一、感染疾病模型构建通用原则
病原体选择:
临床分离株(贴近人类感染)或实验室标准株(如大肠杆菌ATCC 25922)。
动物选择:
小鼠(常用)、大鼠、仓鼠、豚鼠或非人灵长类(如HIV研究需人源化小鼠)。
免疫缺陷鼠(如SCID、NSG)用于研究宿主免疫机制。
感染途径:
模拟自然感染途径(如呼吸道、消化道、血液等)。
二、常见感染疾病模型构建方法
1. 细菌感染模型
示例:肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)肺部感染
步骤:
培养细菌至对数生长期(OD600≈0.6),离心后重悬于PBS。
麻醉小鼠,气管内滴注50 μL菌液(1×10^6 CFU,剂量需预实验确定)。
监测体重、存活率,24-72小时后取肺组织进行CFU计数和病理分析。
关键指标:
肺组织细菌载量(CFU/g)、炎症因子(IL-1β、TNF-α)、肺水肿(湿/干重比)。
2. 病毒感染模型
示例:流感病毒(H1N1)呼吸道感染
步骤:
病毒扩增(MDCK细胞),测定TCID50。
麻醉小鼠,鼻内接种50 μL病毒液(1×10^3 TCID50)。
每日监测体重,3-7天后取肺组织检测病毒载量(qPCR)和病理变化。
注意事项:
需在BSL-2及以上实验室操作。
使用免疫缺陷鼠时需降低病毒剂量(如1×10^2 TCID50)。
3. 真菌感染模型
示例:白色念珠菌(Candida albicans)系统性感染
步骤:
培养真菌至对数期,PBS洗涤后调整浓度(1×10^6 CFU/mL)。
尾静脉注射100 μL菌液(1×10^5 CFU/小鼠)。
观察生存曲线,取肾脏、脾脏进行CFU计数和组织病理学(PAS染色)。
关键点:
免疫抑制小鼠(如环lin酰胺预处理)可增强感染表型。
4. 寄生虫感染模型
示例:疟原虫(Plasmodium berghei)血液感染
步骤:
从感染小鼠采血(含虫红细胞),稀释至1×10^6寄生红细胞/mL。
腹腔或尾静脉注射100 μL(1×10^5寄生红细胞)。
每日采血涂片(吉姆萨染色),计算寄生虫血症(感染红细胞百分比)。
三、感染途径选择
途径 | 适用模型 | 操作要点 |
---|---|---|
气管内滴注 | 肺炎球菌、流感病毒 | 需精准控制剂量,避免窒息。 |
鼻内接种 | 呼吸道病毒(SARS-CoV-2) | 非侵入性,但部分病毒可能扩散至脑部。 |
腹腔注射 | 败血症模型(大肠杆菌) | 操作简单,但易引起全身炎症而非局部感染。 |
尾静脉注射 | 系统性感染(念珠菌、疟原虫) | 需熟练操作,避免漏液导致剂量不准。 |
灌胃 | 肠道感染(鼠伤寒沙men氏菌) | 需空腹处理,避免胃酸影响病原体活性。 |
四、表型验证方法
病原体载量:
细菌/真菌:组织匀浆后CFU计数。
病毒:qPCR检测病毒核酸或空斑试验。
寄生虫:显微镜计数或荧光报告基因检测。
宿主反应:
组织病理学(HE染色、免疫组化)。
炎症因子(ELISA或流式细胞术)。
免疫细胞浸润(流式检测巨噬细胞、中性粒细胞等)。
五、注意事项
生物安全:
根据病原体危险等级(BSL-1至BSL-4)选择对应防护措施。
剂量优化:
预实验确定LD50或ID50,避免动物快速死亡或无表型。
对照设置:
空白对照(PBS)、灭活病原体对照、免疫抑制对照(如适用)。
伦理终点:
设定人道终点(如体重下降≥20%需安乐si)。