香港大學李嘉誠醫學院臨床醫學學院微生物學系的團隊成功建立全球首個基於鼻黏膜類器官的「新冠病毒中和抗體檢測平台」,能夠更真實地模擬病毒在呼吸道中的感染,準確評估抗新冠病毒抗體及疫苗的有效性。相關研究論文將於最新一期《美國國家科學院院刊》發表。
現行細胞系測試未能全面反映抗體在人體內的實際效果。團隊成員、傳染病學講座教授兼霍英東基金教授(傳染病學)袁國勇表示,這項研究革新了我們長期依賴基於細胞系抗體中和功效的評估方法。透過呼吸道類器官平台,能更準確評估中和抗體在人體內的實際療效,為臨床治療提供更可靠的科學依據。他希望研究成果能成為未來檢測呼吸道病毒中和抗體和疫苗功效的新一代金標準。
美國食品及藥物管理局(FDA)正在積極推動與類器官技術應用於藥物開發,利用類器官平台可快速、高效地進行臨床前安全性和有效性評估,加快抗體藥物的上市進程。
領導研究的助理教授周婕表示,越來越多證據顯示,使用細胞系進行實驗並不能真實反映抗體在人體內的實際效果,因此如何建立一個更貼近人體生理環境的評估平台,成為抗體藥物研發中的關鍵挑戰。
2020年初新冠病毒病爆發,全球科學家迅速研發專門針對新冠病毒的單克隆抗體藥物(monoclonal antibody drugs)。這類藥物通過阻斷病毒表面的刺突蛋白與人體細胞ACE2受體結合,降低感染風險,並獲緊急批准用於治療高風險人群。
周婕聯同系主任杜啟泓,以及袁國勇的團隊,與國際類器官先驅、荷蘭Hubrecht Institute的Hans Clevers教授於2017年開展國際合作,成功建立了源自肺幹細胞和鼻腔細胞的呼吸道類器官培養系統;通過不斷優化,團隊建立了標準化的鼻黏膜、氣道和肺泡類器官,實現完整呼吸道上皮細胞的體外重建和大規模擴增,現已成為呼吸道疾病研究和藥物開發不可或缺的重要工具,並先後於2023年和2025年榮獲日內瓦國際發明展金獎。
研究團隊將鼻黏膜類器官用於中和抗體活性評測,結果發現,這種新方法比傳統細胞實驗更準確。以VIR-7831抗體藥為例,其抗病毒效果於傳統細胞測試中並不顯著,FDA因而隨即撤銷了VIR-7831抗體藥的臨床使用。但其後多個臨床試驗數據表明,在Omicron變異株流行期間,VIR-7831仍能有效預防重症和死亡。在港大醫學院的類器官平台中, VIR-7831以及同類的許多抗體展現出高度抗病毒活性,與VIR-7831臨床有效性高度吻合。同樣地,另一類在動物實驗中有效的S2抗體也在類器官中表現出遠高於細胞系測試所顯示的抗病毒功效。

研究團隊介紹類器官抗體檢測平台。
FDA於今年4月宣布重大政策轉變,鼓勵採用類器官技術開發藥物,並計劃於未來三至五年內逐步取消對動物實驗的強制要求。周婕表示,作為呼吸道類器官技術的創始團隊,希望充分發揮這項技術的潛力,利用更貼近人體生理環境的模型,推動抗病毒藥物與疫苗開發新模式,提供更準確、更高效的評估工具,為全球藥物開發模式帶來重大變革。(港大醫學院圖片)
頂圖圖說:研究團隊介紹類器官抗體檢測平台。