军团菌病常用动物模型的制作
军团菌能感染多种动物,其中豚鼠对军团菌极敏感。通过肺内感染的方式,豚鼠能感染军团菌并发展成致死性的军团菌肺炎,其症状与人感染后极其相似。尽管豚鼠模型在评价军团菌毒力以及抗生素效果方面极为有价值,但由于商业化的豚鼠试剂的缺乏,限制了豚鼠模型的应用。取而代之的是常见的小鼠模型,最常见的是A/J小鼠。
一、动物的选择和细菌的培养
选择SPF级雌性6~8周龄的A/J小鼠,于23℃恒温、12h明暗交替照明的独立鼠笼中饲养。
军团菌在BCYE(木炭-酵母提取物的混合缓冲液)培养基上生长,并连续传3代,取BCYE培养平板上的菌落,溶于PBS中测定OD600值,为动物感染接种作准备。
二、感染途径
小鼠通过腹腔注射氯胺酮(每只小鼠2.5mg)麻醉后,固定。在小鼠颈部的腹侧切口,分离出气管,用无菌注射器注入100~10的8次方个军团菌,然后用无菌创口夹固定关闭创口,对照组注入PBS。
三、样品的采集
小鼠安乐死后,采血并收集尿样,然后无菌打开胸腔和腹腔取出肺和肝等脏器。一部分用于病理检测,放10%福尔马林中固定。一部分加入3ml无菌PBS研磨脏器组织,取10ul组织匀浆液经过1:10的连续稀释后,接种于BCYE琼脂平板。样品保存于-80℃。
四、感染军团菌小鼠模型的特点
小鼠感染军团菌后,于感染24小时后肺内菌落达到最高。小鼠气管内接种100 000cfu的血清1型L.longbeachae菌D4968后2h,最早发生病变的是细支气管柱状上皮,顶侧的上皮细胞变圆变小,部分上皮失去假横纹的形态。细支气管基底膜的肌层变薄变长。细支气管肌层、细支气管周围和管腔内无炎性渗出物。72h后,柱状上皮细胞减少,转化为柱状基底上皮细胞。黏膜肌层的平滑肌增厚,有多形核细胞和单核细胞浸润,并出现坏死变性。细支气管周和邻近的肺泡间质区有大量的中性粒细胞浸润,但肺泡囊内和细支气管远端的肺间质无炎性细胞浸润。炎性细胞只局限于细支气管周围,形成局灶性浸润。细支气管腔内有中性粒细胞浸润,血管壁和内膜增厚,并有炎性细胞浸润(图23-2)。
由于小鼠接受致死剂量100 000cfu的活菌攻毒,所以肺脏的晚期病变不易观察到。因此肺感染晚期病变须在感染1000cfu的活菌的小鼠中观察。1000cfu攻毒的小鼠与100 000cfu攻毒的小鼠相比,其病变进程虽然延迟,但是两者病变类似,例如,上皮细胞最早出现形态改变在感染后24~48h之间,而感染后3~7d,细支气管周围有局灶性炎性细胞浸润,伴有基底膜受损(图23-3和图23-4)。肺实质病变的恢复一般不早于感染后14~21d,这与小鼠体内抑制肺内L.longbeachae生长的能力有关。