近日發表於《Toxicological Sciences》的研究開發出一種「人類呼吸道晶片」(Human Airway-on-a-Chip)的微生理系統，精準模擬並解析急性氯氣(Chlorine Gas, Cl₂)吸入後所引發的人類肺部損傷機制。此創新平台有效填補了傳統動物實驗與人體生理反應之間的落差，也為未來醫療對策(Medical Countermeasures, MCMs) 的研發提供一個具高度人類相關性的研究工具。
在毒理學研究中，氯氣的暴露主要源於交通意外、工業洩漏或化學武器攻擊，可能導致嚴重的肺部損傷。過去由於缺乏人類臨床數據，且動物模型在生理真實度、成本與倫理上存在侷限，科學家難以精確掌握人類在氯氣暴露後的受損規律。為克服這些挑戰，研究團隊開發出一套整合微流體技術的三維人類呼吸道晶片系統。該系統並非傳統的平面細胞培養，而是高度仿生的微生理模型。晶片上層為人類原代呼吸道上皮細胞，在氣液界面培養條件下形成包含纖毛細胞(Ciliated cells)和分泌型杯狀細胞(Goblet cells)的假複層結構；下層則包含嵌入細胞外基質水凝膠中的間質細胞，以及模擬血管環境的人類肺微血管內皮細胞。透過微流控設計，系統可穩定維持培養基流動，並精準輸送氣體至上皮表面，重現人體呼吸道的關鍵生理特徵。隨著《FDA 現代化法案 2.0》鼓勵非動物方法的應用，這類微生理系統有望成為未來吸入毒性評估、化學災害應變與藥物篩選的重要核心平台，為毒理學研究帶來更具人類相關性與效率的新典範。
《資訊來源: Toxicological Sciences, 2025年12月發布》
編譯：何瑀琪 博士
校稿：林嬪嬪 研究員