Nature大子刊：用于模拟人体重症流感感染应答的、具备免疫功能的肺芯片

每年，全球有300至500万人罹患重症流感，导致超过30万人死亡。然而，在这些患者中，标准的抗病毒疗法效果有限。目前的重症流感临床前模型未能精确重现人体对严重病毒感染的免疫应答。在本研究中，开发了一种具备免疫功能、微血管化的人肺芯片装置来模拟小气道，并成功展示了在严重H1N1感染下所引发的细胞因子风暴、免疫细胞激活、上皮细胞损伤以及其他细胞和组织水平的人体免疫应答。白细胞介素-1β (interleukin-1β) 和肿瘤坏死因子-α (tumour necrosis factor-α) 在重症流感相关的细胞因子风暴的启动和调控中发挥着相反的作用。此外，发现了关键的基质-免疫细胞间CXCL12–CXCR4相互作用及其在感染免疫应答中的作用。结果强调了在重症肺部疾病的微生理模型中，基质细胞和免疫细胞的重要性，并为重症流感研究提供了一种可扩展的模型。期望这种具备免疫功能的人肺芯片装置能够在呼吸道宿主-病原体相互作用、治疗副作用、疫苗效力评估以及人肺部系统性免疫与粘膜免疫之间的串扰等研究领域中，促成关键的科学发现。

图1 (Fig. 1): 96孔板格式的、具备免疫功能和微血管化的人体肺芯片(LOC)装置。

图2 (Fig. 2): 在芯片上建立重症流感模型。

图3 (Fig. 3): 在LOC、Mϕ-LOC和IC-LOC中病毒诱导的上皮和内皮损伤。

图4 (Fig. 4): 芯片上重症流感感染中免疫介导的病毒隔离和运输。

图5 (Fig. 5): IC-LOC重现了病毒诱导的细胞因子风暴。

图6 (Fig. 6): 重症流感感染诱导转录关停以及细胞外基质(ECM)重组和抗病毒免疫通路的激活。

图7 (Fig. 7): 重症H1N1感染在IC-LOC装置中激活T细胞。

图8 (Fig. 8): 调节对重症流感的免疫激活和细胞因子应答。

链接：https://doi.org/10.1038/s41551-025-01491-9

​