一、模型構(gòu)建通用原則
- 病原體選擇:
- 臨床分離株(貼近人類感染)或?qū)嶒炇覙?biāo)準(zhǔn)株(如大腸桿菌ATCC 25922)。
- 動物選擇:
- 小鼠(常用)、大鼠、倉鼠、豚鼠或非人靈長類(如HIV研究需人源化小鼠)。
- 免疫缺陷鼠(如SCID、NSG)用于研究宿主免疫機(jī)制。
- 感染途徑:
二、常見感染模型構(gòu)建方法
1. 細(xì)菌感染模型
示例:肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)肺部感染
- 步驟:
- 培養(yǎng)細(xì)菌至對數(shù)生長期(OD600≈0.6),離心后重懸于PBS。
- 麻醉小鼠,氣管內(nèi)滴注50 μL菌液(1×10^6 CFU,劑量需預(yù)實驗確定)。
- 監(jiān)測體重、存活率,24-72小時后取肺組織進(jìn)行CFU計數(shù)和病理分析。
- 關(guān)鍵指標(biāo):
- 肺組織細(xì)菌載量(CFU/g)、炎癥因子(IL-1β、TNF-α)、肺水腫(濕/干重比)。
2. 病毒感染模型
示例:流感病毒(H1N1)呼吸道感染
- 步驟:
- 病毒擴(kuò)增(MDCK細(xì)胞),測定TCID50。
- 麻醉小鼠,鼻內(nèi)接種50 μL病毒液(1×10^3 TCID50)。
- 每日監(jiān)測體重,3-7天后取肺組織檢測病毒載量(qPCR)和病理變化。
- 注意事項:
- 需在BSL-2及以上實驗室操作。
- 使用免疫缺陷鼠時需降低病毒劑量(如1×10^2 TCID50)。
3. 真菌感染模型
示例:白色念珠菌(Candida albicans)系統(tǒng)性感染
- 步驟:
- 培養(yǎng)真菌至對數(shù)期,PBS洗滌后調(diào)整濃度(1×10^6 CFU/mL)。
- 尾靜脈注射100 μL菌液(1×10^5 CFU/小鼠)。
- 觀察生存曲線,取腎臟、脾臟進(jìn)行CFU計數(shù)和組織病理學(xué)(PAS染色)。
- 關(guān)鍵點(diǎn):
- 免疫抑制小鼠(如環(huán)lin酰胺預(yù)處理)可增強(qiáng)感染表型。
4. 寄生蟲感染模型
示例:瘧原蟲(Plasmodium berghei)血液感染
- 步驟:
- 從感染小鼠采血(含蟲紅細(xì)胞),稀釋至1×10^6寄生紅細(xì)胞/mL。
- 腹腔或尾靜脈注射100 μL(1×10^5寄生紅細(xì)胞)。
- 每日采血涂片(吉姆薩染色),計算寄生蟲血癥(感染紅細(xì)胞百分比)。
三、感染途徑選擇
途徑 | 適用模型 | 操作要點(diǎn) |
氣管內(nèi)滴注 | 肺炎球菌、流感病毒 | 需精準(zhǔn)控制劑量,避免窒息。 |
鼻內(nèi)接種 | 呼吸道病毒(SARS-CoV-2) | 非侵入性,但部分病毒可能擴(kuò)散至腦部。 |
腹腔注射 | 敗血癥模型(大腸桿菌) | 操作簡單,但易引起全身炎癥而非局部感染。 |
尾靜脈注射 | 系統(tǒng)性感染(念珠菌、瘧原蟲) | 需熟練操作,避免漏液導(dǎo)致劑量不準(zhǔn)。 |
灌胃 | 腸道感染(鼠傷寒沙men氏菌) | 需空腹處理,避免胃酸影響病原體活性。 |
四、表型驗證方法
- 病原體載量:
- 細(xì)菌/真菌:組織勻漿后CFU計數(shù)。
- 病毒:qPCR檢測病毒核酸或空斑試驗。
- 寄生蟲:顯微鏡計數(shù)或熒光報告基因檢測。
- 宿主反應(yīng):
- 組織病理學(xué)(HE染色、免疫組化)。
- 炎癥因子(ELISA或流式細(xì)胞術(shù))。
- 免疫細(xì)胞浸潤(流式檢測巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等)。
五、注意事項
- 生物安全:
- 根據(jù)病原體危險等級(BSL-1至BSL-4)選擇對應(yīng)防護(hù)措施。
- 劑量優(yōu)化:
- 預(yù)實驗確定LD50或ID50,避免動物快速死亡或無表型。
- 對照設(shè)置:
- 空白對照(PBS)、滅活病原體對照、免疫抑制對照(如適用)。
- 倫理終點(diǎn):
- 設(shè)定人道終點(diǎn)(如體重下降≥20%需安樂si)。