人类鼻子类器官揭示了SARS-CoV-2和RSV感染的第一步

概括人类气道疾病各方面的临床前模型对于新疗法和疫苗的发展至关重要。在目前发表在杂志上的研究中mBIO美国贝勒医学院(Baylor College of Medicine)的研究人员报告了一种多功能人类鼻子类器官的开发——这是一种细胞在鼻子内部分层的实验室代表，自然病毒感染的第一个事件就发生在那里。

研究小组使用模拟人类细胞与病毒之间复杂相互作用的鼻子类器官，显示了导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒感染与主要儿科呼吸道病毒呼吸道合胞病毒(RSV)感染之间的关键区别，从而更好地了解疾病的第一步，并导致潜在的新疗法。

该模型也被证明是一种有用的工具，用于测试诸如palalivizumab(一种fda批准的单克隆抗体，用于预防高危婴儿严重RSV疾病)等治疗方法的疗效。人类鼻子类器官系统是治疗方法临床前评估的一部分，这将有助于加速实验室开发的治疗方法转移到床边。

通讯作者说:“就呼吸道病毒而言，如SARS-CoV-2和RSV，当人吸入病毒时，感染开始于鼻子。Pedro Piedra博士，教授分子病毒学和微生物学，儿科和药理学和化学生物学贝勒。他还是贝勒临床实验室改进修订(CLIA)认证的呼吸道病毒诊断实验室的主任。“我们开发的人类鼻子类器官提供了进入人类鼻子内部的途径，使我们能够在实验室中研究感染的早期事件，这是我们以前没有做过的。我们已经成功地从成人和婴儿身上开发出了人类鼻子的类器官。”

鼻子内部的细胞，即上皮细胞，一侧暴露在空气中，另一侧暴露在血液循环系统中。

第一作者解释说:“我们的三维类器官系统使用鼻拭子收集的鼻上皮细胞在实验室中复制了这种自然情况。Anubama Rajan博士，Piedra实验室的博士后。“我们在提供气液间期的组织培养板中培养收获的上皮细胞，其中上皮细胞的顶部暴露在空气中，底部沐浴在含有营养物质和其他因素的液体中。”

为了研究SARS-CoV-2或RSV与鼻子上皮细胞之间的相互作用，研究人员模拟了自然感染，将每种病毒分别放在培养板的空气侧，并研究鼻子类器官上发生的变化。

合著者说:“我们观察到对SARS-CoV-2和RSV感染的不同反应。Vasanthi Avadhanula博士他是贝勒大学分子病毒学和微生物学助理教授。“SARS-CoV-2对上皮细胞造成严重损伤，没有干扰素反应(抗病毒的第一防御反应)，粘液分泌极少。与此形成鲜明对比的是，RSV诱导大量粘液分泌和深刻的干扰素反应。”

该团队还使用了RSV感染的人鼻子类器官模型来测试帕利珠单抗的疗效。在这种情况下，他们将治疗性单克隆抗体放置在充满液体的腔室中，以更接近于人类的体验，治疗性抗体进入血液循环，并提供呼吸道免受RSV感染的保护。

“在我们的模型中，palivizumab以浓度依赖的方式有效地预防RSV感染，”(CLIA)认证的呼吸道病毒诊断实验室和实验室研究项目的联合主任Avadhanula说。

在这项研究中，研究小组首次描述了一种非侵入性、可重复和可靠的方法来建立人类鼻子类器官，以便进行长期研究。以前的模型是通过侵入性肺或鼻活检或支气管肺泡灌洗产生的。Piedra说:“容易获得鼻拭子样本有助于我们在一般成人人群和脆弱的儿科人群中采用无创方法。”

使用这种新型的人类鼻子类器官系统的另一个优点是，它可以揭示一个人对感染的最初控制是如何发生的，并提供洞察是什么使一个人比另一个人更容易受到病毒的影响。该系统也可用于研究其他呼吸道病毒和潜在的其他致病微生物。

参考:拉詹A，韦弗AM，阿洛伊西奥GM，等。人鼻类器官呼吸道病毒模型体外人类挑战模型研究呼吸道合胞病毒(RSV)和严重急性呼吸综合征冠状病毒2 (SARS-CoV-2)的发病机制和评估治疗方法。mBio。2022.doi:10.1128 / mbio.03511-21

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