《COVID-19 治療》哈佛大學開發「腸道晶片」,可用以研究病毒對腸道的感染、促進藥物開發
COVID-19 最典型的症狀,是呼吸道症狀,但其實,有多達 60% 的患者同時也會出現胃腸道症狀,如腹瀉、噁心和胃腸道疼痛等,這是因為腸道其實也是 SARS-CoV-2 入侵人類細胞的理想場所 ─ 因為此處的細胞也會表現大量的 ACE2 受體蛋白質。
然而,研究腸道 SARS-CoV-2 感染卻是相當棘手的,因為動物模型複雜而昂貴、且無法準確地反映人類的情況,而培養皿中的細胞、組織,在模擬腸道方面的能力也很有限。為了解決腸道研究的相關困境,幾年前,哈佛大學懷斯研究所的研究人員開發了一種「腸道晶片」,該裝置僅有 USB 隨身碟一般大,其中含有兩個有內襯細胞的通道:一側的通道內有血管內皮細胞,另一側的通道內表面則有腸道細胞。此二通道以一層具有通透性的膜隔開,使物質可以在「血液」與「腸道」之間滲透;最重要的是,該設備還可以對細胞施加有節奏的拉伸力,以模仿腸道的蠕動。
研究團隊在該設備上,以一種會引起普通感冒的冠狀病毒「NL63」(同樣也以 ACE2 為受體) 感染腸晶片,接著探討各種藥物是否能減少感染,以及是否產生組織損傷。研究結果確認:感染後,腸道上皮細胞層變得有損壞、會滲漏;但令人驚訝的是,研究人員發現,瑞德西韋 (remdesivir,已獲得美國 FDA 緊急授權用於治療 COVID-19 的藥物),不但無法減少腸道細胞的感染,還會損害腸道組織!而另一種名為 Nafamostat 的藥物 (一種合成絲胺酸蛋白酶抑制劑,可做為抗凝血劑),反倒可以減少設備中的病毒水平。
研究人員認為,這樣的腸道晶片可以作為更適當的臨床前模型,以模擬細胞、病原體和藥物在人類腸道中的複雜相互作用,期望它在未來能為 COVID-19 的深入研究以及藥物開發方面,都能做出重要貢獻。
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資料來源:Medgadget、Harvard Wyss Institute
