扁桃体来源免疫与基质细胞的灌流模型

2026 年 4 月 10 日,Advanced Science 发表人淋巴组织芯片研究。图宾根大学(University of Tübingen)等机构团队以扁桃体来源细胞形成高密度组织环境,考察能否在较长时间保持免疫组成及对疫苗抗原的响应。

模型由不同免疫和基质细胞共同构成,流体通过相邻培养通道交换。组织区与通道之间的膜减少流动对组织聚集的直接干扰,研究不依赖外加水凝胶来维持细胞间的高密度接触。

研究先观察未刺激组织的基础活化状态,再比较疫苗及抗原呈递细胞相关条件下的响应,并设置同供者的静态培养作为参照。

4 周培养中的存活、细胞组成与分泌变化

灌流淋巴组织持续观察 4 周。回收总细胞数较稳定,活细胞比例在前 3 周逐渐下降,此后约为起始水平的一半。模型保留了 B 细胞和 T 细胞,初始 B 细胞可维持较长时间,T 细胞占比则随培养时间下降。

部分内皮细胞比例逐渐减少,另一些网状及滤泡相关细胞群较稳定。研究因此分别记录整体活细胞数和各类细胞的比例。

团队检测 68 项组织及免疫相关分泌指标,其中 35 项高于培养液背景,包括 CXCL13、CCL19 和部分基质相关蛋白;29 项低于定量下限。部分炎症或应激信号仅在早期检出,其他因子则持续数周,显示基础分泌环境随时间变化。

与同供者静态培养及较低密度芯片比较,高密度芯片在第 3 周保留的初始 B 细胞比例约高 50%,未刺激条件下的浆母细胞增加较少。调整 B 细胞存活因子 BAFF 后,没有观察到 B 细胞亚群比例的明显差别,作者将较低基础活化主要与组织密度及持续交换联系起来。

滤泡辅助性 T 细胞约占辅助性 T 细胞的一半,这一比例在培养期间相对稳定。

人淋巴组织芯片在 4 周内的细胞活力、免疫细胞组成和分泌蛋白变化;图示未刺激条件。
人淋巴组织芯片在 4 周内的细胞活力、免疫细胞组成和分泌蛋白变化;图示未刺激条件。(Claudia Teufel et al. / Advanced Science, 2026, Figure 3;CC BY 4.0;NLM/PMC)窄屏可横向滑动查看完整图表。

流感疫苗刺激后的抗体产生与 B 细胞分化

流感疫苗测试采用灭活裂解疫苗,模型在随后数周中产生血凝素相关特异性抗体。初始 B 细胞比例下降,生发中心样 B 细胞及浆母细胞增加,细胞分化与实际抗体分泌得到并行观察。

3 名供者中,2 名的抗体反应短暂,1 名从第 1 至第 4 周维持较强反应。芯片的抗体产生速率较同供者静态培养最高增加约 90%,在调整起始细胞数量等条件后仍可观察到优势。

为检查较长培养后的功能,研究在模型建立早期及 3 周后分别引入疫苗相关刺激。3 周后仍可检出特异性抗体响应,但强度较早期低。

作者提出,较晚刺激时响应减弱,可能与抗原特异性 B、T 细胞减少及基础炎症环境改变有关。

直接抗原与呈递细胞刺激的抗体响应比较

研究让外周来源抗原呈递细胞进入组织,比较直接抗原、由呈递细胞携带的相关刺激,以及二者共同存在。芯片能够观察细胞募集进入组织,使免疫反应途径成为可比较的变量。

3 个供者中,2 个在直接刺激条件下获得最强抗体数量响应,间接条件仍能检出抗体,但总体较低。共同存在条件的结果也因供者及抗体检测对象而不同,显示不同刺激方式会影响抗体响应。

不同抗原靶向的抗体分布同样发生变化。研究进一步进行中和功能测量,共同存在条件下的功能高于仅直接刺激,即使血凝素相关抗体数量接近,提示数量与功能质量并不完全同步。

抗体数量、特异性与中和功能的多周观察

当前模型尚未确认 T、B 细胞是否形成正常淋巴组织中的空间分区,也未进一步确定各分泌因子的细胞来源。实验供者均为反复扁桃体炎的成年人,既往流感感染及接种史未知,残留炎症状态和起始细胞比例可能影响不同供者的响应。

研究使用单核细胞衍生的呈递细胞,未能获取足量的天然同源树突状细胞。通道也尚未加入完整的血液和淋巴内皮层,长期共培养需考虑异源内皮引发的免疫反应。

材料测试未发现所测蛋白信号和抗体被芯片明显吸附,但 PDMS 对部分疏水小分子的吸收仍可能影响药物研究。扩大通量和供者规模,是后续检验这些免疫反应差异的另一项需求。

来源与延伸阅读

  1. Teufel Claudia et al. Lymphoid‐Tissue‐on‐Chip Recapitulates Human Antibody Responses In Vitro. Advanced Science. 2026-04-10. doi:10.1002/advs.202521007. ↗