國際生醫新聞

流感病毒在 1918 年引發的全球大流行，導致 2000 多萬人死亡，至今，新出現的變種每年都會繼續造成流行，據美國疾病控制及預防中心 (CDC) 估計，自 2010 年以來，流感每年導致 900-4500 萬例感染、14-81 萬例住院，1.2-6.1 萬例死亡。慢性病、免疫系統受損患者、孕婦、65 歲以上、5歲以下等族群都是高危險群。

一個隸屬於哈佛大學 Wyss 生物啟發工程研究所的研究團隊，利用他們開發的微流控人類肺呼吸道晶片 (Lung Airway-on-a-Chip; Airway Chip，以下簡稱「晶片肺」) 培養裝置*來模擬人與人之間傳播過程中的病毒演化，並證明了流感病毒變種的出現，這些變種的演化甚至可以逃避抗病毒藥物。其中，一些變種曾經在患者身上發現，而其他的變種未曾被記錄。這些發現目前已發表於《Microbiology Spectrum》上。

為了研究病毒的演變，研究人員先將流感病毒引入「晶片肺」中的「呼吸道通道」，並在「血液通道」中加入已知的抗病毒藥物。經過培養後，他們將受感染的組織產生的粘液取出、加至另一個同樣用藥物處理過的人類呼吸道晶片，藉由重複多次此流程來模擬流感病毒在人與人之間的傳播。研究人員在每一輪的「感染」後分析病毒基因組，便可重建出病毒基因組中突變的演化過程，並發現，透過該系統發現的突變，也是那些常會導致病毒產生抗藥性的突變，甚至也可以在該系統中「再現」流感病毒變體產生抗藥性的趨勢；另外，他們也發現許多尚未被發現或研究的突變，這些也將有助於增進我們對病毒如何產生耐藥性的理解。

科學家表示，該研究證實了這個「晶片肺」可以用來重建流感病毒的演化過程，此系統將有助於研究人員快速而全面地預測/識別出可導致大流行的呼吸道病毒的各種變體，包括 SARS-CoV-2；除此之外，該系統也有助於抗病毒藥物使用方式的優化，或是新一代治療或預防藥物/疫苗的開發。

延伸閱讀：《COVID-19治療》可加速藥物研發！哈佛大學「晶片肺」：內含呼吸道細胞可生長並發展出與肺臟相似特徵 (閱讀) 

* 微流控人類肺呼吸道晶片 (Lung Airway-on-a-Chip; Airway Chip)：

這是一種光學透明的矽橡膠裝置，包含兩個平行的、筆鉛筆芯更細的微通道，兩者間以一個多孔膜隔開。膜的一側是「呼吸道通道」，在類似於呼吸道環境的氣液介面下，於膜上培養人類呼吸道上皮細胞；膜的另一側則是「血液通道」，由人類肺部微血管內皮細胞覆蓋，在有或沒有人類免疫細胞的連續流動的情況下，模擬肺部血管與循環血液的自然流動。

資料來源：Wyss Institute、Genet、CDC