哈嘍大家好，今天老張帶大家聊聊，一塊微型實驗芯片，居然藏着能模擬人體呼吸的“微型肺”，還把結核菌和免疫細胞的廝殺全程拍得明明白白！
這項由英國弗朗西斯·克里克研究所與瑞士生物技術公司AlveoliX聯合團隊研發、登上《科學進展》雜誌的黑科技，直接給結核病研究開了“上帝視角”，簡直顛覆想象。
困境催生創新
要知道，結核病可不是普通傳染病，每年能帶走超百萬人的生命，最讓人頭疼的就是它的“潛伏技能”——在人體內躲數月甚至數年，等免疫力下降就突然發難。
但之前研究這病簡直難如登天，用小鼠做實驗吧，鼠肺結構和人的差太遠，好多在老鼠身上管用的葯，一到臨床試驗就歇菜；早期器官芯片更不靠譜，多由患者來源細胞與商業化細胞混合構成，細胞來源雜亂，根本還原不了人體里細胞的真實協作模式。
這一研究瓶頸長期制約結核病治療進展，而上述聯合科研團隊直接放大招，用誘導多能幹細胞（iPSC）技術解決了核心問題。這技術能讓成熟細胞“返老還童”，再分化成各種需要的細胞。
研究人員從同一個供體身上提取幹細胞，培育出Ⅰ型、Ⅱ型肺泡上皮細胞、血管內皮細胞和免疫關鍵的巨噬細胞，在芯片上按人體肺泡真實結構排布，中間夾着AlveoliX製造的超薄膜，通過專用裝置施加節律性三維拉伸力，帶動薄膜拉伸回縮，完美復刻肺部呼吸運動，還能促進肺泡上皮細胞微絨毛形成，提升模型仿生度。
更絕的是，所有細胞基因背景完全一致，不存在“溝通障礙”，這不就是個縮小版的人體肺泡生態系統嘛！等結核分枝桿菌被放進這個“微型戰場”，精彩的攻防戰直接上演。
感染後芯片內形成大規模巨噬細胞簇，中心出現結核病特有的“壞死核心”，到第五天，上皮-內皮屏障徹底坍塌，肺泡功能受損，生動再現了感染早期的病理特徵。
目前暫無該肺芯片研究中敲除ATG14基因實驗的相關報道，而科學界已證實特定基因變異會增加結核病易感性。
例如美國洛克菲勒大學團隊研究發現，TNF（腫瘤壞死因子）功能喪失突變會導致巨噬細胞活性氧產生受損，削弱對結核分枝桿菌的防禦能力，使個體更易患肺結核；孟德爾易感性分枝桿菌病（MSMD）相關致病基因（如IFNG、IL12B、CYBB等）突變，也會干擾免疫應答，增加結核病感染風險。
技術破壁
說實話，這芯片的價值遠不止研究結核病。未來醫生有望從患者身上提取細胞，在芯片上培養出專屬“替身器官”，各種藥物直接在“替身”上測試，既能篩選出最有效的治療方案，又能避免患者試藥的風險，為個性化醫療提供核心支撐。
這類器官芯片已在臨床前研究中展現潛力，可替代部分細胞實驗和動物實驗，為精準治療提供直觀依據。
而且對新葯研發來說，這也是天大的好消息。以前研發一款新葯要花巨額資金和漫長時間，失敗率還極高，有了這個芯片，就能在微觀層面實時觀察藥物與病菌、細胞的互動，大幅降低研發周期、成本和風險，同時減少對動物模型的依賴，讓有效藥物更快惠及患者。
這一方向也契合美國FDA的政策導向，其已允許葯企提交基於類器官和器官芯片的非動物實驗數據作為部分藥物審批依據。
不止於研究
現在再看這枚小小的芯片，真有種“以小見大”的震撼。它不僅為觀察結核病感染初期反應、揭開潛伏期神秘面紗提供了完整圖景，更撬動了疾病建模與新葯研發領域的變革。
未來不管是肺癌、哮喘還是其他肺部疾病，或許都能在這類高度仿生的芯片模型上找到精準治療方案。不得不說，科技的力量太強大了，這波操作屬實給科研人員點贊！