「子宮頸晶片」模擬人體微環境 性病研究藥物開發現曙光

馬里蘭大學醫學院（University of Maryland School of Medicine）研究團隊與合作夥伴，近日成功開發出首個具備免疫功能的「子宮頸晶片」，這項微工程系統能高度模擬人體子宮頸的微環境，預計將大幅加速性傳染病（STI）治療與預防策略的發展。相關研究成果已於今日（4月7日）發布，並刊登於《科學進展》（Science Advances）期刊。

該研究團隊指出，這款「子宮頸晶片」是一種微生理系統，透過活體細胞和受控的物理環境，精確模仿人體組織的結構與功能。研究人員運用人類子宮頸上皮細胞，將其分層鋪設在多孔膜上，並在其下方培養支持性組織細胞。晶片兩側有液體流動，重現體內的動態生理條件，同時整合了免疫細胞和微生物群落，便於科學家深入探討感染過程中這些組件的交互作用。共同領導這項研究的雅克·拉維爾（Jacques Ravel）博士表示，此模型整合了工程學、微生物學、免疫學和微生物體科學，能更貼近地反映人體生物學和子宮頸微環境的複雜性。

團隊利用兩種常見的性傳染病——砂眼衣原體（Chlamydia trachomatis）和淋病奈瑟氏菌（Neisseria gonorrhoeae）——對「子宮頸晶片」進行測試。結果顯示，感染的嚴重程度與模型中存在的微生物體類型密切相關。特別是當模型中以捲曲乳桿菌（Lactobacillus crispatus）為主導的保護性微生物體存在時，感染能受到顯著限制；反之，若引入較不具保護性的微生物群，感染情況則會惡化。負責模型開發的傑森·格里霍恩（Jason Gleghorn）博士指出，開發一個實用且易於使用的複雜模型系統是主要目標，尤其對於探討陰道微生物體在性傳染病易感性中的重要作用，此模型至關重要。全球每天約新增近百萬性傳染病感染病例，僅砂眼衣原體每年就造成約1.29億例感染，美國每年因衣原體和淋病直接醫療費用估計達10億美元。

此子宮頸晶片模型提供了一個強大的新工具，可用於快速、有效且個人化的治療開發。拉維爾博士強調，這使得科學家首次能夠模擬人體內發生的情況，而無需僅依賴培養皿或不足的動物模型。未來，這項技術可望應用於測試抗菌藥物、益生菌和活體生物治療劑等潛在療法，並有望擴展至研究更廣泛的病原體，以及生殖健康、炎症和宿主—微生物交互作用等議題。這類具備免疫功能的「器官晶片」系統的發展，也預示著生物醫學研究正朝向更貼近人體生理的實驗模型邁進，透過整合細胞、組織、免疫反應和微生物體等多重生物學組件，提供更精確的疾病過程視角。