自19年年末至今，新冠肺炎给全球各国带来了深远影响。作为近年来破坏力最强的全球大流行，新冠肺炎已在全球范围造成近1亿人感染，两百余万人死亡。但迄今为止，科学家并没有完全解开新冠病毒所潜藏的“秘密”，有关研究工作仍在进行当中。

　　再生医学网获悉，近日，中科院大连化学物理研究所秦建华研究员团队与该所郑永唐研究员团队合作，利用器官芯片技术建立一种体外肺器官微生理系统，模拟新冠病毒感染人体导致的肺组织损伤和免疫反应等，为新冠病毒致病机制研究和快速药物评价等提供新策略和新技术。

　　在此项研究中，研究者首先利用器官芯片技术仿生构建人体肺泡功能单元，并进一步开展新冠病毒感染实验。研究者从人体肺组织复杂结构与功能特点出发，在具有多层分腔设计的可灌注微芯片中模拟人体肺泡组织微环境；实验中，在芯片多孔膜两侧(肺泡侧/血管侧)的微腔内，通过人肺泡上皮细胞、肺微血管内皮细胞和人外周血免疫细胞的动态共培养，建立包含多种人源细胞、机械流体和组织界面等复杂因素的功能性肺泡-毛细血管屏障，然后开展芯片上的新冠病毒感染实验。

　　结果显示，当芯片上肺泡侧上皮细胞暴露于新冠病毒后，上皮细胞内可见大量病毒复制，并出现肺组织屏障完整性破坏。转录组分析发现，SARS-CoV-2感染在两种细胞中触发不同的响应机制，分别激活了上皮细胞中I型干扰素通路和内皮细胞中JAK-STAT通路等。根据病毒载量计算，人肺泡上皮细胞呈现更强的病毒易感性，是病毒复制的主要场所，而人肺微血管内皮细胞中病毒载量较低，提示病毒可能通过感染肺上皮细胞间接影响内皮细胞。

　　此外，研究发现，病毒感染还可导致芯片血管侧人外周血免疫细胞在血管内皮细胞上的粘附增加，并释放大量炎症因子(如IL-1β，IL-6，IL-8，TNF-α)，提示新冠病毒感染肺组织可能通过激活人体免疫细胞释放大量炎症因子，诱发肺微血管内皮损伤。利用该模型，研究者还对抗病毒化合物的药效进行初步测试和评价。

　　该研究利用器官芯片技术，建立基于组织水平的人类新冠肺炎疾病模型，在体外模拟新冠病毒感染导致的肺屏障功能障碍、免疫细胞粘附、炎症因子释放和肺内皮细胞损伤等一系列关键病理生理过程，反映新冠病毒感染中多细胞复杂因素参与介导的病原—宿主相互作用。这种模型系统具有建模周期短、成本低、人源性和易于监测等特点，可以得到传统方法难以获取的动态生物学信息，并可延伸用于多器官累及的新冠肺炎机理研究。

　　想要彻底控制新冠疫情，特效药、疫苗和合理防控措施三者缺一不可。但由于受限于新冠病毒感染响应的研究模型数据和种类缺乏，所以目前对新冠肺炎特效药的研制工作一直未取得突破性进展。再生医学网认为，随着芯片器官在该项研究中的成功应用，相信在不久的将来，新冠肺炎特效药将会跟我们见面。