类器官在传染病研究中的应用综述

来源于微信公众号：EngineeringForLife

不用做人体实验，也不用靠动物，能不能直接在体外模拟新冠、流感、肝炎这些传染病在人身上怎么发生、怎么发展？

最近，荷兰伊拉斯姆斯医学中心潘秋卫等人研究团队在Nature Reviews Bioengineering（IF37.6）发了一篇重磅综述，把类器官在传染病研究里的价值讲得特别透彻——它不是花里胡哨的概念，而是真正把“迷你人体”搬进实验室，正在改变整个领域的研究方式。

传统模型，早就不够用了
以前做感染研究，基本靠两种：二维细胞、动物模型。但问题一直很明显：
二维细胞：太简单，没组织结构、没免疫环境，很多病毒（比如人诺如病毒）根本养不活，结果常常跟真实人体差太远。
动物模型：物种差异大，很多人类专属感染（新冠、猴痘）在动物身上不典型，周期长、成本高，伦理压力也大。
动物身上有效，到人身上常翻车，转化一直很难。
类器官：把人的器官，“养”在盘子里
类器官，简单讲：用干细胞在体外自己长成的3D迷你器官，结构、细胞类型、生理功能都高度像真实人体组织。
肺、肝、脑、肠、皮肤……现在几乎所有主要器官都能做出对应的类器官。

图1 用类器官模拟病原体感染

一句话概括：类器官=体外迷你人体，直接用人的细胞、人的组织环境，模拟真实感染。

八大系统全覆盖，感染研究终于“对人”了

目前研究已经覆盖呼吸、消化、神经、心血管、皮肤、泌尿、生殖、淋巴八大系统，几乎所有重要传染病都能用类器官做：

呼吸道：新冠、流感、RSV，能看到纤毛破坏、肺泡损伤，甚至能对比婴儿vs成人对病毒的差异。

消化道：幽门螺杆菌、诺如、轮状病毒，肠道类器官直接模拟肠道感染、屏障破坏。

肝脏：乙肝、丙肝、登革热、疟原虫，完整重现病毒生命周期和肝损伤。

神经系统：寨卡、疱疹、新冠脑病，直接观察神经元损伤、小头畸形样变化。

皮肤：猴痘、金葡菌感染，做感染模型+药物测试都很方便。

以前动物做不到的人类特异性感染，类器官都能做到。

不止“长得像”，还能升级成“更真实”

图2 功能化类器官

普通类器官还不够，现在已经做到加免疫、加血管、上芯片，越来越接近真实人体：

免疫类器官：加入巨噬细胞等，直接看感染后的炎症反应、免疫逃逸。

血管化类器官：长出血管网络，模拟病毒随血液扩散、侵袭器官。

器官芯片：把不同类器官连起来，模拟肠道-肝脏、肺-心脏这样的器官间传播。

从基础研究，直接落地到疫苗、药物、疫情防控

图3 类器官助力疫苗与治疗研发

类器官不只是“好看的模型”，已经在药物筛选、疫苗评价、疫情预警里实实在在发挥作用：

药物研发：快速筛抗病毒、抗菌药，比如抗新冠、抗猴痘、抗诺如药物，效率高、成本低。

疫苗评价：用人淋巴类器官，直接看疫苗能不能诱导有效抗体和T细胞反应，不用等动物实验。

疫情预警：做蝙蝠、猪、禽类器官，提前评估病毒跨物种感染风险，为人畜共患病预警提供依据。

不是完美，但潜力巨大

目前也还有短板：

成熟度不够：很多类器官偏“胎儿样”，和成人组织有差距。

成本高、差异大：标准化难，批量做、大规模筛药还受限。

系统简单：多数还没有完整免疫、循环，全身感染模拟有限。

但这些都是技术问题，不是原理问题，解决只是时间问题。

未来重点：

做得更成熟、更复杂，接近真实人体组织。

标准化、降成本，让更多实验室用得起。

结合基因编辑、AI、单细胞技术，深挖感染机制。

参考资料：

https://doi.org/10.1038/s44222-026-00445-3

来源：EngineeringForLife

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