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布鲁菌液体气溶胶肺部感染途径小鼠模型建立及(3)

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关键词:

摘要：

感染后Z1组和Z3组血清IgG2a/IgG1值在感染后各时间点差异均无统计学意义。2组IgG2a/IgG1值在感染后第2周达到峰值，2周后显著下降。感染后Z1和Z3中的IgG、IgM、IgG2a/IgG1值在各个时间点比较，组内差异均有统计学意义（P均＜0.05）。

2.4 血清、肺匀浆细胞因子检测如图4所示，与空白对照组相比，Z1和Z3组血清和肺匀浆均产生了高浓度细胞因子IFN-γ，图4A中第2周的血清IFN-γ，Z1＜Z3（P＜0.05）；图4C中肺匀浆IFN-γ，Z1＞Z3（P＞0.05）。图4B中血清TNF-α在第2周达到高峰，Z1＞Z3，差异无统计学意义（P＞0.05）；图4D中Z1在4周后出现上升趋势，Z3持续下降；肺匀浆TNF-α则在第6周达到峰值，Z1＞Z3（P＞0.05）。空白对照组Z2和Z4细胞因子浓度较低未检出，图中未显示。感染后不同检测时间点比较，Z1和Z3组血清和肺匀浆IFN-γ和TNF-α，组内差异均有统计学意义（P均＜0.05）。

图4 细胞因子浓度变化A.感染第0、2、4、6、8周Z1、Z3小鼠血清细胞因子IFN-γ浓度变化；B.感染第0、2、4、6、8周Z1、Z3小鼠血清细胞因子TNF-α浓度变化；C.感染第0、2、4、6、8周Z1、Z3小鼠肺匀浆上清细胞因子IFN-γ浓度变化；D.感染第0、2、4、6、8周Z1、Z3小鼠肺匀浆上清细胞因子TNF-α浓度变化Figure 4 Changes of the cytokines' concentration

3 讨论

研究感染性疾病的致病机制，寻找有效的抗感染措施，须要建立理想的动物模型。静脉接种是制备小鼠感染模型最常用的途径[13]。气溶胶感染是布鲁菌较为常见的感染途径，布鲁菌气溶胶感染具有不易觉察及严重致病性特点而被用作生物战剂[14-15]。不同感染途径对机体的影响存在差异，不同来源的同一株菌毒副作用也不同，因此建立布鲁菌感染模型，确定菌株的毒力、感染途径和剂量是关键。A19菌株是一种广泛使用的疫苗株，对牛有一定保护力，但能导致孕畜流产，能感染人，不良反应较大[16]。强毒株气溶胶致病性较强（10～100个菌即可致病）[17]，本研究使用疫苗株A19经过小鼠的传代复壮，用布氏选择性培养基从脾脏分离出菌株S19-CN。预实验对小鼠传代前后菌株毒力比较，结果S19-CN比A19引起的脏器载菌量更多，脾肿大更明显，说明筛选复壮后的菌株毒力增强。付湘云等[18]用布鲁菌强毒株16M建立布鲁菌感染小鼠模型，以理想的攻毒剂量104CFU感染BALB/c小鼠，15 d后脾脏载菌量达到约107CFU/g，诱发了明显的脾肿大。本研究以108CFU布鲁菌S19-CN气溶胶感染BALB/c小鼠，第2周脾脏载菌量达到107CFU/g，脾肿大明显（是空白对照组脾重的4.5倍）。在感染后相同时间内产生了与16M相同数量级的脏器载菌量和脾肿大，说明S19-CN在BALB/c小鼠体内表现出的毒力作用明显，可用于疫苗评价的攻毒实验及感染模型的建立。

脏器载菌量和脾肿大是检测布鲁菌毒力的重要指标。本研究2种感染途径（肺递送和滴鼻）感染小鼠肺脏载菌量之间均无显著差异。感染后第2周，两种途径感染小鼠的脾脏载菌量（CFU/spleen）无显著差异，肺递送组诱发的脾肿大明显，因此单位质量脾脏载菌量(CFU/g)小于滴鼻组，差异有统计学意义（P＜0.05）。脾脏质量检测显示：肺递送组比滴鼻组出现较早较明显的脾肿大。综上，肺递送感染途径对小鼠的毒理作用明显，是一种有效的气溶胶感染途径。

2种途径感染后，小鼠均未表现出典型病征，体质量差异无统计学意义，但肺递送组在6周后开始有明显下降趋势，这可能是因为布病本身是一种消耗性疾病，小鼠感染8周后脾脏菌仍大量存在，未被清除的菌在体内增殖，持续感染引起的。脾肺载菌量在感染后2周持续下降，说明获得性免疫反应发挥了重要作用。本研究检测了抗体滴度及细胞因子浓度的动态变化，结果表明，与空白对照组比较，感染后不同检测时间点小鼠血清中IgG、IgM、IgA均有不同程度的升高，并在8周内未见明显下降，说明以108CFU布鲁菌S19-CN感染BALB/c小鼠后，机体产生较强的体液免疫反应，感染过程中血清IgG、IgM、IgA都积极发挥抗感染免疫作用。在小鼠体内，Th1细胞能分泌细胞免疫倾向的细胞因子，Th2细胞能分泌体液免疫倾向的细胞因子，Th1细胞因子促进IgG2a型抗体分泌，Th2细胞因子促进IgG1型抗体分泌。本研究结果显示：感染后2～8周，IgG2a/IgG1≥1，提示IgG2a抗体水平显著高于IgG1，IgG2a/IgG1值呈逐渐下降趋势，说明本研究使用S19-CN感染小鼠，以分泌IgG2a型抗体为主，其对机体的细胞免疫反应的CD8+T细胞的数量和功能有待于进一步研究。

布鲁菌具有胞内寄生的特点，机体被感染后，体液免疫的保护作用有限，抗感染作用以细胞免疫为主[10]。细胞免疫反应依赖细胞因子的参与，IFN-γ能强化和促进Th1免疫应答，使TNF-α分泌增加，TNF-α引起发热，体质量减轻，组织坏死等典型的中毒症状和炎症反应[19]。本研究结果表明布鲁菌感染早期机体分泌细胞因子IFN-γ、TNF-α，2者均在第2周达到峰值，之后持续下降，变化趋势与肺、脾脏载菌量变化趋势基本一致，这提示胞内布鲁菌的清除可能与介导细胞毒和免疫杀伤作用的细胞因子有关，随着体内菌的清除，这两种细胞因子显著下降。血清中细胞因子IL-4、IL-10未检测出，这与Dorneles等[20]的研究结果一致。2种途径比较，肺递送组血清细胞因子IFN-γ和TNF-α均显著高于滴鼻组，说明肺递送诱发的细胞免疫可能更强，也因此导致脾肿大更明显。肺匀浆细胞因子IFN-γ、TNF-α均在第2周或第6周达到峰值，肺递送组均高于滴鼻组，可能是由于肺递送途径直接将菌递送至肺脏，局部淋巴细胞发挥作用，滴鼻途径经过了鼻腔黏膜免疫和排异，感染肺脏后，引发局部淋巴细胞释放细胞因子略少。Th1特异性的细胞因子IFN-γ和TNF-α均出现不同程度的升高，而Th2特异性的细胞因子IL-4、IL-10浓度过低，未检测出。抗原的持续刺激诱导T细胞无能，免疫耐受[21]，这可能是导致胞内菌在体内持续感染的重要原因之一。

文章来源：《生态毒理学报》网址: http://www.stdlxbzz.cn/qikandaodu/2021/0707/1556.html