类器官全方位揭示SARS-CoV-2感染的真面目学术资讯

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研究人员正在实验室中培养类器官，用来研究SARS-CoV-2对人体器官的感染性和药物作用。此前从尸检中可知，SARS-CoV-2会对器官产生破坏性的影响。但目前还不清楚这种损害有哪些是由病毒直接造成的，也可能是由感染导致的继发性并发症造成的。从疫情爆发到现在，多个小组正在使用类器官来研究病毒可以感染哪些组织和细胞，以及造成了哪些损害。
使用细胞系或者动物细胞来研究病毒是比较常用的手段，但并不能很好地模拟SARS-CoV-2在体内的真实感染情况。美因茨大学的细胞生物学家Thomas Efferth和加泰罗尼亚生物工程研究所的干细胞生物学家Núria Montserrat都强调了类器官的优点，就是它们与组织的真实形态极其相似、成本低且无伦理问题。

感染SARS-CoV-2（白色）的人肠类器官。图片来源：Joep Beumer / Clevers group / Hubrecht Institute
早在3月份，复旦大学林鑫华教授团队赵冰等就公布了疫情爆发后的首个人源类器官的研究，发现SARS-CoV-2可以通过感染胆管上皮细胞、下调胆管组织中细胞紧密连接以及胆汁酸转运相关基因的表达，从而直接攻击肝脏，导致肝损伤，该研究随后发表至Protein & Cell 上【1】。（详情点击BioArt：Protein & Cell | 人源类器官证实SARS-CoV-2感染和损伤胆管组织）

新冠病毒感染的人源肝胆管类器官。照片来源：赵冰 SARS-CoV-2对呼吸系统中的细胞影响最大。日本京都大学干细胞生物学家Kazuo Takayama开发了支气管类器官，发现病毒主要感染的是基底细胞【2】；康奈尔医学中心的干细胞生物学家陈水冰利用类器官发现胰腺细胞、肝脏细胞、心肌细胞和多巴胺神经元细胞对SARS-CoV-2是易感的【3】。（详情点击BioArt： Cell Stem Cell | 陈水冰等首次证明人类胰腺α和β细胞可被SARS-CoV-2感染）此外，陈水冰还培养了类肺器官，发现细胞在被SARS-CoV-2感染后死亡，并且病毒会诱导细胞产生趋化因子和细胞因子，从而引发大规模的免疫反应，也叫炎症因子风暴。但陈水冰认为患者的肺细胞死亡机制仍然不清楚，虽然类器官可以生成很多细胞类型，但都不太成熟，因此不具有代表性，她现在正在研究免疫细胞类型的类肺器官【4】。 SARS-CoV-2可以从肺部传播到其他器官，Montserrat的研究表明，SARS-CoV-2可以感染血管内皮细胞，然后病毒颗粒渗出到血液中在体内循环【5】。COVID-19患者血管受损的病理报告也支持这一观点【6】。除此之外，病毒还可以感染肠细胞【7】。（详情点击BioArt：Nat Med | SARS-CoV-2能感染人和蝙蝠的肠类器官；Science | SARS-CoV-2有效感染人小肠上皮细胞）陈水冰也正用类器官筛选可能的药物，发现癌症药物伊马替尼可以抑制肺脏器官中的SARS-CoV-2【4】。（详情点击BioArtReports：利用肺类器官模型高通量筛选SARS-CoV-2候选药物）该药作为治疗COVID-19的几项临床试验已经启动。其他研究组也在测试现有的药物在机体中对抗冠状病毒的作用，并取得了一些成功【2， 8】，但未来仍有很长的路要走。

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