Viruses丨人鼻和肺類器官模型在呼吸道病毒研究中的應用進展

呼吸道病毒研究長期受傳統(tǒng)模型局限 —— 永生化細胞系缺乏關鍵呼吸道上皮類型、動物模型難復現(xiàn)人類病癥、原代組織來源稀缺，而人鼻和肺類器官因能復現(xiàn)呼吸道上皮結構與功能、被 WHO 納入流感大流行風險評估工具，成為研究新方向。來自瑞典林雪平大學、卡羅林斯卡學院、烏普薩拉大學的團隊在《Viruses》上發(fā)表題為“Recent Advances in Nose and Lung Organoid Models for Respiratory Viral Research”的綜述，梳理了該模型在主要呼吸道病毒研究中的進展，為機制探究與風險評估提供參考。

對人類呼吸道病毒感染及其發(fā)病機制的研究，傳統(tǒng)上多采用永生化細胞和動物模型。然而，這些模型在重建人類氣道的復雜結構或再現(xiàn)人類疾病的全部癥狀譜方面存在局限。近年來，鼻部和肺部類器官的發(fā)展極大地提升了感染生物學中的培養(yǎng)復雜性，并顯示出在人類呼吸道病毒感染研究中的潛力。

在本文中，研究人員總結了人類鼻部和肺部類器官模型的最新進展——這些模型能夠表達呼吸道上皮的所有細胞類型，如CluB細胞、基底細胞、杯狀細胞和纖毛細胞，為揭示發(fā)病機制、年齡依賴的易感性、病毒減毒特征及呼吸道病毒（如SARS-CoV-2、呼吸道合胞病毒和流感病毒）的免疫機制提供了新的見解。此外，這些模型還展現(xiàn)出用于研究此前無法培養(yǎng)的人類病毒及評估人畜共患病風險的潛力。

圖呼吸道類器官的細胞組成與 ALI 培養(yǎng)特征

鼻和肺類器官憑借生理相關性強、個體特異性高的優(yōu)勢，突破傳統(tǒng)模型局限，在闡明呼吸道病毒發(fā)病機制（如 SARS-CoV-2 的纖毛依賴入侵）、評估病毒變異株風險（如 Omicron 的上呼吸道適應性）、突破技術瓶頸（如 RV-C 的體外培養(yǎng)）、預測跨物種傳播潛力等方面具有重要科學與應用價值，還能推動疫苗藥物研發(fā)與個性化研究；但當前模型缺乏免疫與神經(jīng)細胞，且 Matrigel 批次差異影響標準化，未來需構建 “上皮 - 免疫 - 神經(jīng)” 共培養(yǎng)體系、開發(fā)合成細胞外基質(zhì)，進一步拓展至新發(fā)呼吸道病毒研究，助力公共衛(wèi)生應急工作。

原文鏈接：https://doi.org/10.3390/v17030349

本期編輯：可愛晨