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人类疾病动物模型


小鼠感染模型; 雪貂感染模型; 猴感染模型; 其它模型,猪、兔感染模型。
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品系( ICR Swiss、 SwissWebster 和 BALB/c ) 性别无差异, 常用雌性
肺部实变,肺组织重 量 ,动脉血氧饱和 度 ,肺组织匀浆中 进行病毒检测
临床症状, 48-96 小时出现症状,呼 吸频率加快,体温 下降

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疾病动物模型分类
动物模型分类方式较多,产生原因、系统、 病理、中医药体系等。 按产生原因分类:自发性动物模型和诱发性 动物模型。

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自发性疾病动物模型

动物自然发生的疾病或由于基因突变的异 常表现通过遗传育种定向培育保留下来的 动物模型。
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优点:人为因素少,更接近人类自然发病, 应用价值高,广泛应用于遗传性疾病、免 疫缺陷病、肿瘤等。 缺点:发现的种类有限,发病的因素复杂, 发病的条件要求高,可复制性差,尚不能 普遍应用。
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H5N1病毒感染小鼠组织中的病毒的增殖结果 Replication of virus in infected H5N1 mouse tissues Virus titera(log10 EID50/g) Lung Heart Liver Spleen Kidney Brain 肺 心 肝 脾 肾 脑
感染小鼠细胞因子变化

非特异性免疫因子IL-18出 现明显上升,感染第5天达 到最高3133.5 pg/mL;IL10出现明显上升,TNF-α出 现缓慢下降趋势。
小鼠血清TNF-α 动态变化
500
血清TNF- α 浓度 (pg/ml)
小鼠血清IL-18动态变化 3500
血清IL-18浓度 (pg/ml)
动物选择原则,实验动物、经济动物、野生 动物; 病原选择原则,标准株、模式株、代表株等。 疾病最大化原则,最大程度拟疾病临床表现、 疾病过程、病理生理特征、免疫特征等。 标准化、规范化原则,可控性、可重复性。 生物安全原则。

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感染性疾病动物模型 流感病毒感染动物模型


3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 时间(天) 尿囊液组 空白对照组 实验组
小鼠血清IL-10动态变化
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 空白对照组
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接种途径
鼻腔接种,禽流感模型常用的接种方法; 静脉接种,能引起死亡,死亡率低于鼻腔接种,
肺能形成弥散性肺泡损伤及渗出性炎症,不能检 测到病毒载量。 脑内接种,不引起动物死亡,注射部位出现小胶 质细胞浸润。
静脉腔接种肺部2d病变
脑内接种第3天脑
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模型指标
临床症状:接
毒组小鼠出现 呼吸急促,饮 食量下降,精 神不振,弓背、 蜷缩、竖毛、 颤抖,反应性 差,活动减少, 爱扎堆。

怎么去评价一个动物模型的成功建立? 相似性 一致性 实用性 可控性 可重复性 易行性 可靠性 经济性
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人类疾病动物模型的类型
完全疾病表现的模型,最理想的疾病模型; 部分疾病表现的模型; 同类疾病的模型或参比疾病的模型; 疾病病理的模型; 病原免疫的模型; 基因工程疾病的模型; 复合疾病的模型; 群体动物的模型; 特殊疾病的模型;
潜伏期的小鼠
极度衰竭小鼠
恢复期的小鼠
恢复后的小鼠
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H5N1感染小鼠的死亡分布,感染第2d出现死亡,
第3-7d死亡高峰,死亡率达86.7%,ST50在 5.25d。
1.2 1.0
.8
生存率
.6
.4
.2
动物分组
对照组
0.0 0 2 4 6 8 10 12
模型组
生存时间(天)
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病理特征:感染小鼠的临床特征出现早期、进展
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诱发性疾病动物模型

诱发性动物模型:应用各种物理、化学、 生物或复合致病 因素作用于动物后认为诱 发动物产生某些类似人类疾病的模型。
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优点:短时间内复制出大量疾病模型,实 验条件易控制,重复性好。 缺点:与自然发生的人类疾病在某些方面 存在一定差异,存在一定的局限性。

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诱发性动物模型制作原则
胞占淋巴细胞的百分比由14%下降到9.4%。
图4.7 血液中T细胞数量的变化
70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
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时间(天)
占淋巴细胞的百分比(%)
实验血CD3+T 实验血CD4+T 实验血CD8+T 空白血CD3+T 空白血CD4+T 空白血CD8+T 尿囊液血CD3+T 尿囊液血CD4+T 尿囊液血CD8+T
死亡率 16.7% 50%
熟之前的小鼠 比较敏感,死 刚离乳组 亡率高于其它 组的小鼠。 离乳至性 成熟组 性成熟组
16-18g
18-20g
50%
30%
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病毒株影响
A/Goose/Guangdong/NH/2003(H5N1),经过对其HA,
NA,NP,NS,PA,PB1,PB2,M蛋白的测序分析, 该病毒HA、NA分别与2001年、2003年福建分离的猪 流感病毒的同源性较高。 经鸡胚尿囊液增殖,鸡胚半数致死量(EID50)为 107.31/0.1 mL,鼻腔接种小鼠。 不需要小鼠适应。 禽流感感染小鼠早期典型毒株HK_483_97(小鼠急 性死亡,肺外器官感染), HK_486_97(小鼠不死 亡), HK_156_97(介于两者之间);我们使用的 毒株对小鼠的毒力类似于HK_156_97株。
肺泡中纤维素性及浆液性渗出, 有透明膜形成。
终末细支气管的上皮肿胀、脱落, 上皮细胞脱落,并进入肺泡腔。 脱落的上皮细胞进入肺泡中。 — 肺泡扩张;胸膜炎;肺泡上皮细 胞和白细胞凋亡。
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H5N1病毒感染小鼠体内病毒检测

RT-PCR检测接毒小鼠(BALB/c)肺病毒在第1天至第九天 均能检出,心、肝、脾、肾、脑、胸腺均未能检出。
Route
Intranasal 2.78 (100 μL)





a:The tissues were collected on day 3; -: H5N1 virus was not detected。
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感染小鼠抗体变化趋势
ELISA检测感染小鼠(ICR)抗体的OD值变化情况 1.5
OD值
年龄,刚 断奶小鼠 易感,适 应株5-8周 小鼠
毒株,鼠适应株 A/ PR/ 8/ 34 ( H1N1) 和A/ FM/ 1/ 47 ( H1N1)
鼻腔接种,气 溶胶接种
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最易感动物, 病毒不需要 适应
病毒滴度测定、 病理诊断等
鼻孔接种 临床症状,体温升高、流涕、张口呼 吸、活动迟缓
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猴、猿等灵长类动物与人具有相似的生理、
期和死亡高峰期和恢复期,表现呼吸困难,甚至 死亡;组织病理变化显示弥散性肺泡损伤及渗出 性炎症。
感染第2天,肺泡出血
感染第2天,肺间质增生, 肺泡隔增宽,肺泡萎缩
感染第8天,大量纤维素 性及浆液性渗出,有透明 30 膜形成
小鼠感染H5N1禽流感病毒与人感染的临床特征比较
潜伏期 人 一般为13天, 通常 在7天 之内 临床特征 发病年龄以儿 童和青壮 年为主; 女性病人 略多于男 性;病死 率高 对离乳后,性 成熟之前 小鼠更易 感 症状与体征 病程
50% 70% 40% 25% 10%
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不同品系小鼠感染体温变化
图2.6 不同品系小鼠接毒后体温的变化
39 38 37
体温(℃)
36 35 34 33 32 31 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 时间(天)
BABL/C小鼠 ICR小鼠 NIH小鼠 C57BL小鼠 昆明小鼠

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疾病动物模型研究、应用规范
动物规范要求,实验动物、经济动物和野生 动物。 病原规范化要求,标准株、模式株、代表株。 研究规范要求,接种方式、模型指标等。 模型研制途径要求。 剂量要求,疾病的最大化原则。 模型指标要求,临床研究、疾病病原学要求, 免疫学要求,病理生理。 药物疫苗研究规范。
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不同品系小鼠感染肺病理变化

肺脏充血和水 肿; 器官和支气管 内有血性分泌 物; 粘膜下层有灶 性出血、水肿 和细胞浸润; 肺泡腔内含有 纤维蛋白和渗 出液,呈现浆 液性出血性支 气管肺炎。
正常小鼠
BABL/C小鼠
ICR小鼠
昆明小鼠
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不同日龄小鼠易感性
刚离乳至性成
组别
体重 11-13g 14-16g
生化特征,其作为实验动物有着其它动物 不可替代的优势。 但由于动物珍贵,实验成本高及受伦理学 方面的限制,很少用于流感的研究。
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实验动物品系影响
实验动物
不同品系 小鼠对 H5N1禽流 感病毒易 死 感性不同。 亡

品 ICR BABL/c小 NIH C57 KM 系 小 鼠 小鼠 小鼠 小 鼠 鼠
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小鼠
0-1天
小鼠感染H5N1禽流感病毒与人感染病理比较
脏器 病变类别 炎症细胞浸润 BALB/c小鼠 人 肺泡中大量巨噬细胞和少量中性 肺泡中主要是巨噬细胞,间质中 粒细胞浸润,肺间质和终末细 主要是T淋巴细胞,肺中可见 支气管有淋巴细胞浸润,感染 散在的具噬红细胞活性的组织 晚期,肺组织中有浆细胞产生。 细胞,感染晚期偶见浆细胞;
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