科技日報訊 （記者劉霞）美國佐治亞理工學院與範德比爾特大學科學家合作，研發出全球首款內置免疫系統的微型“肺芯片”。該芯片能像真實器官一樣主動防禦病原體，有望革新疾病研究模式，替代動物實驗，併爲開發新療法提供平臺。相關成果發表於新一期《自然·生物醫學工程》雜誌。
傳統肺芯片僅有郵票大小，內部刻有微通道並覆有人類細胞，可模擬部分肺部功能。本次研究的突破在於，爲這些肺芯片添加了功能性免疫系統，使芯片能真實模擬肺部應對感染、炎症及自我修復的過程。
此前，爲器官芯片引入免疫系統面臨技術瓶頸：免疫細胞存活時間短，且難以模擬其在人體內的循環與組織互動。研究團隊通過技術優化，實現了免疫細胞在芯片內的長期存活及防禦功能。
在流感病毒攻擊實驗中，這款芯片展現出與人體高度相似的免疫反應：免疫細胞迅速聚集至感染部位，炎症擴散，防禦機制激活，精準再現了真實病理過程。
長期以來，科學家難以直接觀察肺內部的免疫反應。這款芯片爲臨牀前研究開闢了新途徑，有助於深入解析免疫反應與病毒感染的相互作用，並評估抗病毒藥物的療效。此外，動物模型在肺部研究中存在侷限，例如小鼠無法模擬人類哮喘或特定免疫反應。新型肺芯片不僅能更精準模擬人類疾病機制，還有望大幅減少對動物實驗的依賴。
研究團隊透露，新型肺芯片可用於研究哮喘、囊性纖維化、肺癌和結核病等疾病。未來他們還計劃整合免疫器官，模擬肺部與全身免疫系統的協同作用。長期目標是實現個性化醫療——利用患者自身細胞構建芯片，預測最佳治療方案。
