Gut丨王麟/黄维金/吴迪发表类器官模型最新研究进展

戊肝（HEV）是全球急性病毒性肝炎的主要病原之一，每年引发超2000万感染，致4.4万余人死亡，中国作为高发地区，面临严峻的公共卫生挑战。传统HEV研究多依赖于2D细胞培养模型，由于其生理相关性的局限，对野生型HEV毒株的感染能力差。HEV主要感染肝脏，但也表现出肝外趋向性（如肠道、中枢神经），因此迫切需要新的精准模型研究肝外感染机制与治疗策略。

近日，由中检院黄维金教授、北京大学基础医学院王麟教授、淇嘉科技团队合作的最新研究成果iPSC-induced multilineage liver organoids, small intestinal organoids and brain organoids sustainpangenotypehepatitis E virus propagation发表于胃肠肝病学国际期刊Gut。该研究以iPSC多谱系类器官为核心工具，建立了人多能干细胞（iPSC）诱导分化的多谱系肝脏、小肠和脑类器官平台，并在此基础上成功建立了实现了HEV野生型毒株的全生命周期感染体系体外感染体系的建立。该研究表明，证实了HEV具备的泛组织感染能力，并揭示了肝脏、肠道、和中枢神经系统中的潜在致病机制。该平台为HEV研究和抗病毒药物开发提供了宝贵的工具，凸显了iPSC多谱系类器官技术在传染病研究中的独特价值，为替代动物模型进行抗病毒药物评价提供了关键解决方案。

基于谱系共分化技术，以iPSC为起点细胞构建多谱系肝类器官（hLOs），包含肝实质细胞（肝细胞和胆管细胞）和非实质细胞（Kupffer细胞和肝星状细胞）。hLOs可支持临床粪便样本HEV1、HEV3a、HEV4三种亚型病毒完成其全生命周期感染（病毒感染、传染性后代病毒颗粒的复制和释放），同时，细胞适应的P6毒株在hLOs中也表现出高感染性。

由于HEV3a表现出最高的传染性，作者使用该亚型进行后续分析。通过免疫荧光分析HEV感染除肝胆上皮细胞以外的细胞趋向性，结果发现除肝细胞和胆管细胞外，HEV可感染Kupffer样巨噬细胞和肝星状细胞。使用ELISA对其感染上清进行肝功能检测，发现与对照组相比，原发性和继发性HEV3a感染的hLOs白蛋白（ALB）、凝血因子（FIX）分泌减少，炎症因子IL-6水平升高，ALT和AST水平升高，再现了戊肝感染的关键临床特征。

为了进一步评估这种感染模型的临床相关性，作者用利巴韦林治疗hLOs感染。值得注意的是，利巴韦林逆转了HEV感染引起的IL-6分泌增加，其水平恢复到接近未感染对照组的水平。此外，因HEV感染而受损的ALB和FIX的分泌也轻度恢复，证明了其减轻肝脏炎症的能力。这些结果强调了hLＯs作为研究HEV感染和治疗干预平台的效用。

先前研究报道HEV可在人原代肠细胞和猪肠道组织中复制。为了进一步表征HEV在人肠道中的易感性，作者建立了iPSC诱导的多谱系肠道类器官（hIOs），包括上皮谱系和间质细胞。为了模拟生理宿主-病原体相互作用，使用悬浮培养方法反转hIOs极性后进行感染。结果表明，HEV可感染hIOs中不同的上皮细胞类型（潘氏细胞、杯状细胞）和间质细胞，同时，利巴韦林可降低HEV的感染。

接下来，作者通过用来自HEV3a感染的肠道类器官的上清液接种hLOs（肠道到肝脏的传播），以及相反，用来自受感染的肝脏类器官的上清液接种hIOs（肝脏到肠道的传播）来检查HEV的跨器官感染潜力。交叉感染实验表明，来自HEV3a感染的肠道类器官的上清液可有效感染肝脏类器官，相反，来自受感染肝脏类器官的上清液也可在肠道类器官中建立感染。为了进一步确认感染性，将肝脏到肠道传播的上清液重新接种到肠道类器官中，依旧成功建立感染。

戊型肝炎的肝外表现，如神经系统并发症也越来越受到关注。因此作者建立了iPSC诱导的多谱系3D脑类器官（hBO），包括3种神经元亚型（TH+多巴胺能、GABA+GABA能和vGLUT+谷氨酸能神经元）和2种神经胶质细胞亚型（GFAP+星形胶质细胞和Olig2+少突胶质细胞），其中一些表达成熟神经元标记SYN。使用该模型来评估HEV趋神经性和功能影响。结果证实，脑类器官可支持完整的HEV复制周期，并且HEV可感染泛神经元MAP2以及上述3种特异性神经元亚型。利巴韦林治疗后可减少病毒的复制。这些发现为HEV趋神经性提供了重要的实验证据，并为治疗开发提供了平台。

FDA已宣布逐步取消抗病毒药物评估的动物试验要求，本研究使用的iPSC多谱系类器官平台可作为病毒性肝炎研究的动物试验替代模型。

该iPSC多谱系类器官平台支持研究生理系统中的泛基因型HEV感染、适用于宿主-病毒互作机制研究及抗病毒药物评估和宿主-病原体相互作用。

全文链接：https://gut.bmj.com/content/early/2025/10/21/gutjnl-2025-336105

制版人：十一

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