人類腸道病毒，包括腸道病毒 71 (EV71)，可引起手足口病 (HFMD)，并可能導(dǎo)致嬰兒嚴(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)疾病。有觀點(diǎn)稱人腸道類器官 (HIO) 可以作為腸道病毒感染的生理相關(guān)模型，提供對(duì)宿主細(xì)胞易感性和病毒復(fù)制動(dòng)力學(xué)的關(guān)鍵見解。因此，建立腸道病毒感染的人類宿主源感染類器官模型是研究腸道病毒感染、復(fù)制和致病性的迫切需要。

2025年07月28日，暨南大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院/病原微生物研究院、病毒致病及防控教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室羅震課題組在國(guó)際權(quán)威期刊Virulence（中科院一區(qū)Top，IF=5.4）在線發(fā)表了題為“A human intestinal organoid derived from fetal human colon cells model for studying enteroviral pathogenesis”的研究論文，該研究成功使用3D培養(yǎng)系統(tǒng)開發(fā)了基于人胎兒原代結(jié)腸細(xì)胞的高效穩(wěn)定的HIO，并發(fā)現(xiàn)杯狀細(xì)胞是腸道病毒復(fù)制的主要腸細(xì)胞類型，強(qiáng)調(diào)了細(xì)胞微環(huán)境在腸道病毒感染中的重要性，為評(píng)估腸道病毒相關(guān)抗病毒藥物和模擬腸道病毒相關(guān)疾病提供了新的機(jī)會(huì)。

圖1. 人腸道類器官的培養(yǎng)和生成

研究組通過使用人胎兒原代結(jié)腸細(xì)胞 (FHC) 開發(fā)人腸道類器官 (HIO)。光學(xué)顯微鏡和蘇木精-伊紅 (HE)染色觀察到3D培養(yǎng)的FHC細(xì)胞與在2D培養(yǎng)條件下生長(zhǎng)的細(xì)胞相比，細(xì)胞形態(tài)表現(xiàn)出顯著差異。通過qPCR法檢測(cè)表明在3D培養(yǎng)物中，F(xiàn)HC細(xì)胞的腸道轉(zhuǎn)化或分化可靠且穩(wěn)定。作者進(jìn)一步使用免疫熒光法檢測(cè)3D條件下培養(yǎng)7天和14天的FHC中人腸道標(biāo)志蛋白的表達(dá)，結(jié)果表明3D培養(yǎng)的FHC細(xì)胞具有多種細(xì)胞類型。綜上，作者在3D培養(yǎng)條件下使用FHC細(xì)胞建立了人腸道類器官 (HIO)（圖1）。

圖2. EV71感染和復(fù)制在培養(yǎng)21天的人腸道類器官中

研究發(fā)現(xiàn)HIOs培養(yǎng)7、14和21天，均表現(xiàn)出完整的形態(tài)、良好的細(xì)胞狀況和腸道標(biāo)記基因的典型表達(dá)。作者通過使用多色免疫熒光法測(cè)定EV71的細(xì)胞定位和復(fù)制水平（由dsRNA標(biāo)記），結(jié)果表明腸道病毒優(yōu)先在杯狀細(xì)胞中復(fù)制（圖2），這一結(jié)果強(qiáng)調(diào)了HIOs在腸道病毒靶向藥物評(píng)估中的效用，因?yàn)楸瓲罴?xì)胞在腸道免疫和感染動(dòng)力學(xué)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

為研究2D培養(yǎng)和3D培養(yǎng)的FHC細(xì)胞之間EV71動(dòng)態(tài)復(fù)制的差異，作者通過qPCR和TCID50檢測(cè)分別分析了EV71的RNA表達(dá)和子代病毒滴度，結(jié)果表明EV71在HIOs培養(yǎng)細(xì)胞中的相對(duì)病毒RNA水平和病毒滴度高于2D培養(yǎng)的FHC細(xì)胞，這表明EV71在HIOs培養(yǎng)中的動(dòng)態(tài)復(fù)制優(yōu)于2D培養(yǎng)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，21天培養(yǎng)的HIOs中的柯薩奇病毒B3 (CVB3)和?？刹《? (ECHO6)表現(xiàn)出比2D培養(yǎng)的FHC細(xì)胞中更高的復(fù)制效率和子代病毒產(chǎn)量?？傊瑏碜?D培養(yǎng)的HIOs可以高效支持多種腸道病毒的復(fù)制和釋放。

研究表明，人腸道類器官可以為腸道病毒感染提供相關(guān)的生理模型，支持有效的病毒復(fù)制和細(xì)胞趨向性。下一步應(yīng)探究腸道病毒在腸道類器官中的長(zhǎng)期持久性，并探索其作為治療開發(fā)平臺(tái)的潛力。此外，標(biāo)準(zhǔn)化的分化方案可以增強(qiáng)類器官培養(yǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化并提高成本效益，可以促進(jìn)從小規(guī)模研究到高通量藥物評(píng)估的過渡。

暨南大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院2021級(jí)碩士生李成成（現(xiàn)為中國(guó)藥科大學(xué)博士生）為論文的第一作者，暨南大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院/病原微生物研究院羅震教授為論文的唯一通訊作者，新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院（河南醫(yī)藥大學(xué)）青年教師蘇芮博士為該論文提供大量的支持。本研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助。