本報記者 劉霞

　　病毒學(xué)家通常使用培養(yǎng)皿中的細胞株或動物細胞研究病毒，但這些細胞不能很好地模擬新冠病毒感染，因為它們不能模仿人體內(nèi)發(fā)生的事情。有鑒于此，研究人員在實驗室中培養(yǎng)出一種“迷你器官”(類器官)，以研究新冠病毒對人體的影響。

　　據(jù)英國《自然》網(wǎng)站近日報道，對這些類器官開展的研究表明，新冠病毒會攻擊人體多個器官，包括肺、肝臟、腎臟和腸等。此外，研究人員還利用這些類器官測試新冠肺炎的潛在療法。

　　類器官儼然已成為新冠病毒研究的有力工具，但也有科學(xué)家強調(diào)，針對其開展研究獲得的結(jié)論仍不成熟，需要進一步人體臨床試驗才能最終論定。

　　類器官與身體組織形態(tài)非常相似

　　醫(yī)生從住院患者和尸檢中知道，新冠病毒可能對人體器官產(chǎn)生破壞，但尚不清楚某些損害是病毒直接導(dǎo)致的，還是由感染之后產(chǎn)生的并發(fā)癥引起的。目前，全球多個研究小組正在借助類器官揭示病毒在體內(nèi)傳播的位置、感染的細胞以及造成的損害。

　　德國約翰內(nèi)斯·古騰堡大學(xué)的細胞生物學(xué)家托馬斯·埃弗斯說：“類器官的美在于它們與身體組織的真實形態(tài)非常相似�！�

　　西班牙加泰羅尼亞生物工程研究所的干細胞生物學(xué)家努里亞·蒙特塞拉特也指出，類器官可以更好地展示新冠病毒對人體組織的作用。首先，它們可以發(fā)育成多種細胞類型，并在數(shù)周內(nèi)呈現(xiàn)出原始器官的形狀。其次，它們比動物模型便宜。而且，它們還避免了動物模型可能會引發(fā)的道德倫理爭議。

　　不過，荷蘭鹿特丹伊拉斯姆斯大學(xué)病毒學(xué)家巴特·哈格曼強調(diào)，借助類器官研究新冠病毒也存在缺陷，因為它們不能反映人體內(nèi)發(fā)生的器官之間的相互干擾，這意味著研究結(jié)果仍需要在動物模型和臨床試驗中予以驗證。

　　研究新冠病毒對人體器官的傷害

　　《自然》雜志的報道指出，類器官能在新冠病毒研究中大顯身手，多個科研團隊借助類器官深入分析了新冠病毒對肺部、肝臟、腸道等人體器官造成的傷害。

　　類器官研究提供的關(guān)鍵見解之一是新冠病毒對呼吸系統(tǒng)(從上呼吸道到肺)細胞的作用。

　　日本京都大學(xué)干細胞生物學(xué)家高山和一及其同事開發(fā)出4種具有不同細胞類型的支氣管類器官，它們由支氣管外層(上皮)的冷凍細胞制成。當(dāng)團隊用新冠病毒感染類器官時，他們發(fā)現(xiàn)病毒主要靶向可補充上皮細胞(基底細胞)的干細胞，但不容易進入保護性分泌型支氣管上皮棒狀細胞。

　　此外，美國康奈爾大學(xué)醫(yī)學(xué)系干細胞生物學(xué)家陳水冰利用培養(yǎng)皿中的“迷你”肺開展研究，發(fā)現(xiàn)某些細胞在被感染后會死亡，而且，新冠病毒會誘導(dǎo)產(chǎn)生名為趨化因子和細胞因子的蛋白，這些蛋白會引發(fā)大量免疫反應(yīng)。陳水冰指出，為什么病人的肺細胞會慢慢凋亡？是由于病毒導(dǎo)致的損害造成，還是由于免疫細胞的吞噬？仍是未解之謎。

　　陳水冰創(chuàng)建類器官的方法與高山不同。她使用的不是成人細胞，而是可以發(fā)育為體內(nèi)任何細胞類型的多能干細胞。她說，以這種方式生長的類器官可以囊括更多細胞類型，但最終結(jié)果不那么成熟，因此可能不代表成年組織。她目前正用免疫細胞培養(yǎng)肺類器官。

　　新冠病毒可從肺部傳播到其他器官，但研究人員不確定病毒的傳播方式。

　　今年5月4日，蒙特塞拉特及其同事在《細胞》雜志上發(fā)表的研究給出了解釋。在同樣針對由多能干細胞制成的類器官的實驗中，他們發(fā)現(xiàn)，新冠病毒可以感染內(nèi)皮細胞(血管內(nèi)壁排列的細胞)，這些細胞會使病毒顆粒泄漏到血液中，并在人體內(nèi)循環(huán)。加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)的基因工程師約瑟夫·彭寧格說，新冠肺炎患者血管受損的病理報告也支持這一假說。彭寧格和蒙特塞拉特表示，針對類器官的研究表明，一旦進入血液，新冠病毒就可以直接感染包括腎臟在內(nèi)的多個器官。

　　不過，盡管新冠病毒感染了腎臟類器官，并使一些細胞死亡，但研究人員不確定這是否是導(dǎo)致某些新冠肺炎患者腎功能障礙的直接原因。

　　另一項針對肝臟類器官的研究發(fā)現(xiàn)，新冠病毒可以感染并殺死有助于膽汁產(chǎn)生的細胞——膽管細胞。此項研究負責(zé)人、中國復(fù)旦大學(xué)細胞生物學(xué)家趙冰表示，許多研究人員認為，在新冠肺炎患者身上看到的肝損傷是由過度活躍的免疫反應(yīng)或藥物副作用引起的，但他的研究表明，“新冠病毒可以直接攻擊肝組織，導(dǎo)致肝損傷”。

　　哈格曼等人借助腸道類器官開展的研究表明，新冠病毒還可以在小腸和大腸內(nèi)的腸細胞中復(fù)制。哈格曼說，盡管這樣的發(fā)現(xiàn)很有啟發(fā)性，但使用類器官研究病毒與宿主的相互作用還處于初期，需要更復(fù)雜的類器官系統(tǒng)才能更好地理解新冠病毒如何與人體免疫系統(tǒng)相互作用從而造成損害。

　　測試藥物對冠狀病毒的反應(yīng)

　　科學(xué)家還在研究是否可以將類器官用于模擬藥物在人體內(nèi)的反應(yīng)，他們希望能用類器官測試潛在的新冠肺炎療法。

　　陳水冰篩查了美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)的大約1200種藥物，發(fā)現(xiàn)抗癌藥物伊馬替尼可抑制肺類器官中的新冠病毒。目前，已有幾項人體臨床試驗在測試該藥物作為新冠肺炎療法的潛力。其他小組也在類器官中測試現(xiàn)有藥物對冠狀病毒的反應(yīng)，并取得了一些成功。