科学家们自显微镜发明以来一直在研究人类细胞。构建让细胞在不同条件下生长和研究的系统对于理解我们的身体和治疗疾病至关重要。传统的实验室方法，如培养皿中的细胞培养或动物模型，已经带来了卓越的医学突破。然而，在探索人体器官系统之间复杂的相互作用时，这些方法很快就会达到其局限性。
正是在这一背景下，快速发展的器官芯片模型应运而生，标志着医学科学的新前沿。脑芯片、肺芯片和肠芯片技术结合了多种细胞类型、模拟体液和机械力，以前所未有的方式模拟人体生理——加速对药物和疾病的关键研究。
根据发表在《科学进展》杂志上的一项研究，马里兰大学医学院(UMSOM)的研究人员现已创建了首个具备免疫功能的子宫颈芯片。他们的系统将子宫颈复杂的微生物环境、免疫细胞和组织细胞结合起来，以更好地理解性传播感染(STIs)的影响。
UMSOM微生物组研究与创新中心主任、该研究的合著者雅克·拉韦尔(Jacques Ravel)在一份新闻声明中表示："这种新模型将彻底改变科学家研究性传播感染的方式，增进对这些疾病的了解，并有望带来更好的治疗方法。"
子宫颈芯片
作为一种首创系统，这种器官芯片通过在膜的两侧结合子宫颈上皮细胞、其他组织细胞和免疫细胞来模拟人类子宫颈。通过添加子宫颈液体，它紧密地复制了子宫颈的自然环境。
由于子宫颈的微生物组在与病原体相互作用方面起着关键作用，研究人员还将典型的微生物引入了该系统。
特拉华大学生物医学工程副教授、该研究的合著者杰森·格莱戈恩(Jason Gleghorn)表示："一个关键目标是开发一个既实用又易于获取的复杂模型系统，使生物工程实验室以外的研究人员能够采用它并将其应用于回答重要的生物学问题。这种模型的需求在研究阴道微生物组方面尤为关键，我们知道它在对性传播感染的易感性中起着重要作用。"
微生物组证明是感染结果的关键
为了测试他们的模型，研究人员将模拟的子宫颈暴露于两种常见的性传播病原体：沙眼衣原体(引起衣原体感染)和淋病奈瑟菌(引起淋病)。结果突显了子宫颈微生物组的重要性。
拉韦尔表示："最令人兴奋的发现之一是，就像在女性体内一样，以卷曲乳杆菌(Lactobacillus crispatus)为主的保护性微生物组限制了模型中的感染，这进一步突显了阴道微生物组在性传播感染风险中的关键作用。相反，当我们引入'非最佳'微生物组时，感染会恶化。"
研究团队建议，他们的子宫颈芯片可能成为加速更个性化性传播感染治疗方法的有力工具，包括可能使用益生菌来帮助预防感染。
拉韦尔补充道："这是我们首次能够模拟人体内发生的情况，而不仅仅依赖于培养皿系统或不充分的动物模型。"
全球负担凸显对更好工具的需求
尽管衣原体和淋病都可以通过正确的抗生素治愈，但它们继续给患者和医疗保健系统带来重大负担。根据新闻稿，仅这两种感染每年就给美国带来约10亿美元的直接医疗费用。
全球范围内，世界卫生组织估计，15至49岁人群中每天有一百万例新的性传播感染，其中包括每年1.29亿例新的衣原体感染。
如果不加以治疗，性传播感染可能导致严重的并发症，包括盆腔炎、妊娠并发症和不孕症。
本文不提供医疗建议，仅用于信息目的。
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