知名女钢琴家离奇暴毙于家中，竟是感染了神秘病毒，类器官在其中发挥怎样的作用？

一、汉坦病毒的致命威胁

汉坦病毒主要由啮齿动物（如老鼠）携带，当人们吸入被鼠类排泄物（如粪便、尿液或唾液）污染的灰尘时，病毒就会传播给人类。一旦进入人体，它可能引发两种严重的疾病：汉坦病毒肺综合征（HPS）和肾综合征出血热（HFRS）。HPS会导致灾难性的肺部衰竭，而HFRS则会损害肾脏。在美国，属于汉坦病毒属的辛诺柏病毒（Sin Nombre virus，SNV）是导致HPS致命爆发的主要原因，特别是在西南部地区。而在亚洲，汉坦病毒（Hantaan virus，HTNV）则会导致严重的肾脏疾病。不过，目前最让科学家们担忧的是安第斯病毒（Andes virus，ANDV），这种病毒是唯一已知可以通过人与人传播的汉坦病毒，它在南美洲被发现，最近在美国加利福尼亚和新墨西哥州的死亡案例提醒我们，全球旅行和生态变化可能会使这种病毒的传播范围超出传统边界。

△ 汉坦病毒的电镜照片

二、类器官：破解病毒之谜的新钥匙

在实验室中研究汉坦病毒一直充满挑战。这种病毒需要四级生物安全级别的防护 这是为最危险的病原体保留的最高级别的生物防护。传统上，研究人员依赖仓鼠来模拟感染，但这种动物模型无法捕捉到人类组织的复杂性。现在，美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）的研究人员取得了一项开创性的进展，他们利用人类培育出微型器官类结构 类器官，这些 迷你器官 能够模拟真实人类器官的结构和功能。通过这种方式，科学家们可以在不危及人类患者的情况下，在肺、心脏和大脑组织中模拟感染。

△ 人类远端肺3D类器官的共聚焦显微镜图像描绘了肺标志物pro-SP-C（绿色）和汉坦病毒核衣壳（红色）

这是我们第一次能够直接观察汉坦病毒如何感染人类的器官， 该研究的作者Vaithi Arumugaswami博士说， 这为我们研究这些致命病原体开辟了一种全新的方式。

三、病毒入侵人体的路径

UCLA的研究团队将肺、心脏和大脑的细胞模型暴露于三种主要的汉坦病毒之下，结果令人震惊。安第斯病毒（ANDV）表现出惊人的适应性。它感染了所有测试的细胞类型：肺部的上皮细胞和内皮细胞、心脏的心肌细胞，甚至是大脑的星形胶质细胞。相比之下，汉坦病毒（HTNV）显示出更具选择性的模式，主要感染心脏和大脑细胞，而辛诺柏病毒（SNV）则主要局限于肺细胞。

△ 各种汉坦病毒的心脏和脑细胞趋向性。A）汉坦病毒基因组在人iPSC心肌细胞中复制的倍数变化。B）荧光分析在感染后48小时（48 hpi）检测汉坦病毒感染的iPSC心肌细胞中的病毒核衣壳（红色）和心肌肌钙蛋白（绿色）。C）人类iPSC星形胶质细胞在感染各种汉坦病毒后的基因组复制。D）免疫荧光分析在48 hpi时检测汉坦病毒感染的iPSC星形胶质细胞中的GFAP（绿色）和SOX9（红色）以及病毒核衣壳（红色）

这是我们第一次发现安第斯病毒可以在人肺类器官中高效复制的证据， 该研究的共同作者Arunachalam Ramaiah指出， 这表明这种病毒适应性多么强、以及多么危险。 更令人不安的是，安第斯病毒不仅仅入侵细胞，它还会重新编程细胞。在肺组织中，它引发炎症和损伤，同时关闭处理和脂肪的关键代谢途径。在心脏中，它严重破坏了细胞的结构，以至于微型心脏类器官无法正常跳动。 病毒重新编程细胞代谢以利于其自身的生存， Arumugaswami解释说， 这种破坏可能解释了我们在患者中看到的严重肺部和心脏损伤。

四、寻找治愈之道

目前，对于汉坦病毒感染，还没有经过批准的治疗方法或广泛可用的疫苗。支持性护理 比如为呼吸困难的患者提供氧气疗法 仍然是患者唯一的选择。然而，UCLA的研究团队发现了两种显示出显著潜力的化合物。第一种是尿石素B（urolithin B），这是一种在某些和坚果中发现的天然分子。它不仅在实验室中阻断了安第斯病毒的感染，还恢复了受感染细胞的正常代谢，同时没有影响健康细胞。第二种是法维拉韦（favipiravir），这是一种在日本已被批准用于治疗流感的抗病毒药物。它也在类器官模型中阻断了病毒的复制。 两种化合物，尿石素B和法维拉韦，都显示出真正的治疗潜力， 该研究的共同作者Nikhil Chakravarty说， 虽然这只是初步的研究，但它为我们指出了潜在疗法的方向，而目前这种疗法还不存在。 尽管在美国汉坦病毒感染仍然相对罕见，但暴露的风险正在增加。随着气候变化改变生态系统，啮齿动物的栖息地也在发生变化。气温升高加上城市扩张，可能会使啮齿动物更接近人类居住区，从而增加病毒传播的可能性。 气候变化可能会使人们更频繁地接触到汉坦病毒携带者， 该研究的第一作者Arjit Vijey Jeyachandran说， 这使得我们更有必要了解这些病毒是如何传播的 以及我们如何阻止它们。