前言
艾滋病(acquired immunodeficiency syndrome,AIDS)在1981年首次發(fā)現(xiàn)于美國，隨后確定其病原體為人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV),HIV展于反轉(zhuǎn)錄病毒屬成員，是一種感染人類免疫系統(tǒng)細(xì)胞的慢病毒。病毒基因組由兩條相同的正鏈RNA組成，全長9.8kb，分別編碼Gag、Pol,Env結(jié)構(gòu)蛋白及Tat、Rev、Vpu、Vpr、Vif、Nef等輔助蛋白。HIV有兩種血清型，分別是HIV-1和HTV-2，最常見的為HIV-1感染。HIV傳播途徑主要包括性傳播、血液傳播和母嬰傳播等途徑進(jìn)行傳播，感染后主要侵犯免疫細(xì)胞，包括T細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞等。細(xì)胞表面表達(dá)的CD4分子是HIV受體，HIV囊膜糖蛋白gp120與細(xì)胞膜上CD4分子結(jié)合后可導(dǎo)致感染的發(fā)生，AIDS患者臨床表現(xiàn)以CD4+T淋巴細(xì)胞進(jìn)行性減少和免疫缺陷為特征，常伴有實質(zhì)器官（腦、淋巴結(jié)和肺等）的炎性疾病、神經(jīng)障礙和惡性腫瘤。自HIV被發(fā)現(xiàn)以來，科學(xué)家們即開始AIDS動物模型的研究工作，小鼠、兔及非人靈長類動物都曾用于AIDS動物模型的研究。根據(jù)動物對HIV的敏感性及造模方法，AIDS動物模型分為非人靈長類動物模型、轉(zhuǎn)基因小鼠模型及人源化小鼠模型。
非人靈長類動物進(jìn)化程度高，基因序列與人高度相似，是研究HIV感染的良好動物模型。根據(jù)病毒毒株對非入靈長類動物敏感性不同，可將HIV非人靈長類動物模型分為以下三類：①HTV-1感染的黑猩猩、長臂猿、豬尾猴；②HIV-2感染的恒河猴狒狒、食蟹猴；③SIV/SHIV感染的恒河猴或食蟹猴模型，目前以后兩者的應(yīng)用最為廣泛。
部分造模方法
使用動物：恒河猴、食蟹猴、豬尾猴
【造模機制】：
黑猩猩(chimpanzees)的遺傳特性在眾多非人靈長類動物中與人類最為接近，基因組序列同源性和人有較高的相似性，因此HIV-1病毒可選擇性地感染黑猩猩免疫細(xì)胞建立HTV-1急性感染模型。猴免疫缺陷病毒(simian immunodeficiency virus,SIV)是20世紀(jì)80年代從猴子體內(nèi)分離到可引起猴AIDS樣病變的病原體，根據(jù)其自然宿主不同，SIV可分為來自于恒河猴的SIVmac、來自于白眉猴的SIVsmm及來自于豬尾猴的SIVmne。SIVsmm是三種病毒的共同祖先，SIVsmm在其宿主體內(nèi)并不致病，僅可觀察到病毒血癥，因此以SIV感染其自然宿主并不能作為致病性動物模型使用。但如果將SIV接種到多個品種的亞洲猴（如恒河猴、豬尾猴及食蟹猴等）則可引起這些動物產(chǎn)生AIDS樣病變。常用SIVmac251和SIVmac239毒株感染恒河猴以復(fù)制HIV動物模型，恒河猴感染SIV成功后與人HIV-1感染過程相似，可引起疾病逆轉(zhuǎn)及CD4+T細(xì)胞進(jìn)行性下降，尤其是腸相關(guān)組織淋巴結(jié)CD4+T細(xì)胞數(shù)量下降更為明顯，但SIV感染的恒河猴AIDS病程發(fā)展進(jìn)程比人感染HIV-1要快。由于SIV與人HIV-1的差異性，SIV感染模型不能完全模擬HTV-1的致病過程，近年來研究者利用分子生物學(xué)方法構(gòu)建了一種新型重組嵌合體病毒(SHIV)，該病毒將HIV-1序列中的tat、rev、vpu及env基因插入到S1Vmac239病毒序列相對應(yīng)位置以替代原有的基因（圖10-1)。該嵌合病毒最初在恒河猴體內(nèi)致病性較差，但經(jīng)過連續(xù)多次體內(nèi)傳代后可增強其復(fù)制能力及毒力。用這種嵌合體病毒感染的動物模型不僅具有HIV-1的特點，可誘導(dǎo)產(chǎn)生抗HIV-1env蛋白中和抗體， 而且該嵌合病毒是以SIV為骨架構(gòu)建，因此對非人靈HIV89.6P及其他高致病性SHIV毒株都長類動物較為易感。HIV-1和SIV感染時的輔助受體為CCR5，而S是以CXCR4為輔助受體，SHIV89.6P可感染CXCR4.CCR5—淋巴細(xì)胞，這些輔助受體在淋巴結(jié)和外周血中新鮮CD4+T表達(dá)量最高，這個也是SHIV89.6P毒株很容易感染動物并很快發(fā)展為AIDS樣病變的原因。
【造模方法】：
非人靈長類免疫缺陷動物模型都是以靜脈接種方式建立。AIDS患者血漿或HIV-1病毒通過靜脈途徑接種黑猩猩或豬尾猴(pig-tailed macaque)可復(fù)制急性感染模型。恒河猴或食蟹猴以氯胺酮麻醉后，通過靜脈途徑接種1ml SIV病毒即可復(fù)制非人靈長類動物免疫缺陷模型， SIVmac239病毒接種劑量為5MID100，而SIVmac251接種劑量通常為3MID100，但也有報道SIVmac251通過陰道途徑可建立黏膜感染模型。5TCID50/ml以上的SHIV病毒接種恒河猴或食蟹猴后也可復(fù)制免疫缺陷模型。同樣，HIV-2感染的恒河猴模型也可通過靜脈途徑建立。
【模型特點】：
感染最初大部分動物有明顯的病毒血癥，表現(xiàn)為發(fā)熱、皮疹、腹瀉和外周淺表淋巴結(jié)腫大等類似于人感染的臨床癥狀。此時病毒在體內(nèi)大量復(fù)制，隨后感染猴體內(nèi)會出現(xiàn)強烈的細(xì)胞和體液免疫應(yīng)答，血漿內(nèi)病毒水平開始下降。在潛伏期，外周血CD4+T細(xì)胞待續(xù)減少，CD4+/CD8+T細(xì)胞比值下降。至感染后期，猴外周血中CD4+T細(xì)胞逐漸下降，血漿病毒水平回升，并伴有體重下降、器官衰竭和機會感染（主要表現(xiàn)為頑固的腹瀉和肺炎）。最常見的并發(fā)癥為腹瀉，有間歇性和偶發(fā)性腹瀉，易導(dǎo)致體重下降。約有20%～30％的感染猴因缺乏有效的免疫應(yīng)答于數(shù)日內(nèi)死亡。
HIV-1病毒可感染黑猩猩，但卻不會發(fā)展為AIDS。豬尾猴對HlV-1病毒感染呈一過性表現(xiàn)，且只有高滴度病毒攻擊豬尾猴后才能發(fā)生感染。HIV-2病毒感染恒河猴和食蟹猴后，病毒在動物體內(nèi)也是一過性表現(xiàn)，經(jīng)過多次體內(nèi)連續(xù)傳代后，HIV-2病毒多個毒株也可感染狒狒和豬尾猴，并且AIDS癥狀與人相似，如快速的CD4+T細(xì)胞數(shù)量下降和待續(xù)的病毒血癥。SIV感染動物后可快速、大量、選擇性引起腸淋巴組織記憶性T細(xì)胞缺失，SIV不僅可在激活或增殖的T淋巴細(xì)胞中復(fù)制，而且也可在靜息T細(xì)胞中復(fù)制。SIVmac239被認(rèn)為是SIV的國際標(biāo)準(zhǔn)株，常用于模型復(fù)制。SIV對恒河猴和中國猴、緬甸猴的致病性不同，SIVmac25l和SIVmac239毒株對中國猴的致病性要弱于恒河猴。SIVmac239毒株感染恒河猴及食蟹猴后可表現(xiàn)出血中病毒載量上升、腹瀉、淋巴結(jié)增大及CD4+T淋巴細(xì)胞下降等急性期癥狀。SHIV是將SRV和HIV的相應(yīng)基因進(jìn)行置換而構(gòu)建出來的重組嵌合病毒，目前它主要作為攻擊毒株被廣泛應(yīng)用于SHIV/恒河猴模型的研究。SHIV感染恒河猴在2~4周內(nèi)引起CD4+T細(xì)胞數(shù)量快速下降，并可產(chǎn)生體重下降及發(fā)生機會感染，產(chǎn)生AIDS樣癥狀。該模型主要評價中和抗體的水平，然而CTL效應(yīng)卻無法用此模型評價。
圖10-1 SHIV嵌合體病毒模式圖
【模型的評估和應(yīng)用】：
由千物種的限制和動物保護(hù)法實施，黑猩猩已不再用于HIV模型研究。目前常用于HIV模型研究的非人靈長類動物為恒河猴、食蟹猴和豬尾猴等。HIV感染非人靈長類動物后通過檢測外周血單核細(xì)胞及血漿中病毒載量、CD4+/CD8+比值等方法評價模型。非人靈長類動物模型常用于HIV致病機制研究和抗HIV藥物篩選。
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