研究人员在辛辛那提儿童医院医学中心与罗氏公司合作下，开发了一种下一代人类肝脏类器官微阵列平台，该平台可能有助于预测哪些药物可能在某些人中引起有害的免疫反应。
2025年9月26日在线发表在《先进科学》杂志上的这项研究，描述了一种由干细胞和患者自身免疫细胞构建的微型全人类肝脏系统——这是一个强大的新工具，可以揭示为什么有些人会对其他安全的药物产生严重的免疫相关肝脏损伤。该研究的共同第一作者Fadoua El Abdellaoui Soussi博士和通讯作者Magdalena Kasendra博士是辛辛那提儿童医院干细胞和类器官医学中心(CuSTOM)的成员。
"我们的目标是创建一个能够捕捉肝脏和免疫系统在患者体内相互作用的人类系统，"El Abdellaoui Soussi表示。"通过整合患者特定的遗传学和免疫反应，我们终于可以开始解释为什么某些药物仅在一小部分个体中引起肝脏损伤。"
一种免疫驱动肝损伤的人类模型
一些通过早期安全测试的药物仍可能导致特异质性药物性肝损伤(iDILI)——一种可能导致严重疾病甚至药物撤市的罕见免疫反应。标准实验室测试和动物模型无法重现这些复杂的患者特异性免疫机制。
新开发的平台通过将诱导多能干细胞(iPSC)衍生的肝脏类器官与每个供体的自体CD8⁺ T细胞结合来弥合这一差距——这些免疫细胞负责攻击感染或受损组织。它们共同形成了一个完全人类的、具有免疫能力的模型，反映了真实患者的遗传和免疫多样性。
作为概念验证，研究团队重现了抗生素氟氯西林触发的肝损伤，这种损伤仅发生在携带HLA-B*57:01风险基因的个体中。该模型复制了免疫介导肝毒性的标志性特征——包括T细胞激活、细胞因子分泌和肝细胞损伤——与易感患者中发生的情况非常相似。
"我们的目标一直是将人类生物学以可扩展、可重复且对患者有意义的方式带入实验室，"担任CuSTOM研究和开发总监的Kasendra表示。"通过将基础干细胞科学与应用毒理学相结合，该模型使类器官研究在改变药物开发和测试方式上又迈出了一步。"
扩大研究创新规模
该平台建立在研究合著者Takanori Takebe博士领导的基础工作之上，他的实验室开创了从iPSCs生成人类肝脏类器官的可靠方法。辛辛那提儿童医院的CuSTOM加速器团队通过将这些技术改编为无基质微阵列格式并整合患者匹配的免疫细胞，将一项研究创新转变为可扩展的精准毒理学系统。
该项目还展示了与罗氏公司的紧密合作，该公司在转化毒理学方面的专业知识对研究成功至关重要。
"这种伙伴关系展示了将学术创新与行业经验相结合的力量，"罗氏个性化医疗安全首席科学总监Adrian Roth博士表示。"我们一起正在构建预测性人类模型，可以提高患者安全并加速新药的开发。"
类器官医学不断发展的生态系统
自2010年其科学家创建第一个功能性人类肠道类器官以来，辛辛那提儿童医院一直是类器官医学的全球领导者。
在Kasendra的领导下，CuSTOM加速器与生物制药和技术公司合作，将这些科学进步转化为药物安全、精准医学和再生治疗的现实解决方案。
未来展望
CuSTOM加速器团队继续致力于自动化类器官检测，并能够在大规模、遗传多样性供体人群中进行高通量筛选。这一下一阶段将使研究人员能够捕捉人类变异性全谱——这是开发更有效、更具包容性和个性化治疗的关键一步。
"这项工作反映了CuSTOM的愿景——将人类类器官科学转化为改善健康的实用工具，"Kasendra表示，"这只是一个开始——通过连接生物学、工程学和临床洞察，我们越来越接近于预测真实患者对新治疗方法的反应，而无需他们实际进入临床。"
辛辛那提儿童医院和辛辛那提大学的合著者包括共同第一作者Michael Brusilovsky博士（现就职于赛诺菲）、Emma Buck硕士（现就职于Imanis Life Sciences）、W. Clark Bacon硕士、Sina Dadgar博士、Riccardo Barrile博士和Michael Helmrath医学博士。合作者还包括来自基因泰克公司和Molecular Devices LLC的专家。
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