用“蝙蝠类器官”构建未来阻止大流行的实验模型

by Kim Jonghwa

Published 16 May.2025 03:00(KST)

IBS 病毒基础研究所与基因组编辑研究团联合研究登上《Science》
有望用于病毒早期探测和治疗药物研发，研究者将发挥“生物银行 Biobank”作用

韩国国内研究团队成功从栖息于韩国的蝙蝠中构建来源于蝙蝠器官的长效类器官（类比真实器官），成功建立了全球规模最大的实验模型，可用于前瞻性应对新发和变异病毒以及未来的大流行。

科学技术信息通信部16日表示，基础科学研究院（IBS）韩国病毒基础研究所与基因组编辑研究团联合研究团队成功构建出三维类器官“类器官”，其在细胞组成和功能上仿真蝙蝠器官，可用于分析病毒感染特性和免疫反应，开发出一种新的研究平台。

利用蝙蝠类器官解析新冠病毒（SARS-Cov-2、MERS-CoV）等源自蝙蝠的人畜共患病毒的特异性感染模式和增殖特性的研究过程。研究团队提供

此次研究是由在传染病领域开展基础研究的韩国病毒基础研究所与以基因组编辑技术为基础、在类器官研究方面处于领先地位的基因组编辑研究团开展跨学科合作完成的。研究结果当日在全球顶级学术期刊《科学》（Science，影响因子44.7）上发表。

蝙蝠病毒具备引发大流行的潜在威胁但生物模型有限

约75%的传染病源自动物。尤其是蝙蝠，被认为是严重急性呼吸综合征冠状病毒2型（SARS-CoV-2）、中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）、埃博拉病毒、尼帕病毒等多种高危人畜共患病毒的天然宿主。这也是蝙蝠来源的新发和变异病毒被视为可能引发高危传染病或全球大流行的潜在威胁的原因。

因此，亟需开展相关研究，及早阐明蝙蝠来源病毒的增殖和传播特性，并进行前瞻性应对。然而，目前用于蝙蝠来源病毒研究的生物模型极为有限。实际上，既有的大多数生物模型仅限于普通细胞系，或从部分热带果蝠物种获取的单一器官组织类器官。

为此，IBS研究团队从广泛栖息于韩国以及东北亚、欧洲等地的食虫蝙蝠——伏翼科（Vespertilionidae）和菊头蝠科（Rhinolophidae）5个物种中，构建了气道、肺、肾、小肠等多组织类器官生物模型，为蝙蝠来源病毒研究奠定了新的基础。

研究团队首先利用蝙蝠类器官，阐明了冠状病毒、流感病毒、汉坦病毒等蝙蝠来源人畜共患病毒的特异性感染模式和增殖特性。研究人员还向蝙蝠类器官中感染多种人畜共患病毒，定量分析了根据蝙蝠物种、器官以及病毒种类不同而呈现的先天免疫反应，证明蝙蝠类器官可作为阐明病毒—免疫相互作用的重要研究平台。

“大幅提升传染病应对研究的精确性和实效性”

研究团队还在野生蝙蝠的粪便样本中发现了两种变异病毒，并成功进行培养和分离。这表明蝙蝠类器官高度模拟了真实蝙蝠器官环境，相比既有细胞模型，具备更高的生理再现性和敏感性。

基础科学研究院韩国病毒基础研究所高级研究员 Kim Hyunjun 正在讲解研究的意义等内容。IBS提供

研究团队还将现有三维蝙蝠类器官改良为二维培养方式，扩展为适用于高速抗病毒药物筛选的实验平台。与形态和大小不均一、难以实现实验自动化且分析评估耗时较长的三维类器官相比，研究团队开发的二维平台将类器官来源细胞铺展在平坦的培养板上，形成均一的细胞层，便于开展实验并加快分析进程。

主导本次研究的Kim Hyunjun IBS韩国病毒基础研究所高级研究员（第一作者）表示：“通过这一平台，可以一次性完成以往基于细胞系模型难以实现的病毒分离、感染分析和药物反应评估。”他还解释称：“在更接近真实天然宿主的环境中对病原体开展实验，将有望大幅提升传染病应对研究的精确性和实效性。”

IBS基因组编辑研究团团长Koo Bonkyoung（通讯作者）强调：“现在可以定量追踪蝙蝠组织对病毒的感染反应，这将成为人畜共患传染病病理机制研究的重要转折点。”韩国病毒基础研究所所长Choi Youngki（通讯作者）评价称：“本次构建的全球最大规模蝙蝠类器官，作为向全球传染病研究人员提供标准化蝙蝠模型的生物样本库（Biobank）资源，具有重要意义。”