乙肝病毒(HBV)威胁着全球超过2.4亿人的健康，若不及时进行规范化治疗，极有可能发展为肝硬化乃至肝癌。目前，尽管能够从肝切除物中分离到活的原代人肝细胞(PHH)，但体外培养仍然具有挑战性。而其他培养系统要么对患者来源的HBV分离株不敏感，要么不满足多路复用的要求，而且大多培养系统需要非常高的病毒滴度才能启动感染，或着需要使用二甲亚砜(DMSO)、聚乙二醇(PEG)或免疫调节剂以增强病毒结合。因此需要合适的体外培养系统来重现肝细胞中病毒生命周期的所有步骤，模拟生理上完整的宿主细胞进行HBV复制。

  2018年，英国伦敦帝国理工学院医学系病毒科M. Dorner团队在《Nature Communications》期刊发表题为“3D microfluidic liver cultures as a physiological preclinical tool for hepatitis B virus infection”的研究文章。该研究开发了一种新型允许HBV感染的3D微流控PHH 培养模型，再现了肝窦微结构、功能性胆小管和完整的细胞极化，揭示了HBV病毒逃避内在免疫反应的复杂手段，打开了生物标志物鉴定、宿主遗传学解剖及其HBV感染影响、药物治疗反应建模的大门。

  该研究使用微流体循环在覆盖胶原涂层的聚苯乙烯支架上接种PHH来模拟肝血窦上的PHH结构(3D PHH)，结果表明持续再循环的营养物和含氧培养基导致肝细胞形成微组织，在接种后至少40天内代谢和功能稳定，从而允许研究HBV对PHH的长期影响和分析HBV感染背景下的序贯药物治疗。与患者来源的HBV一起孵育，发现大多数3D PHH细胞能被低至MOI值为0.05GE/细胞的HBV感染，且不需要使用PEG、DMSO或免疫调节剂来启动和维持感染。紧接着，评估了3D PHH培养物信号传导介质的表达水平、HBV抗原对关键先天免疫途径的激活以及HBV感染对这些途径的抑制，结果显示HBV不仅直接影响信号转导，还在转录水平上损害先天免疫应答，但是不会干扰IFN信号转导，而HBV灭活后先天免疫逃避的丧失进一步支持HBV对先天免疫应答的主动抑制。HBV感染3D PHH从而导致该系统中细胞因子和趋化因子改变，这与在HBV感染患者中观察到的结果相关。该模型除了允许鉴定与PHH中HBV感染相关的生物标志物外，还适用于PHH与其他非实质细胞，特别是与人库否细胞(KC)的共培养。值得注意的是，KC自身不能应答HBV抗原，导致HBV不受控制的复制而引起有效的急性期应答。KC仅在应答LPS等继发刺激时分泌大量IL-6和TNF-α，从而反过来又主动抑制HBV复制。表明HBV不仅有效地沉默了肝细胞固有的天然免疫激活过程，而且有效地逃避了肝脏巨噬细胞的免疫监视功能，说明3D PHH/KC共培养系统可用于剖析个体肝脏驻留细胞类型对针对HBV的抗病毒应答的贡献。

  总之，该研究提供了一种新的HBV培养模型，允许用低滴度患者来源的HBV接种PHH。除了促进宿主和病毒遗传学的研究外，还能够使用PHH/KC共培养物解剖复杂的宿主/病原体相互作用，并验证HBV感染的生物标志物、治疗反应或潜在的治愈性治疗干预，这为进一步将该培养平台扩展到其它非实质细胞以形成“芯片上的肝脏”打开了大门，不仅适用于HBV的研究，而且适用于其它嗜肝病原体、肝脏生物学和药物开发。

  原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-018-02969-8