Viruses丨人鼻和肺类器官模型在呼吸道病毒研究中的应用进展

呼吸道病毒研究长期受传统模型局限 —— 永生化细胞系缺乏关键呼吸道上皮类型、动物模型难复现人类病症、原代组织来源稀缺，而人鼻和肺类器官因能复现呼吸道上皮结构与功能、被 WHO 纳入流感大流行风险评估工具，成为研究新方向。来自瑞典林雪平大学、卡罗林斯卡学院、乌普萨拉大学的团队在《Viruses》上发表题为“Recent Advances in Nose and Lung Organoid Models for Respiratory Viral Research”的综述，梳理了该模型在主要呼吸道病毒研究中的进展，为机制探究与风险评估提供参考。

对人类呼吸道病毒感染及其发病机制的研究，传统上多采用永生化细胞和动物模型。然而，这些模型在重建人类气道的复杂结构或再现人类疾病的全部症状谱方面存在局限。近年来，鼻部和肺部类器官的发展极大地提升了感染生物学中的培养复杂性，并显示出在人类呼吸道病毒感染研究中的潜力。

在本文中，研究人员总结了人类鼻部和肺部类器官模型的最新进展——这些模型能够表达呼吸道上皮的所有细胞类型，如CluB细胞、基底细胞、杯状细胞和纤毛细胞，为揭示发病机制、年龄依赖的易感性、病毒减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）的免疫机制提供了新的见解。此外，这些模型还展现出用于研究此前无法培养的人类病毒及评估人畜共患病风险的潜力。

图呼吸道类器官的细胞组成与 ALI 培养特征

鼻和肺类器官凭借生理相关性强、个体特异性高的优势，突破传统模型局限，在阐明呼吸道病毒发病机制（如 SARS-CoV-2 的纤毛依赖入侵）、评估病毒变异株风险（如 Omicron 的上呼吸道适应性）、突破技术瓶颈（如 RV-C 的体外培养）、预测跨物种传播潜力等方面具有重要科学与应用价值，还能推动疫苗药物研发与个性化研究；但当前模型缺乏免疫与神经细胞，且 Matrigel 批次差异影响标准化，未来需构建 “上皮 - 免疫 - 神经” 共培养体系、开发合成细胞外基质，进一步拓展至新发呼吸道病毒研究，助力公共卫生应急工作。

原文链接：https://doi.org/10.3390/v17030349

本期编辑：可爱晨