SARS-CoV-2感染ACE2-KI/IOZ小鼠模型

新型冠状病毒肺炎起病以发热为主要的临床表现，可合并轻度干咳、乏力、呼吸不畅、腹泻等症状，流涕、咳痰等，咯痰症状少见。一半患者在一周后出现呼吸困难，严重者快速进展为急性呼吸窘迫综合征、脓毒症休克、难以纠正的代谢性酸中毒和出凝血功能障碍。部分患者起病症状轻微，可无发热等临床症状，多在1周后恢复。多数患者预后良好，少数患者病情危重，甚至死亡。

从影像学表现来看，早期呈现多发小斑片影及间质改变，以肺外带明显。进而发展为双肺多发磨玻璃影、浸润影，严重者可出现肺实变，胸腔积液少见（图1）。

图1.COVID-19患者影像学分析，来自公开报道数据

从免疫学表现来看，患者还可出现发病早期外周血白细胞总数正常或减低、淋巴细胞计数减少，部分患者出现肝酶、肌酶和肌红蛋白增高。多数患者C反应蛋白和血沉升高，降钙素原正常。严重者D-D二聚体升高，淋巴细胞进行性减少。

从组织病理学表现来看，患者表现为间质性肺炎，肺泡腔大量的多核巨细胞和巨噬细胞浸润，肺泡比弥漫性增厚，肺泡间隔增宽（图2）。

图2.COVID-19死亡病例肺组织病理，来自公开报道数据

2. 研究目的和意义

利用SARS-CoV-2感染表达人SARS-CoV受体ACE2的转基因小鼠，观察并检测感染后的临床症状、病原学和病理学等指标，获得SARS-CoV-2感染引起肺炎发生、发展的动态数据，构建转基因小鼠模型，满足致病机制、疫苗和药物评价、传播途径等研究对动物模型的需求。

3. 国内外研究现状

2019年底，在中国湖北武汉华南海鲜市场爆发的新型冠状病毒感染肺炎（COVID-19）疫情[1]，已经波及全中国及其他许多国家，被世界卫生组织定义为“国际关注的突发公共卫生事件”[2]。当务之急是要找到预防和治疗新型冠状病毒的有效措施，因此，研究新型冠状病毒在体内的致病机制迫在眉睫。构建新型冠状病毒肺炎的动物模型，不但为了解该疾病的致病性和病理损伤特征打下基础，也是评价相关药物和疫苗的有效性和安全性时，不可或缺的工具和科技支撑。

因为新型冠状病毒（SARS-CoV-2）和严重急性呼吸系统综合症冠状病毒（Severe acute respiratory syndrome coronavirus，SARS-CoV）具有高度的同源性，而SARS病毒进入人体的特异性受体为人血管紧张素转化酶2（human Angiotensin-converting enzyme 2，hACE2）[3]。科研人员经过大量的分子生物学分析表明，新型冠状病毒很有可能利用同样的受体hACE2入侵人体。因此，我们选择hACE2转基因小鼠作为感染新型冠状病毒的模型动物，用以构建SARS-CoV-2感染小鼠模型。

CRISPR/Cas9技术

Western blot和免疫组化结果证明人ACE2在小鼠小肠和肺脏中表达，接种新冠病毒后小鼠肺脏可检出较高滴度新冠病毒，并且小鼠肺脏发生了与新冠肺炎患者临床症状相似的病理改变。

所有涉及的病毒实验操作全部在中国医学科学院医学实验动物研究所 ABSL 3 实验室完成，该实验室已经具备相关实验室和福利伦理资质。