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编号:10269636
柯萨奇B3病毒致小鼠慢性心肌炎的初步研究
http://www.100md.com 《中华儿科杂志》 1999年第11期
     作者:崔小岱 马连华 呼守生 许峥 孙国贤 张霆

    单位:100020 北京,首都儿科研究所

    关键词:柯萨奇病毒B组;小鼠;心肌炎

    中华儿科杂志991113

    【摘要】 目的 探讨在建立慢性病毒性心肌炎及扩张型心肌病动物模型(DMC)的实验途径,获得制造该模型所需的必要实验数据。方法 对柯萨奇B3亲心肌株病毒(CVB3m)进行驯化,感染不同品系的纯系实验小鼠。观察并记录感染小鼠的死亡及发病情况。结果 实验组昆明鼠和NIH小鼠的死亡率分别为2.5%和7.5%, 二者的心肌未见有明显的病理改变;Balb/c雄鼠感染CVB3m后死亡率为51.7%,且发病较重;Balb/c雌鼠感染经驯化病毒后, 实验组小鼠死亡率为27.8%, 感染病毒后10~20天心肌组织均有不同的病理改变, 40天后实验组小鼠心脏与体重的比值明显大于对照组。结论 Balb/c雌鼠感染经驯化的CVB3m为建立慢性病毒性心肌炎及扩张型心肌病动物模型提供了一个实验途径。
, 百拇医药
    A preliminary study on chronic viral myocarditis in mice

    CUI Xiaodai, MA Lianhua, HU Shousheng, et al.

    Capital Institute of Pediatrics, Beijing 100020

    【Abstract】 Objective To investigate the feasibility and features of animal models of chronic viral myocarditis and dilated cardiomyopathy. Methods Different kinds of bred mice were infected with Coxsackie virus B3 (CVB3m), which was tamed in Hela and cultured mouse myocardiocytes. Mortalities and pathological changes were observed and analyzed. Results In experiment groups which were infected by CVB3m, the death rates of Kunming and NIH mice were 2.5% and 7.5%, respectively. No significant pathological changes were identified. The Balb/c mice had a higher death rates of 51.7% and 27.8% in male and female mice, respectively. Significant pathological changes were found from 10 to 20 days after being infected with CVB3m. The ratio of heart and body weight of the female Balb/c mice was significantly higher in infected mice than that of contrels. Conclusion Female Balb/c mice infected with tamed CVB3m might be used as a murine model of chronic viral myocarditis and dilated cardiomyopathy.
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    【Key words】 Coxsackieviruses B Mice Myocarditis

    目前, 在儿童慢性病毒性心肌炎及扩张型心肌病的研究中, 病毒持续性感染的诊断成为实验室及临床研究的热点。国外许多知名的实验室从本世纪90年代初先后用分子杂交和PCR技术,发现在心肌炎和扩张型心肌病患者的心肌活检的组织中持续有病毒核酸存在[1,2]。学者们普遍认为, 一个可靠的实验模型对慢性心肌炎、病毒的持续感染乃至扩张型心肌病的研究是非常重要的[3,4]。 我们采用柯萨奇B3亲心肌病毒对不同品系的纯系小鼠进行感染, 获得了建立慢性病毒性心肌炎实验模型所需的必要的实验数据和实验途径,为慢性病毒性心肌炎及扩张型心肌病动物模型的建立奠定了基础。

    材料和方法

    一、材料
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    1. 实验动物: 416只鼠龄为6~8周的纯系实验小鼠(中国医学科学院 实验动物研究所提供的二级实验动物)。其中,雄性昆明鼠48只;雄性NIH鼠48只,雄性Balb/c鼠80只,雌性Balb/c鼠240只。

    2. 病毒:柯萨奇B3亲心肌株(CVB3m, Nacy亲心肌株变异株,美国Vermont大学Hubber教授惠赠),一批病毒在Hela细胞传2代,另一批病毒在Hela细胞传7代,并在鼠培养心肌细胞驯化两代[5]。病毒滴定采用国际通用的蚀斑法, 滴定量为3×108 PFU/ml(PFU为病毒滴度)。

    二、方法

    1.实验分组:(1)昆明鼠和NIH小鼠,实验组每组各10只,对照组每组各2只;(2)Balb/c雄性小鼠,实验组每组各15只,对照组每组各5只。共进行4次实验;(3) Balb/c雌性小鼠,实验组30只/组;对照组, 每组10只。共进行6次实验。
, 百拇医药
    2.感染动物: 用3×103 PFU/ml CVB3m对实验组小鼠进行腹腔注射,注射剂量为每只0.4 ml。对照组小鼠注射相同剂量的无血清Eagl液。昆明鼠和NIH鼠用2代病毒感染,Balb/c鼠用7代训化后的病毒感染。

    3.观察实验组小鼠的病程: 各组小鼠观察时间最长为120天。分别在动物感染后的第10、20、40、80和120天,活杀2~5只实验组小鼠和1~2只对照组小鼠。获取小鼠血和心肌等脏器标本,称量小鼠的心脏重量和体重,统计二者的比值,实验组与对照组作t检验,实验组间作F检验(N-Ktest)。

    4.对小鼠标本进行免疫学、病源学、病理学及超微结构的研究。

    结果

    一、实验组小鼠死亡情况(表1)

, http://www.100md.com     表1 各品系小鼠实验死亡情况 小鼠品系

    (雄)

    动物只数

    实验组死亡

    死亡时间(天)

    实验组

    对照组

    只数

    死亡率(%)

    中位数

    范围

    昆明鼠

    40
, 百拇医药
    8

    1

    2.5

    12.0

    12

    NIH

    40

    8

    3

    7.5

    12.5

    7~20

    Balb/c

, 百拇医药     60

    20

    31

    51.7

    8.5

    4~38

    Balb/c(雌)

    180

    60

    50

    27.8

    28.0

    4~61
, 百拇医药
    注:前三种品系实验分4次进行;后一品系分6次进行,各次实验小鼠存活率在60%~80%

    实验组昆明鼠和NIH小鼠的死亡率较低;Ba1b/c雄鼠,实验组小鼠死亡率为51.7%, 从实验4天开始死亡,最晚至第38天,多死于前20天;Ba1b/c雌鼠,CVB3m感染小鼠死亡高峰在第30天左右,实验组小鼠的死亡率为27.8%,6次实验小鼠死亡率较为接近。

    二、感染小鼠的发病情况

    10~120天实验组和对照组昆明小鼠心肌均未见有病理改变;NIH小鼠除个别感染鼠心肌有变性外,未见有其它病理改变;Ba1b/c雄鼠和雌鼠在10~120天均发现有心肌变性、炎症、坏死、钙化和纤维化等病理改变。二者共同的特点为:10天和20天心肌病变以炎症和坏死为主(图1),钙化和纤维化较为少见;多数感染小鼠40天以后心肌病变以变性、钙化和纤维化为主(图2~4);心包炎和心包钙化在感染后各段时间均可见到。前20天心肌的病变雄性小鼠较雌性小鼠重。
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    图1 CVB3m感染Balb/c小鼠10天,心肌细胞有较大面积炎性细胞浸润和弥漫性坏死(HE染色 光镜 ×50)

    图2 CVB3m感染Balb/c小鼠80天,心肌组织坏死并出现纤维化(HE染色 光镜 ×50)

    图3 CVB3m感染Balb/c小鼠120天,心肌细胞明显有变性存在(HE染色 光镜 ×80)

    图4 CVB3m感染Balb/c小鼠120天,心肌组织有钙化灶存在(HE染色 光镜 ×50)
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    三、小鼠心脏与体重比值的测定

    分别在10、20、40、80和120天处死小鼠前,称小鼠的体重,处死后称量小鼠的心脏重量,计算二者的比值。由表2可见,在感染后期,实验组小鼠心脏重量与体重的比值明显增加,且重于对照组。

    表2 两组Balb/c雌鼠不同实验时间心重/体重的比较 实验阶段

    (天)

    动物只数

    心重/体重(±s)

    两组比较

    t值

    对照
, 百拇医药
    实验

    对照

    实验

    10

    10

    21

    4.4±0.5

    4.4±0.4

    0

    20

    9

    23

    4.4±0.5
, 百拇医药
    4.6±0.4

    1.3678

    40

    12

    30

    4.3±0.5

    4.8±0.5*

    3.090

    80

    9

    28

    4.3±0.5
, 百拇医药
    5.2±0.6*

    4.023

    120

    14

    16

    4.3±0.4

    5.4±0.7**

    4.856

    注:实验组组间F检验:*P<0.05,**P<0.01,实验组与对照组均值t检验:P<0.01

    讨论
, 百拇医药
    有关肠道病毒持续感染可导致慢性心肌炎乃至扩张型心肌病的问题,是当前国内的研究热点。在我所急性病毒性心肌炎模型的基础上[6],我们通过用CVB3m和驯化的CVB3m对不同品系小鼠进行感染,为建立慢性病毒性心肌炎动物模型进行了必要的实验探讨。

    通过实验,我们认为病毒的毒株对感染动物的死亡率、动物的发病等起着非常重要的作用。在先前的实验中,我们曾对引起小鼠心肌炎的柯萨奇B组病毒,特别是柯萨奇B3病毒的不同毒株进行过比较[7],发现用CVB3m感染的小鼠,小鼠的心肌炎发病过程较典型并稳定。故我们对CVB3m进行了适当的驯化,使其毒力,即引起小鼠死亡的作用有所减弱,并保留了它的亲心肌性。我们的实验在这方面取得了较满意的结果。

    一个成功的实验动物模型,首先在于动物的死亡率不应高于40%。我们通过用CVB3m对3个不同品系4种小鼠的感染进行了比较,发现,昆明鼠和NIH鼠实验组小鼠虽有很低死亡率,但即使是未经驯化的毒力较强的CVB3m也不能使小鼠产生心肌炎。用驯化的CVB3m感染Balb/c小鼠,雄性小鼠的死亡率高达51.7%,且心肌炎的发病亦较急,与其死亡高峰时间相符合。实验组雌性Balb/c小鼠病毒感染的结果显示,各批实验小鼠的死亡率较为稳定,感染小鼠的死亡时间可到60天左右。病理结果显示,80~120天的感染小鼠心肌仍有不同程度的病理改变。根据急性心肌炎模型病理结果[8],小鼠感染病毒14天后即为恢复期,表明雌性小鼠感染经驯化的病毒后产生了慢性心肌炎。这与日本 Okada 教授报道的病毒感染90天小鼠的结果相似。
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    慢性病毒性心肌炎的末期即为扩张型心肌病,这个观点已得到许多学者认同[9,10],并有用病毒感染鼠致扩张型心肌病的报道。我们通过测定各时间Balb/c小鼠心脏重量与体重的比值,发现在感染后期,实验组小鼠心脏重量与体重的比值明显大于对照组,且随着时间的延长比值有所增大。提示病毒感染后期小鼠心脏有增大的趋势,证实了国外学者的实验结果。建立一个可靠的稳定的实验模型,需要多学科实验数据的支持。相信通过努力,近一两年内一定能完成这项有价值和有意义的工作。

    资助项目:本课题由北京市科技新星计划资助(项目编号:951870700)

    参考文献

    1 Kyu B, Matsumori A, Sato Y, et al. Cardiac persistence of cardioviral RNA detected by polymerase chain reaction in a murine model of dilated cardiomyopathy. Circulation, 1992, 86:522-530.
, http://www.100md.com
    2 Schwaiger A, Umlauft F, Weyrer K, et al. Detection of enteroviral ribonucleic acid in myocardial biopsies from patients with idiopathic dilated cardiomyopathy by polymerase chain reaction. Am Heart J, 1993,126: 406-410.

    3 Rose NR, Herskowitz A, Neumann DA. Autoimmunity in myocarditis models and mechanisms. Clin Immunol Immunopath, 1993,68: 95-99.

    4 Kandolf R, Klingel K, Canu A, et al. Molecular mechanisms in pathogenesis of enteroviral heart disease: acute and persistent infections. Clin Immunol Immunopath, 1993, 68:153-158.
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    5 崔小岱,孙国贤,马连华,等. VitC保护病毒感染鼠心肌细胞的机理探讨.中华实验和临床病毒学杂志, 1993,7:401-403.

    6 孙国贤,王慧英,林久治. 柯萨奇B3m病毒致小鼠心肌炎模型. Chinese Medical Journal, 1998,10: 107-110.

    7 崔小岱,Gomez R, 马连华,等. 柯萨奇B3病毒亲心肌株与非亲心肌株感染鼠心肌细胞的实验比较.中华实验和临床病毒学杂志,1997,11: 275-277.

    8 林久治,程明善,余进,等. 小鼠柯萨奇B3病毒性心肌炎病理和形态研究.中华心血管病杂志,1988,16: 159-162.

    9 Wiegand V, Tracy S, Chapman N, et al. Enteroviral infection in end stage dilated cardiomyopathy. Kin Wochenschr, 1990, 68:914-920.

    10 Bowles NE, Rose ML, Tayor P, et al. End-stage dilated cardiomyopathy persistence of enterovirus RNA in myocardium at cardiac transplantation and lack of immune response. Circulation, 1989, 80: 1128-1135.

    收稿:1998-09-18

    修回:1999-01-28, 百拇医药