在最高级别生物安全实验室中微流控肺器官芯片上模拟4类风险病毒感染及抗病毒治疗

针对人类病原体的候选防治措施开发，常常包括非人类动物实验。临床前动物病原体暴露研究旨在对疾病进行建模，并积累初步且理论上可转化的数据，以指导并论证用于评价防治措施安全性和有效性的临床试验设计。除频繁的伦理批评外，动物实验还面临诸多挑战，包括：为达到统计功效和稳健性所需的大量资源、可重复性与再现性方面的担忧、由于缺乏盲法而可能损害客观性、物种特异性的根本生物学差异，以及病原体对实验动物发生不可预测适应的风险。近期美国和英国政府发起的倡议旨在通过新方法学（NAMs）补充，或有可能替代动物实验，即日益复杂的计算机模拟（in silico）、化学体系（in chemico）和体外（in vitro）方法。我们在高挑战性的最高级别（生物安全四级）防护实验室环境中试点开发了一种NAM，即芯片上的器官（OOCs）。采用一种四级风险组病毒——尼帕病毒（NiV）——以及两种分别接种人源或猪源细胞的肺部OOC，我们证明了可重现NiV肺部感染的关键特征，包括病毒感染、复制和跨越转运，这些特征与促炎性细胞因子分泌、免疫细胞募集以及气液界面屏障破坏相关。我们复现了瑞德西韦已知的抗NiV活性，并评估了另一种潜在抗病毒药物zotatifin的作用。我们的结果为类似应用先进微生理系统来模拟高后果病毒所致感染铺平了道路。

针对人类病原体的候选防护措施开发，常常包括非人类动物实验。临床前动物病原体暴露研究旨在模拟疾病并积累初步且在假设上可转化的数据，以为防护措施安全性和有效性的临床试验设计提供信息并加以论证。除频繁遭受伦理批评外，动物实验还面临诸多挑战，包括获得统计效能和稳健性所需的大量资源、可重复性和可再现性方面的担忧、因缺乏盲法而可能削弱客观性、物种特异性的根本生物学差异，以及病原体对实验动物发生不可预测适应的风险。近期美国和英国政府的倡议旨在通过新方法学（NAMs）补充或潜在替代动物实验，即日益精密的计算机模拟（in silico）、化学方法（in chemico）和体外（in vitro）方法。我们在最高级别（生物安全四级）封闭实验室这一极具挑战性的环境中，试点开发了一种NAM，即器官芯片（OOCs）。利用一种四级风险病毒——尼帕病毒（NiV）——以及两种以人源或猪源细胞接种的肺器官芯片，我们证实了NiV肺部感染关键特征的重现，包括病毒感染、复制和跨越迁移；这些过程与促炎性细胞因子分泌、免疫细胞募集以及气-液界面屏障破坏相关。我们复现了瑞德西韦已知的抗NiV活性，并评估了另一种潜在抗病毒药物zotatifin的活性。我们的结果为类似地将先进微生理系统应用于高后果病毒感染建模铺平了道路。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.24.745299v1?rss=1

🏷️ 微流控肺器官芯片 尼帕病毒感染 生物安全四级 抗病毒治疗 新方法学（NAMs）