当前COVID-19大流行的解决方案包括通过疫苗接种预防冠状病毒感染和治疗该病的严重临床症状，包括急性呼吸窘迫综合征(ARDS)。然而，由于可用的适当研究模型数量有限，而且需要在生物安全3级设施中进行临床前测试，因此建立潜在治疗方法的体外筛选可能具有挑战性。yaboapp体育官网这些挑战增加了开发冠状病毒治疗方法的成本和复杂性。
疾病模型的ARDS（独立于SARS病毒的疾病模型）;然而，用于临床前测试的良好建立yaboapp体育官网呼吸毒品。我们最近探讨了使用临床前ARDS模型来测试潜在的Covid-19yaboapp体育官网毒品候选人，并希望分享一些结果。
ARDS与COVID-19的关系
Covid-19是由菌株SARS-COV-2引起的疾病，这是冠状病毒家族的新成员。基因组SARS-COV-2与蝙蝠中发现的冠状病毒和序列相同的冠状病毒，SARS-COV相同，严重急性呼吸综合征的病原体（SARS），造成的两个爆发，既是中国源自中国，又在2002年至2004年间蔓延。
Covid-19以不同的方式和不同的范围影响不同的人。其中大多数人感染Covid-19体验只有轻度症状，然而有些人继续发展严重，危及生命的症状。
六个Covid-19患者中大约一个呼吸困难，其中约40％的患者随后会产生急性呼吸窘迫综合征（ARDS）。严重Covid-19相关ARDS患者的估计死亡率为80％。
严重Covid-19相关ARDS患者的估计死亡率为80％
ARDS的潜在临床病理与一种严重的免疫反应有关细胞因子释放肺中的过度炎症，影响上下航空公司。在诊所，增加血清炎症细胞因子IL-6，IL-1β和TNFα的血清水平与Covid-19患者的疾病严重程度和死亡有关。
因此，识别对冠状病毒引发的急性呼吸窘迫综合征的潜在治疗方法是一个关键的优先事项。
挑战是如何快速有效地做到这一点。
筛选可能的COVID-19治疗方法所需的模型类型
yaboapp体育官网临床前模型是模拟人类疾病的有用工具;然而，他们只模仿疾病的某些方面。选择临床前模型以测试化合物的功效yaboapp体育官网时，您需要考虑您瞄准的人类疾病的哪个方面。例如，如果化合物抑制IL-6，那么重要的是您的临床前模型诱导升高的IL-6水平。yaboapp体育官网
SARS-COV-2是病毒病原体，其影响呼吸道，最初感染上呼吸道的细胞，但在更严重的情况下蔓延到下呼吸道并引起肺炎和ARDS。在这些更严重的情况下，ARDS的特征在于低血氧水平，呼吸困难和呼吸衰竭。这种呼吸衰竭是Covid-19患者死亡的主要原因。
为了开发针对炎症效应的治疗方法，你需要一个能反映COVID-19病理生理学的临床前模型;yaboapp体育官网包括病理、细胞因子释放和气道细胞炎症，但模型不一定要模拟实际的病原体损伤。
物种选择
虽然COVID-19是一种人畜共患病毒，但它具有相对的种特异性，标准的近交系小鼠不是合适的载体，因为它们很容易将病毒从呼吸道清除，没有被感染。
已经表明，Covid-19可以导致蝙蝠，猫和NHP中的感染，尽管这些都不是测试大量新化合物的合适物种。雪貂是另一种已成功用于研究流感病毒感染的潜在模型物种;然而，对于Covid-19感染，雪貂仅展示了对上呼吸道中剩余的大部分感染的有限病理学。
选择最合适的测试潜在Covid-19治疗物种对于药物开发过程的准确性至关重要;然而，决定哪些物种最合适的不是直接前进，并应始终考虑3RS原则：用非动物替代方法替换动物模型，减少使用的动物数量和从动物福利视角下改进程序的数量。
那么，你的选择是什么？可用可靠的临床前型号适用于筛选Covid-19潜在治疗方法yaboapp体育官网？
病毒模型筛选挑战
几种策略可用于制定小鼠人类病毒感染的模型。一个是用极高的滴度过度使用鼠标的免疫系统。该方法已经为病毒（如鼻病毒和单纯疱疹病毒）工作，但这些模型并不总是展示与人类中看到的那些相同的病理学。另一种策略是使病毒菌株适应动物模型，因此它可以以与人类相同的方式侵入和感染细胞。
或者，使用用于模拟Covid-19感染的方法是使用人源化转基因小鼠菌株。这是评估病毒疫苗和靶向病毒结合宿主细胞的化合物的疗效的最佳模型。
然而，使用转基因小鼠作为SARS-COV-2的模型存在一些实际挑战：
- 进入BSL-3设备：这是一个设施，包括通过吸入承包的潜在致命或“异国情调”疾病的工具。这些设施并不广泛可商业上可用，因为许多人都是政府拥有或基于大学的。在CDC网站上了解更多关于车贴语实验室的信息
- 有限的人类转基因小鼠供应：2007年开发了K18-Heace2转基因小鼠（表达SARS-COV-2使用的人ACE2受体以进入细胞），但是这种转基因模型的可用性目前非常有限，随着等待时间很长。
鉴于这些限制，病毒模型可能是有限的功效研究选择。
那么，使用一种针对ards的模型而不是COVID-19模型来模拟晚期疾病以测试治疗方案怎么样?
替代策略:在体内使用ARDS模型
为了测试可能有助于预防Covid-19患者的肺部肺部和下游超炎症/细胞因子风暴的化合物或治疗，在ARDS的体内模型中更一般而言。
许多经过充分验证和充分研究的肺损伤和急性呼吸窘迫综合征模型可在啮齿动物中使用，在啮齿动物中使用炎症剂并测量相关病理。
什么是ARDS模型？
人类在人类的主要原因是肺部感染。这可以通过两种方法在小鼠中进行建模，无论是通过使用非传染性炎症物质，如脂多糖（LPS）或使用活病原体，如流感。
通过对肺进行这些损伤，可以启动临床相关的终点，包括上皮细胞损伤和空气中的急性炎症反应(炎症细胞募集)。
脂多糖(LPS)诱导的肺部炎症模型
可以模拟Covid-19炎症的最简单的ARDS模型之一是LPS诱导的肺炎症模型，可靠，快速的机械模型。
LPS是糖，从革兰氏阴性细菌的细胞壁纯化。当它通过气溶胶递送到啮齿动物的肺部时，它会诱导Th1免疫应答，导致炎症细胞（主要是中性粒细胞）进入呼吸道，并导致肺中细胞因子的水平大增加。
虽然这不模仿Covid-19所致的完整病理学，但它确实模仿在Covid-19患者中观察到的Th1炎症。该模型已在包括啮齿动物的几种动物物种中验证。
下面图1显示炎症细胞的募集和通过小鼠施用LPS诱导的细胞因子的募集。
施用类固醇地塞米松，PDE4抑制剂Roflumilast和P38抑制剂（pH-797804和SB203580）导致LPS诱导的肺炎症显着降低。
病毒流感（H1N1）小鼠模型
另一种可能更合适的急性呼吸窘迫综合征模型是使用活病原体诱发急性呼吸窘迫综合征症状。存在许多既使用细菌又使用病毒的典型感染模式;然而，由于SARS-CoV-2是一种病毒性呼吸道病原体，由另一种呼吸道病毒(如流感)诱发的急性呼吸窘迫综合征模型可能是一种适合使用的模型。
虽然流感和Covid-19是不同的病毒，但它们都感染呼吸道并诱导潜在的致命炎症。病毒的临床病变的方面确实有所不同，但它们也有许多相似之处。诊所（和临床前模型）的病毒均可引起严重的肺炎，呼吸窘迫和死亡。yaboapp体育官网
与SARS-COV-2不同，向鼻内鼻内的H1N1的授权鉴定到近交菌株的近铬菌株，可诱导降低肺功能的呼吸道感染，导致炎性细胞的涌入，包括中性粒细胞和细胞因子（IL-6，IL-1β和IFNγ），并且在更高的滴度下可能导致死亡率。
图2显示了在给予小鼠中增加H1N1的滴度后的一周内的中性粒细胞的募集和细胞因子的释放。
除了观察炎性细胞（中性粒细胞）的增加外，我们还注意到动物还显示出感染的临床症状，如驼背姿势，浸渍和减肥。这些临床症状的严重程度与施用的H1N1滴度相关：滴度越高，临床症状越严重。根据预先建立的人道终点，在第6天安乐死，施用400个PFU H1N1。
来自第7天的肺病理学图像如下图3所示，从已经用40pfu的H1N1施用的小鼠。这些图像显示出非常差的肺功能迹象，包括破坏肺泡，标记肺插形和肺泡的炎症，以及透明的膜形成。
请阅读这项研究的海报。
结论
通过使用病毒诱导的ARDS模型，无需使用BSL-3设施就可以评估呼吸道炎症的新治疗方法和仿制抗病毒药物的疗效。
H1N1病毒感染的模型是良好的，可用于评估炎症水平，包括但不限于炎症细胞，细胞因子，肺功能（侵袭性和非侵入性）和病理学。这些模型需要不到2周的时间来运行，具体取决于分析的端点类型，可以在这两个星期内产生数据。
针对呼吸道炎症是COVID-19一种可行的治疗选择。通过更好地预防、逆转或降低由COVID-19等呼吸道病毒引起的细胞因子风暴和过度炎症的严重程度，可大幅减少这类严重疾病造成的死亡人数。
如果您想了解更多关于急性呼吸窘迫综合征或将急性呼吸窘迫综合征作为冠状病毒临床前试验模型的信息，请与我们联系。yaboapp体育官网
注:动物的照料和使用是按照aaalac认证设施中的实验室动物照料和使用指南进行的。人道终点被观察和研究被动物福利伦理审查批准
