【Advanced Science】中科院大连化物所秦建华团队发表类器官与器官芯片研究COVID-19进展综述

长期以来，传染病一直是全球医疗卫生行业面临的严峻挑战。目前，全球新冠肺炎确诊病例仍在持续增长，给人类生命健康和社会经济发展带来了严重影响。新冠肺炎临床表现轻重不一，重症患者可累及多个脏器，引发全身性免疫反应和多器官功能衰竭。随着SARS-CoV-2的快速进化，目前已有多种变异株出现。一些变异株呈现出更强的病毒传播和免疫逃逸能力，以及对新冠疫苗较低敏感性等特点，这对人类健康和安全带来了巨大的风险。建立更具近生理特点的器官模型系统，对于重大传染病致病机理研究、寻找有效诊疗手段等具有现实意义。中国科学院大连化学物理研究所秦建华研究员团队在Advanced Science期刊撰写题为“Human Organoids and Organs-on-Chips for Addressing COVID-19 Challenges” 的综述文章，系统介绍了前沿类器官和器官芯片技术在新冠肺炎研究中的最新进展，并对其未来发展趋势及面临的挑战和机遇进行了展望。

类器官（Organoids）和器官芯片（Organs-on-Chips）是近年发展起来的两种前沿生物技术，它们分别依据细胞自组织和工程学原理，可在体外仿生构建3D组织器官模型，模拟人体复杂组织器官的结构功能特点，在疾病研究、药物筛选和再生医学等方面显示出重要应用潜力，也为生命科学领域研究提供了新的实验模型和研究手段。

本综述中，作者首先概述了近年来利用类器官和器官芯片技术开展COVID-19研究的最新进展，并通过代表性实例介绍了不同模型体系开展新冠病毒相关研究的技术优势特点。研究证实，成体干细胞或多能干细胞来源的类器官可特色性用于研究新冠病毒的宿主细胞选择性。利用肺类器官发现新冠病毒易于在气道上皮和肺泡II型上皮细胞中感染和复制，并引发免疫反应等；此外，有研究发现肠类器官中肠上皮细胞是新冠病毒感染和复制的主要靶细胞。器官芯片技术则可通过模拟靶器官组织的关键病理生理特征，以独特的可视化方式来研究病毒感染组织细胞的动态过程和宿主防御系统作用机制等。新冠疫情早期，作者研究团队曾首次尝试利用器官芯片技术模拟新冠病毒感染导致的肺脏病理生理变化，并开展相关机理研究。此外，作者还综述了类器官和器官芯片不同模型体系在开展新冠肺炎候选药物筛选和评价中的应用案例，显示出这些新型实验模型在病毒感染机制研究和寻求治疗策略等方面的潜在价值。最后，作者总结展望了类器官与器官芯片在应对COVI-19及其它流行病中的应用潜力，包括用于病毒传播，治疗药物/疫苗开发和人体系统生理病理学研究等方面。面向未来，有望通过多学科交叉研究，研发新一代更近生理的人类器官病理生理模拟系统，以期更有效地应对重大传染病面临的巨大挑战。

秦建华团队长期从事器官芯片、干细胞、类器官及其与生物医学领域的前沿交叉研究，系统建立了一系列针对人体重要器官的生理、病理模拟系统，并用于组织器官发育、感染与代谢性疾病、药物评价等方面研究。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

Human organoids and organs-on-chips for addressing COVID-19 challenges

Yaqing Wang, Peng Wang, Jianhua Qin

Advanced Science

DOI: 10.1002/advs.202105187

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202105187

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。