微生物學專家周婕：建構類器官 助戰抗新冠

疫情下除了前线医护人员每天救急扶危外，背后亦有不少科研人员，不辞劳苦地努力，务求更透彻了解新冠病毒发病机制及对人体影响，为人类长远健康作出贡献。香港大学微生物学系助理教授周婕，致力从事类器官（Organoid）研究，透过在体外培养出完全模拟人类呼吸道上皮组织，且保留人体DNA、细胞特点和功能的类器官模型，既可用以探究新冠病毒如何感染呼吸道，亦可用作研究个别人士对病毒的易感性，以至了解喷鼻式疫苗对呼吸道的作用和影响。◆香港文汇报记者 姬文风 上皮细胞覆盖人体器官的内外表层，包括呼吸道和肠道，负责保护、分泌、过滤，以及感觉接收等各项人体功能。「如我们想要更好了解病毒是如何感染呼吸道的上皮细胞，就要有一个『体外研究模型』，以观察细胞感染病毒后会发生什么」，周婕近日接受香港文汇报视像专访时说，过往研究人员通常会以细胞系（cell line）模型做研究，然而经常会出现实验结果与实际人体感染有差距，「原因就出于细胞系模型不能真正代表呼吸道上皮。」 研究获食衞局研究基金资助 周婕所在的团队自2018年便已成功建立成熟的呼吸道类器官，其后疫情爆发，团队便运用类器官作新冠病毒的相关研究。去年她主理的「优化人气道类器官以模拟新型冠状病毒呼吸道感染及评价抗病毒功效」项目，便获得食衞局医疗衞生研究基金第三批抗疫拨款资助。 所谓类器官，就是类似于人体器官的模型，透过成体干细胞培养，「只需要大约0.5cm的肺组织，就可以建立起一个类器官，可以在体外不断增殖、放大、连续培养……再透过分化培养之后，就可以完全模拟人类的呼吸道上皮」，周婕举例，人体呼吸道的杯状细胞会分泌黏液，将病毒黏附，再透过纤毛细胞摆动，将分泌黏液往上排，直到咽喉部再变成痰，这是呼吸道的一个重要生理防御功能。 「我们的类器官就可完全模拟呼吸道的这种细胞组成、形态与功能……而且当我们为你建立一个类器官，它会保留你身体的DNA，你的一些细胞特点、功能，是个性化的」，周婕续解释，每个人受新冠病毒感染的风险都不同，其中一个决定因素，在于他们各自的呼吸道上皮细胞，对病毒的易感性，「若为人们各自建立起类器官，就可以代表他们各自的易感性。」 验证喷鼻疫苗对呼吸道影响 她又提到，如今已知Omicron变种病毒具高传播力，但日后如再有未知的新变种，科学验证就显得相当重要，「（社区感染）可以是病毒本身对上皮的感染力强，但亦不排除是源于防疫未到位，导致广泛传播」，透过类器官平台，则可更准确地了解病毒的感染效率，亦有助为公共衞生政策带来更多的科学依据。此外，因应港大另一团队正积极研发喷鼻式疫苗，周婕计划与其合作，以类器官模型了解使用疫苗后对呼吸道的影响。 虽然类器官模型用途广泛，但周婕坦言它亦非全无弱点。原来，现时由成体干细胞来源培养的类器官成分全都是上皮细胞，但人体呼吸道除了最外面一层的上皮，里面还有间质组织，「（类器官）劣势就在于没有间质成分……后面的一些复杂过程，我们现有的模型就很难模拟」，因此团队下一步的研究方向，正是要把免疫细胞、间质细胞等加入至类器官系统之中，以便日后更好地模拟人体呼吸道感染。