第 616 期

研究發展
建立人類SCARB2基因轉殖鼠動物模式及其作為腸病毒感染之應用
NHRI researchers engineer hSCARB2 transgenic mouse model as an infectious animal model for enterovirus 71

1998年台灣發生首次腸病毒71型（Enterovirus 71, EV71）大流行後，陸續發生數波不同基因型的EV71疫情，引起社會極大關注。為保障國人健康，政府投入相關資源積極發展EV71疫苗。本院疫苗研發中心（現為感染症與疫苗研究所）因應政府及社會需求，自2007年承接衛生署疾病管制局（現為衛生福利部疾病管制署）EV71型疫苗的研發計畫，同時也針對疫苗發展相關的研究進行各項流病、病毒株基因演化、抗原分析及動物模式之建立等，其中發展合適及有效的動物模式驗證疫苗功效為近10年疫苗開發的重大進展。本院感染症與疫苗研究所周彥宏副研究員團隊建立人類SCARB2基因轉殖鼠作為EV71實驗動物感染模式，以模擬EV71感染途徑，研究手足口病和神經系統病變的治病機制，評估EV71疫苗在動物模式中的免疫保護效力。此技術發表於今年7月23日台灣生技月-生物科技大展系列活動本院之「創新生醫技術招商說明會」。

EV71型會引起手足口病、皰疹性咽峽炎和神經系統的病變，如無菌性腦膜炎、腦炎及類小兒麻痺症候群，甚至在嬰幼兒造成致死疾病。手足口病是由腸病毒屬病毒如克沙奇病毒A16型（Coxsackie virus A16,CV-A16）和腸病毒71型所感染引起。時至今日，透過公共衛生對EV71型疫情的控制與醫療照護仍顯不足。目前並沒有疫苗可供臨床適用，因此，瞭解EV71型感染的機制以供開發有效的治療藥物或預防性疫苗實屬重要。目前使用的腸病毒動物模式，是利用新生1天大之ICR小鼠，在感染EV71後會出現後肢麻痺，且在受感染2週內死亡。然而，該ICR小鼠僅適用於評估小鼠對於腸病毒感染或疫苗引起的免疫反應，無法真正模擬在人類受到感染後所引發的免疫反應。另，該小鼠模式並未呈現EV71感染後的手足口症狀，故利用其研究觀察只侷限於EV71感染後小鼠的存活率及神經性毒性，無法確實應用在評估藥物或疫苗的治療及/或預防功效。此外，目前使用的ICR小鼠因其免疫系統發育不全，無法充分反應EV71的毒性及瞭解其對於神經系統的影響。

近來研究發現，人類清道夫接受體B類膜蛋白質2型（human scavenger receptor class B member 2, hSCARB2）為腸病毒71型及克沙其病毒A16型進入細胞的接受器。周博士研究團隊將經由微注射入受elongation factor-1啟動子（EF-1α promoter）驅動之人類SCARB2蛋白基因的小鼠胚胎，轉殖到同品系母鼠中使其發育成鼠。研究團隊同時利用PCR分析篩檢出帶有SCARB2蛋白基因型之陽性小鼠與原生型同品系小鼠互相交配，生成F0小鼠後，再次以PCR分析篩選出其基因型為異核型（heterozygous）之陽性F0小鼠，並使呈陽性F0小鼠互相交配生成F1小鼠，利用PCR分析篩選得其基因型為同核型（homozygous）之陽性F1小鼠，而得SCARB2基因轉殖鼠，並利用RT-PCR分析確認F1基因轉殖鼠在主要器官表達SCARB2蛋白。

周博士研究團隊將1天或4天大的小鼠接種腸病毒EV71 E59或5746-tw98分離株，以模擬觀察新生小鼠受病毒感染後，腸病毒於小鼠主要器官中之分布情形及外在所發生的病症。在EV71感染後1至6天，研究團隊在SCARB2-Tg B6轉殖基因鼠之中樞神經（腦與脊髓）、肝臟、肺臟、小腸、腎臟、脾臟、皮膚等，偵測到病毒存在。此外，相對於SCARB2-轉殖基因鼠，於非轉殖基因鼠之神經器官（腦、脊髓）和主要器官（肝、肺、腎、皮膚等）皆偵測不到病毒量分布。觀察對照組和實驗組小鼠產生的手足口病及神經性毒性症狀的病理分析發現，以腸病毒71型E59B型病毒株感染1天大的SCARB2基因轉殖鼠，會使受感染小鼠產生類似出現在人類受腸病毒EV71感染幼兒之紅疹，且有嚴重毛髮掉落伴隨皮屑產生，該等症狀皆為典型的類手足口病症狀。此外，在施予感染之轉殖基因鼠亦出現包括前後足麻痺，而導致行走困難之神經系統病症。在感染後7天開始，轉殖基因鼠即出現後肢麻痺伴隨行動困難的現象，而非轉殖基因鼠在感染後並未呈現此類似病症。病毒分布偵測結果顯示，在施予病毒感染後第12天，於已發生後肢麻痺的小鼠之脊髓中可偵測到病毒，而無呈現任何行走困難之非轉殖基因鼠則未偵測到病毒，表示所觀察到的神經性毒性病症，係由於脊隨受到腸病毒感染所致。前述之觀察結果均顯示，以EV71 型感染新生SCARB2基因轉殖鼠，確實會產生類似於腸病毒感染在人類嬰兒所引起的症狀。

周博士研究團隊製得之SCARB2基因轉殖鼠於自然界流行的腸病毒株感染後，呈現手足口病之症狀和神經系統的病變，此發明所製得之SCARB2基因轉殖鼠可應用作為EV71型或克沙奇病毒16型感染之動物模式，以供評估抗腸病毒藥物篩選、腸病毒疫苗免疫保護功效及腸病毒感染之病理研究上的應用。
《文：編輯中心整理；圖/資料來源：感染症與疫苗研究所劉家齊助研究員、周彥宏副研究員》