兔感染模型主要优点在于兔对 EHEC 感染和 Stx 毒素较为敏感,只需要较小剂量(每只 103CFU) 即可感染成功。此模型上观察到的临床症状与人类临床表现极为相似,如腹泻、出血性肠炎以及溶血尿毒综合征等。然而由于此模型涉及乳兔的养殖以及盲肠或小肠的接种,对实验人员的操作和实验条件要求较高。此外,在此模型中无法检测到细菌 LPS 相关的病理改变和 DIC 过程。
兔感染模型是 EHEC 通过肠道(盲肠或小肠)直接接种感染乳兔(出生后 3 天),然后在定植部位引起兔肠道上皮细胞 AIE 损伤典型病例改变、上皮细胞凋亡、中性粒细胞浸润等病理改变,临床上表现为腹泻或者死亡,是典型的出血性肠炎或溶血尿毒综合征模型。此外,可以通过静脉直接注射志贺毒素攻击成年兔,除可引起类似的肠道病理改变外,还可以观察到毒素介导的血脑屏障破坏以及中枢神经系统病变。
兔感染模型的基本过程可分为如下几步:
(一)流程一
A. 小兔预处理:新生新西兰大耳白兔在 SPF 条件下按常规方法饲养至 3-5 天,每 6-8 只子兔和母兔共同饲养于一个笼里。感染前注意观察兔粪便的黏稠度和形状,剔除排便异常子兔。
B. 细菌计数:将细菌接种到 LB 固体培养基上,37 ℃ 培养 18 小时。挑取单个菌落接种到 LB 液体培养基内, 37 ℃、150 r/min 摇床上培养过夜。取 100 μL 菌液接种千 10 ml LB 液体培养基内,37 ℃、150 r/min 摇床上培养,分别在 5 个不同的时间点取 1.5 ml 菌液,在入 = 600nm 处测定其吸光度值。取 100 μL 菌液加入到 900 μL 的无菌 PBS 中,充分混匀后,内取 100 μL 稀释后菌液加入到 900 μL 的无菌 PBS 中,混匀,如此反复、最后按照 10 倍梯度倍比稀释至 1:100。从每管中各取 100 μL 稀释后的菌液加入到 LB 平板上,用无菌 L 玻棒涂抹均匀,放入 37 ℃ 孵箱内培养 18 小时后进行平板计数。最后根据光密度值和细菌浓度对数值 ( Ig ) 之间的对应关系求得线性回归方程。
C. 盲肠接种:使用型号为 15 g 的尼龙管经门腔插入、导管末端经过胃、小肠后最后停留在盲肠部然后在盲肠处接种之前准备好的 EHEC 菌株 1X105 CFU。
D. 结果观察:可以直接观察兔的死亡及排便情况,此外可以根据需要,取肠道组织进行 HE 染色观察及电镜观察 A/E 损伤。
(二)流程二: 毒素静脉攻毒模型
A. 小兔预处理:新生新西兰大耳白兔在 SPF 条件下按常规方法饲养至 3-5 天,每 6-8 只子兔和母兔共同饲养于一个笼里。感染前注意观察兔粪便的黏稠度和形状,剔除排便异常子兔。
B. 毒素的纯化:
(1) 细菌上清液的准备:活化培养的 EHEC O157 EDL933 菌液,培养至 4 小时后加入终浓度为 0.4 mg/L 的丝裂霉素 C (mitomycin C), 然后继续培养 20 小时,250 r/min 离心收集上清液并用 0.45 μm 微孔滤膜过滤。
(2) 免疫亲和层析柱制备:将 lg 柱层析填料 CNB r-art ivaLPd Sppharosfe 4, 放入 1 mmol/L HCl 膨胀并充分洗涤. 把 Stx 特异性单克隆抗体与溶胀的柱埴料混合,用偶联缓冲液洗去多余的抗体分子,抗体-填料偶联物先后用两种缓冲液洗涤,分别为 0.1 mol/L 醋酸钠缓冲液(含 0.5 mol/L NaCl, pH4.0) 和 0.1 mol/L TrisHCI 缓冲液(含 0.5 mol/L NaCl, pH 8.0)。将准备好的填料装柱,用 Binding Buffer 4 °C 平衡过夜。
(3) Stx 的纯化: :免疫亲和层析柱用 Elulion Buffer(0.1 mol/L 甘氨酸-盐酸缓冲液 + 0.5 mol/L NaCl,pH 2.7) 洗 5 个柱体积,将备用的 Stx2 初提物上样,流速为 1 ml/min 用 Binding Buffer (50 mmol/L Tris-HCl, pH 7.5) 重新平衡,洗至基线。用 5 个柱床体积 Elution Buffer 洗脱,收集洗脱峰。用中和液 (1 mol/L Tris-HCl,pH 9.0) 调节 pH 至 7.0 。继续用 Elution Buffer 洗脱 5 个柱体积,用 Binding Buffer 平衡 5 个柱体积, 4 °C 保存免疫亲和层析柱。
(4) Lowry 法和 Western holtting 法测定 Stx 的浓度及免疫反应性。
C. 毒素攻毒:实验开始时小兔需禁食 24 小时,在次日恢复供水后肌内注射凯特明 [ (14 士 0.5) mg/kg]麻醉, 2.0 μg/kg( 高剂量)的纯化 Stx 毒素直接通过静脉注射。