解決疫苗和藥物試驗動物不足問題! 哈佛 Wyss 研究所「淋巴濾泡晶片」,可重現人體免疫反應
因為 COVID-19 的大流行,人類有快速開發疫苗的急迫性,這也使得實驗動物 ─ 由其是非人靈長類動物的供不應求,且說實在的,就算是非人靈長類動物,也不一定能預測「人類」的反應,因此,哈佛大學 Wyss 生物啟發工程研究所的醫學博士 Don Ingber 的團隊以及 Girija Goyal 博士的團隊,努力開發人類器官晶片免疫反應模型、期望未來能取代動物模型,用於疫苗和藥物的臨床前試驗評估。目前其開發重點在於人類淋巴濾泡晶片 (lymphoid follicle chip, LF Chip) 微流體裝置,除了可在晶片上「重現」人體接種疫苗後的免疫反應,還要設計能夠持續監測組織反應的培養系統。
淋巴濾泡是淋巴結中最小的功能單位,包含 B 細胞、T 細胞與樹突狀細胞等,淋巴濾泡可協調身體對病原體的免疫反應,是疫苗起作用的關鍵之一;在疫苗作用的過程中,針對特定病原體抗原的「記憶」被建立起來,當再次遇到相同病原體時,便能夠迅速做出有效的免疫反應。而透過連續採樣、以微流控偵測儀監測多種生物標誌物,便可以即時了解免疫細胞與物質的變動。
這項研究獲得了美國生物醫學高級研究與發展局 (BARDA) 和國家轉化科學促進中心 (NCATS) 共同發起的 ImmuneChip+ 計畫資助。同樣受該計畫資助的另外兩個團隊,也將各自開發系統儀器,目的是共同創建一套成熟的免疫晶片,以便探討人體在面對免疫威脅時,各器官是如何反應。Wyss 研究所的專家們,過去就曾透過一個血管網路,將八種不同類型的器官晶片整合在一起,成功地在晶片上創建了一個「人體系統」!
由於同一藥物在人類、在各種實驗動物身上的反應都可能不同,因此在藥物開發過程中時常發生的現象是,該藥物在臨床前的動物模型中展現出絕佳的潛力、卻無法在人類身上再現;相反地,一種藥也有可能因為在動物模型中無效而提早被判出局,無論是何者,都令人相當遺憾。因此,若「人體系統晶片」若可普及,或許可少走許多冤枉路,同時,也能夠減少實驗動物的使用、促進動物福祉。
總之,ImmuneChip+ 計畫的目標是支持人類微生理系統/器官晶片平台的開發,並期望能提高此類晶片在個人化醫療和藥物開發方面的可用性,這將有助於學術、政府、製藥和醫學研究的發展。
延伸閱讀:哈佛大學 Wyss 研究所研發「結腸晶片」,模擬人類腸道功能,讓研究不繞遠路
資料來源:Wyss Institute、HHS
