性及低致病性冠狀病毒兩類。低致病性冠狀病毒主要引起普通感冒等輕度呼吸道感染,包括HCoV-229E(α冠狀病毒)、HCoV-NL63(α冠狀病毒)、HCoV-OC43(β冠狀病毒)、HCoV-HKU1(β冠狀病毒)。高致病性冠狀病毒會引起嚴重的呼吸道疾病,有較高的致病率和死亡率(如SARS-CoV-2),對于此類病毒,迪福潤絲生物采用假病毒(如新冠假病毒等)的方式來降低實驗安全風險,進行后續藥效評價。
開發針對冠狀病毒的廣譜抗病毒藥物是應對未來冠狀病毒大流行的一項重要策略。為了驗證藥物的廣譜性和藥效,通常需要進行以下幾個方面的測試和驗證:
1. 多種冠狀病毒株的體外活性測試
細胞實驗:在不同的細胞系中測試藥物對多種人類冠狀病毒(如HCoV-229E、HCoV-OC43、SARS-CoV-2等)的抑制活性。通過觀察病毒復制和宿主細胞病變效應(CPE)的變化來評估藥物的效果。
2. 小鼠或其他動物模型的體內驗證
使用不同的動物模型(如hACE2小鼠、LVG黃金地鼠)進行體內測試。通過感染多種冠狀病毒,評估藥物的有效性、毒性、藥代動力學(PK)以及藥效動力學(PD)等參數。
通過體內體外的實驗,可以驗證藥物對多種人類冠狀病毒的有效性。然而,在體內藥效評價實驗中,并非所有毒株感染動物后都會出現和感染人類后的相似癥狀,也并非所有動物都適合作為模型動物。
疾病動物模型的建立
疾病動物模型是指在實驗室環境下通過人工或自然手段模擬人類疾病的動物,用于研究疾病的發病機制、篩選藥物、評估治療方法及疫苗的有效性等。這些模型在醫學研究中具有重要意義,因為它們可以提供與人類疾病相似的生物學反應,有助于更好地了解疾病發展進程并開發治療手段。
以下是幾種常用動物模型的介紹:
1. hACE2小鼠
hACE2小鼠是通過轉基因技術將人類血管緊張素轉化酶2(ACE2)基因引入小鼠體內,生成表達該人類蛋白的轉基因小鼠。這種模型被廣泛用于研究與ACE2受體結合的病毒感染機制,尤其是在新冠病毒(SARS-CoV-2)研究中,hACE2小鼠被廣泛用來研究病毒的致病性、傳播性以及測試潛在的抗病毒藥物和疫苗。
2. LVG黃金地鼠
LVG黃金地鼠(LVG Syrian hamster),也稱為敘利亞地鼠,是一種用于感染性疾病研究的重要動物模型。它們對SARS-CoV-2病毒高度敏感,因此被廣泛用于新冠病毒感染和傳播的研究。此外,LVG黃金地鼠也被用來研究其他病毒,如流感病毒和登革熱病毒等。這種動物模型的優勢在于它們與人類的免疫反應更為接近,所得實驗結果具有較好的臨床相關性。
3. Balb/C小鼠
Balb/C小鼠是實驗室中廣泛使用的近交系小鼠,具有良好的繁殖能力和免疫反應特性,適用于多種類型的生物醫學研究,尤其是免疫學、腫瘤學和傳染病研究。Balb/C小鼠由于其相對均一的基因背景,可以提供較為一致的實驗數據,因此在研究疾病機制和測試疫苗或藥物時被廣泛應用。
迪福潤絲生物在冠狀病毒領域建立了較為完善的疾病動物模型,通過模擬人類疾病的進程,幫助科學家深入了解疾病的發生發展,為開發新藥和新療法提供了寶貴的實驗基礎。

冠狀病毒疾病動物模型建立的難點及經驗談
動物模型常被稱為實驗室中的“患者”。動物模型關鍵是研究病原對動物的致病性問題,也就是說,動物能不能被病原感染,復制、模擬出全部或部分疾病特征。對于病毒性病原,其感染往往通過特異性受體進入細胞,而受體的進化有時并不隨動物種類近似而接近。因此,給動物模型的制備帶來了不確定性和復雜性,這也是目前有些病原沒有理想的動物模型的原因之一。
1) 動物敏感性
需要證明病原能夠在該種動物體內復制,也就是說在感染的動物中必須能檢測到活性病原來證明病原體內的復制。最有效的方法是,接種病毒后,在一定時間內能夠從動物體內分離到病毒。一個有效的疾病動物模型應該能夠準確地模擬人類疾病的癥狀、病理變化以及疾病進程,包括疾病的嚴重程度和可能的致死率。只有當模型能夠反映出疾病的嚴重程度,包括可能導致死亡的情況時,研究人員才能更準確地評估潛在治療方法的有效性和安全性。
通常,在毒株不具備感染實驗動物模型的情況下,迪福潤絲生物可通過構建小鼠適應株來解決致病力的問題,建立更加有效的實驗模型以提供可靠數據。
2) 需要相似的病理學變化
模型動物應該表現出和患者相似度高的組織病理學改變。疾病特有的病理學改變是疾病發生發展的基礎,也是病原和機體博弈的原發地,各種組織,特別是靶器官組織的特異性損傷,是模型判定的關鍵指標。
3) 證明病原可誘導機體產生特異性免疫反應
特異性抗體通常在感染10天左右可檢測到,兩周時升高,三四周達高峰。中和抗體的檢測非常重要,是模型應用評價的基礎性指標,細胞免疫、炎性因子的檢測也是評判的重要指標
