摘要目的 建立糖尿病(DM)合并新型冠状病毒(SARS-CoV-2)感染小鼠模型,研究DM合并SARS-CoV-2感染病程发展中的重要病理生理变化.方法 将野生型(WT)小鼠和由细胞角蛋白18基因启动子驱动的人血管紧张素转化酶2受体(K18-hACE2,简称hACE2)的转基因小鼠分别随机分为溶剂对照组、DM组、SARS-CoV-2病毒刺突蛋白感染(S)组以及DM合并S蛋白感染(DM+S)组,每组10～12只.除溶剂对照组及S组外,其余组通过10周高脂饮食后连续3dip给予链脲佐菌素(STZ)40 mg·kg-1诱导DM症状,溶剂对照组及S组给予等体积0.1 mol·L-1柠檬酸钠缓冲液.在此基础上,S组及DM+S组小鼠经鼻腔滴入15 μg SARS-CoV-2 S蛋白与1 g·L-1聚肌胞苷酸(Poly[I:C])的混合溶液50 μL,溶剂对照组滴鼻给予等体积无菌水.在高脂喂养第6周和ip给予STZ 1周后,以口服葡萄糖耐量实验评价小鼠糖耐量水平及胰岛β细胞功能.高脂喂养第6周至ip给予STZ 2周后,每周用血糖仪检测小鼠随机血糖及空腹血糖.DM小鼠S蛋白感染前及感染24,48和120 h后,每组取3只小鼠颌下静脉取血后处死并取肺组织,采用苏木精-伊红染色法观察合并S蛋白感染前后的肺组织病理改变.S组小鼠在感染S蛋白前及感染6,24,48,72和120 h后采血,Luminex液相芯片技术检测小鼠血浆细胞因子白细胞介素1β(IL-1β)、IL-2、IL-6、IL-10、IL-17、干扰素诱导蛋白10(IP-10)、干扰素γ(IFN-γ)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)和粒细胞集落刺激因子(G-CSF)水平,ELISA检测血浆硫酸乙酰肝素(HS)水平;将细胞因子水平、HS水平与小鼠感染S蛋白后的肺部病理损伤程度进行Spearman相关性分析.结果 STZ合并高脂饮食可诱导小鼠DM样表现,hACE2-DM组随机血糖(P<0.01)和1周后的空腹血糖(P<0.05)均显著高于WT-DM组,且hACE2-DM小鼠胰岛功能损伤程度显著高于WT-DM小鼠(P<0.05).与DM组相比,DM+S组小鼠均表现出更严重的肺部病理变化,并伴有大量炎症浸润和肺间质增厚.与溶剂对照组相比,S蛋白感染6 h,WT-S组小鼠血浆中促炎细胞因子G-CSF,IL-6和IP-10均显著升高(P<0.01),S蛋白感染24 h,促炎细胞因子IL-17和抗炎细胞因子IL-10均显著升高(P<0.05);S蛋白感染6 h,hACE2-S组血浆中促炎细胞因子IL-1β,IL-6,TNF-α,MCP-1,G-CSF和IP-10均显著升高(P<0.05,P<0.01);WT-DM+S组和hACE2-DM+S组IL-17分别在S蛋白感染24 和6h显著升高(P<0.01,P<0.05),hACE2-DM+S组IFN-γ和IL-1β延迟至48h显著升高(P<0.05,P<0.01),MCP-1延迟至72h显著升高(P<0.05).与溶剂对照组相比,S蛋白感染6和24h后,WT-S组血浆中HS水平显著升高(P<0.05,P<0.01),48 h开始降低;同时,与WT-S组相比,感染6h后,WT-DM+S组HS水平略升高,24 h出现降低;hACE2-S组HS水平于24h显著升高(P<0.01),且在S蛋白感染24,48和120 h后与WT-S组基本持平;S蛋白感染6,24 和48h后,hACE2-DM+S组血浆HS水平均显著升高(P<0.01,P<0.05),升高持续时间较其S组长.小鼠血浆中IL-1β,IL-10,MCP-1,IP-10,G-CSF以及HS水平与DM+S小鼠肺损伤程度呈正相关(P<0.05,P<0.01).结论 本研究建立的DM合并SARS-CoV-2 S蛋白感染小鼠模型能成功模拟临床患者的部分病理生理特征,主要表现为较单纯感染免疫反应钝化,HS水平升高且持续时间较长.IL-1β,IL-10,MCP-1,IP-10,G-CSF以及HS可能有助于及时了解DM合并SARS-CoV-2感染患者的病程.