应对北极痘病毒：评估三种抗病毒药物在小鼠模型中的有效性及其临床意义

《Emerging Microbes & Infections》：Assessment of three antiviral compounds against Borealpox virus infection in a mouse model

作为《新发微生物与感染》期刊的编辑，我们向读者推荐这篇重要的研究论文。本文针对新发人畜共患正痘病毒——北极痘病毒（BRPV）开展系统性研究，填补了该领域动物模型和抗病毒疗效数据的空白。研究成功建立了具有免疫活性和免疫缺陷的小鼠感染模型，并证实了西多福韦（CDV）、布林西多福韦（BCV）和特考韦瑞（TCV）在体外和体内（CAST/EiJ小鼠）均能有效抑制BRPV，显著降低病毒滴度并改善感染进程，为治疗高危人群（如免疫功能低下者）的BRPV感染提供了关键的临床前依据。

　　

引言

北极痘病毒（Borealpox virus， BRPV），原名阿拉斯加痘病毒，是一种新世界正痘病毒，于2015年在阿拉斯加首次被发现。尽管多数人类感染症状轻微且具有自限性，但2024年报告的一例免疫功能低下患者的死亡病例凸显了研究这一新发病原体的重要性。由于确诊病例不足10例，关于抗病毒疗法有效性的临床数据非常有限。因此，本研究旨在评估西多福韦（cidofovir， CDV）、布林西多福韦（brincidofovir， BCV）和特考韦瑞（tecovirimat， TCV）三种抗病毒药物对BRPV感染的有效性。

方法

在生物安全二级实验室条件下，使用阿拉斯加2015株BRPV进行研究。体外药效研究通过蚀斑减少实验评估TCV、CDV和BCV对BRPV的抑制效果，计算半数抑制浓度（IC₅₀）和90%抑制浓度（IC₉₀）。体内研究则首先评估了多种小鼠作为BRPV疾病模型的适用性，包括具有免疫活性的CAST/EiJ小鼠，以及三种免疫缺陷小鼠：STAT1^?/?（干扰素反应受损）、scid（缺乏T细胞和B细胞）和NSG（缺乏功能性T细胞、B细胞和NK细胞）品系。小鼠通过鼻内或腹腔途径接种10⁵TCID₅₀的病毒。在选定CAST/EiJ小鼠模型后，进一步开展体内药效研究。小鼠在感染后第1天开始接受治疗：TCV组每日口服100 mg/kg，持续5天；CDV组每日腹腔注射30 mg/kg，持续5天；BCV组在感染后第1天给予10 mg/kg的负荷剂量，之后每两天口服5 mg/kg的维持剂量，直至感染后第7天；对照组则给予相应溶媒作为安慰剂。通过监测体重、生存率、组织病毒载量（分子检测和感染性病毒滴定）、血清学抗体反应以及细胞因子/趋化因子谱来评估疾病进程和治疗效果。

结果

CAST/EiJ小鼠中BRPV感染的特征

CAST/EiJ小鼠被证明是研究BRPV感染的合适免疫活性模型。腹腔接种导致75%的死亡率，而鼻内接种的死亡率为25%。感染后4-5天开始出现体重下降、嗜睡、毛发凌乱和呼吸急促等症状。尸检显示，腹腔接种的小鼠出现肝脏变色和脾肿大等明显的病理学异常。病毒载量分析表明，鼻内接种后病毒主要在鼻甲局部高复制（滴度>10⁷TCID₅₀/g），而腹腔接种则导致病毒在肝脏中高滴度复制（平均滴度≥10⁷TCID₅₀/g），并在脾脏和肾脏中也检测到感染性病毒。所有存活小鼠在实验结束时均检测到抗BRPV的IgM和IgG抗体。

免疫缺陷小鼠中BRPV感染的特征

在STAT1^?/?、scid和NSG三种免疫缺陷小鼠中，BRPV腹腔感染均具有致死性，中位死亡时间分别为9天、17天和18天。这些小鼠的疾病特征包括显著的腹腔积液（腹水），有时超过1毫升，这在一定程度上掩盖了急性感染期的体重下降。腹水中含有高滴度的感染性BRPV（高达10⁶TCID₅₀/ml）。病毒复制动力学在不同品系间存在差异：STAT1^?/?小鼠在所有器官中病毒复制更早达到峰值（第8天滴度为10⁵–10⁸TCID₅₀/g），而scid和NSG小鼠的病毒滴度则在濒死期（约第15天）缓慢而稳定地达到峰值。尸检观察到肝脏损伤迹象，包括胆囊肿胀，在一只NSG小鼠的尾部还观察到了两个痘样病变。

西多福韦、布林西多福韦和特考韦瑞的体外抗病毒效力

蚀斑减少实验表明，三种药物在体外均能有效抑制BRPV。TCV和BCV在纳摩尔浓度下即表现出高效力，而CDV需要微摩尔浓度才能达到相似的抑制效果。与先前对猴痘病毒（MPXV）的研究数据相比，BRPV对TCV的敏感性似乎较低，而对CDV和BCV的敏感性与MPXV相似。实验中所用药物浓度均未观察到细胞毒性。

西多福韦、布林西多福韦和特考韦瑞的体内抗病毒效力

在CAST/EiJ小鼠模型中，感染后给予TCV、CDV或BCV治疗显著改善了临床结局。TCV和CDV治疗组小鼠基本未出现体重下降，BCV治疗组虽有轻微且延迟的体重下降，但恢复更快。所有药物治疗组小鼠均存活。最有力的抗病毒证据来自感染后第10天的组织病毒载量分析：药物治疗组（尤其是CDV组）的小鼠组织中基本检测不到感染性病毒和病毒DNA，而安慰剂组小鼠的肝脏等组织中仍存在高滴度感染性病毒（平均10⁶–10⁷TCID₅₀/g）。药物治疗也防止了肝脏变色和疤痕等肉眼病理学改变的出现。对血清细胞因子/趋化因子的分析显示，药物治疗（尤其是CDV）能显著减弱感染引发的宿主先天免疫反应。此外，与安慰剂组相比，CDV治疗组小鼠产生的抗BRPV特异性IgG抗体水平显著较低。

讨论

本研究为应对新发人畜共患正痘病毒BRPV提供了重要的临床前数据。CAST/EiJ小鼠被证明是评估抗病毒药物效力的合适免疫活性模型，而STAT1^?/?、scid和NSG等免疫缺陷小鼠模型则模拟了BRPV在免疫功能低下宿主中的严重病程，其特征是高病毒载量和腹腔积液，这与报道的致死性人类病例有相似之处。体外和体内实验结果一致表明，CDV、BCV和TCV三种抗病毒药物均能有效对抗BRPV感染，显著降低病毒复制并改善疾病进程。尽管与MPXV相比，BRPV在体外对TCV表现出相对较低的敏感性，但这可能源于其F13蛋白（TCV的作用靶点）的自然多态性，且体内治疗仍然有效。这些发现支持在临床确诊的BRPV感染病例中考虑使用这些抗病毒药物，特别是对于免疫功能低下等高危人群。本研究建立的小鼠模型也为未来进一步研究BRPV的致病机制、评估其他医疗对策（如疫苗）奠定了基础。随着人类与野生动物相互作用的增加，对新发人畜共患病毒保持警惕并做好应对准备至关重要。