國防醫學院張聰賢教授的團隊利用誘導性多功能幹細胞 （iPSC） 培養出人類3D大腦類器官，有望成為研發抗病毒性腦炎藥物的創新平台，加速藥物開發進程。

病毒性腦膜炎：致病機制不明、藥物研發受限

病毒性腦膜炎是一種嚴重影響中樞神經系統的疾病，可能導致腦功能障礙甚至死亡，但目前對其致病機制仍未完全明瞭，且缺乏有效治療藥物。現行藥物開發主要依賴於2D細胞培養和小鼠模型，然而這些模型與人體實際情況存在差異，導致藥物研發成功率低、成本高昂。此外，部分病毒（如Parechovirus, PeV-A3）對實驗動物感染力不佳，更凸顯開發貼近人體生理環境之藥物研發平台的迫切性。

3D類器官精準模擬大腦，加速藥物研發

為解決上述困境，團隊將iPSC培養成胚胎體，再誘導分化成神經細胞球體，最後在特製培養基中培養出具備大腦結構與功能的3D類器官。此類器官不僅包含神經元、神經前驅細胞等多種細胞類型，更呈現出類似人類大腦的組織結構，能更精準地模擬病毒感染的人體環境，為藥物開發提供更具預測性的平台。

透過此平台，不僅成功驗證PeV-A3能感染人類大腦類器官，觀察到類器官萎縮及神經細胞受損，更證實干擾素能有效抑制感染，顯示其作為抗病毒藥物篩選平台的可行性。此外，更利用單細胞轉錄定序技術，分析感染前後各細胞群的基因表現變化，發現特定細胞群對PeV-A3感受度較高，有助於剖析病毒感染的細胞及分子機制，為開發更精準的治療藥物提供明確方向。

超越動物實驗，類器官模型引領精準醫療

張聰賢教授表示，相較於傳統動物實驗，人類類器官模型不僅更貼近人體實際情況，更具備成本低、效率高、符合動物實驗3R原則等優勢。此外，此平台不僅適用於PeV-A3病毒，團隊更成功將其應用於Omicron BA.1變異株，發現其感染類器官後，與腦部疾病、神經退化及發炎相關基因出現顯著變化，進一步證實此平台應用於其他病毒性腦炎，甚至是新冠病毒等新興傳染病的莫大潛力。未來，此平台有望加速藥物開發進程，為病毒性腦炎及神經退化性疾病患者帶來更有效的治療方案。

詳細資訊→利用人類類器官作為抗病毒性腦炎藥物之研發平台|國防醫學院張聰賢教授|第20屆國家新創獎