综述:采用类器官技术研究共感染:传染病与癌症治疗的创新解决方案

【字体: 时间:2025年08月01日 来源:Microbial Pathogenesis 3.5

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  本综述系统探讨了类器官(organoid)技术在共感染(co-infections)研究中的突破性应用,聚焦多病原体(细菌/病毒/寄生虫)与宿主互作的动态模拟,为癌症患者等免疫缺陷群体的精准诊疗提供新范式。通过解析类器官的3D架构优势(如细胞异质性、微环境保真度),文章论证其相较于传统2D细胞模型和动物实验的生理相关性,并展望其在个性化疗法开发和宿主-病原体互作机制研究中的转化潜力。

  

共感染:机制与临床挑战
当多种病原体同时侵袭宿主时,其相互作用可导致疾病严重程度升级和治疗复杂性激增。传统细胞系模型难以模拟真实组织中空间异质性和细胞间通讯,而动物模型则存在种属差异限制。例如,HIV与结核分枝杆菌共感染患者死亡率显著升高,但现有模型无法精确解析二者如何通过免疫调节网络相互影响。

类器官技术:革命性研究平台
源于干细胞(stem cells)的类器官通过自组织形成具有原代组织特征的3D结构,保留上皮极性、隐窝-绒毛架构等关键特性。肠类器官可同时携带隐孢子虫(Cryptosporidium)和诺如病毒(Norovirus),实时观测到病毒通过破坏黏液层促进寄生虫定植的现象——这是二维模型无法捕捉的空间动态。

共感染研究应用实例
胃癌类器官模型揭示幽门螺杆菌(H. pylori)与EB病毒(EBV)的协同致癌机制:细菌产生的CagA蛋白激活NF-κB通路,促使潜伏期病毒再激活。在呼吸道类器官中,流感病毒(IAV)与金黄色葡萄球菌(S. aureus)共感染导致紧密连接蛋白ZO-1降解加速,这解释了临床常见的继发性细菌肺炎高发现象。

方法学创新与转化前景
微流控芯片耦合类器官实现多病原体时序感染模拟,荧光原位杂交(FISH)结合单细胞RNA测序(scRNA-seq)可绘制病原体在特定细胞亚群的分布图谱。个性化类器官药物敏感性测试已用于优化骨髓移植患者的抗真菌/抗病毒联合方案,将治疗失败率降低37%。

未来方向
构建免疫化类器官(如添加T细胞类器官)将更完整模拟感染微环境;人工智能辅助的高通量筛选有望从类器官数据中挖掘新的生物标志物。随着类器官生物库(Organoid Bank)的标准化建设,这项技术或将成为感染病学和肿瘤学交叉研究的核心工具。

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