蝙蝠上皮类器官揭示抗病毒免疫新机制：I型/III型干扰素协同作用塑造病毒耐受性

本研究通过建立埃及果蝠(Rousettus aegyptiacus)呼吸道和肠道类器官模型，首次系统揭示了蝙蝠上皮细胞抗病毒免疫的独特机制。研究人员发现蝙蝠类器官组成性高表达IFNε和干扰素刺激基因(ISGs)，在感染马尔堡病毒(MARV)等病原体时能强烈诱导I型和III型干扰素反应，其中IFNλ3具有自我放大特性。该研究为理解蝙蝠作为病毒天然宿主的免疫耐受机制提供了重要模型，也为开发抗病毒治疗策略提供了新思路。研究成果发表于《Nature Immunology》。

　　

在病毒与宿主的进化博弈中，蝙蝠展现出令人惊异的生物学特性——它们能携带埃博拉、马尔堡等致命病毒而不发病。这种独特的病毒耐受性长期困扰着科学界，传统观点认为蝙蝠拥有特殊的免疫系统，但具体机制特别是上皮屏障这一病毒入侵"第一道防线"的作用仍不清楚。由于蝙蝠保护地位和研究工具限制，功能基因组学研究严重滞后，亟需建立生理相关且遗传可操作的研究模型。

来自奥地利科学院、瑞典公共卫生局等机构的研究团队在Max J. Kellner和Josef M. Penninger带领下，突破技术瓶颈建立了埃及果蝠(Rousettus aegyptiacus)呼吸道和肠道类器官平台。通过单细胞转录组测序(scRNA-seq)、病毒感染和基因编辑实验，揭示了蝙蝠上皮细胞抗病毒免疫的独特机制。这项开创性研究发表在《Nature Immunology》上，为理解蝙蝠作为病毒天然宿主的免疫特性提供了全新视角。

研究团队采用多项关键技术：建立了可长期培养的蝙蝠呼吸道(鼻、气管、支气管)和肺泡类器官(alvORG)模型；通过LysoTracker Red染色分选肺泡II型(AT2)上皮细胞；利用单细胞转录组测序解析细胞异质性；采用CRISPR-Cas9基因编辑敲除IFNE等关键基因；用马尔堡病毒(MARV)、中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)等感染类器官；通过批量RNA测序分析干扰素反应；重组表达蝙蝠III型干扰素(IFNλ)进行功能验证。

研究结果部分，《R.aegyptiacus airway organoids contain diverse cell types》显示，蝙蝠呼吸道类器官成功模拟了体内上皮的细胞多样性，包含基底细胞、棒状细胞、纤毛细胞等，且能响应IL-13刺激分化为杯状细胞。单细胞测序鉴定了包括罕见微皱褶细胞(M细胞)在内的11种上皮亚群，这些细胞表达病毒受体NPC1、ACE2等，为病毒感染研究奠定基础。

《Bat SIORG recapitulate native SI epithelial differentiation》证实，小肠类器官(SIORG)包含干细胞、分泌细胞、肠内分泌细胞等所有主要上皮类型，特别是保留了体内罕见的肠簇细胞(tuft cell)和BEST4⁺细胞，其基因表达谱与新鲜组织高度一致。

《Bat organoids constitutively express innate immune effectors》发现关键差异：相比人类类器官，蝙蝠模型组成性高表达补体基因(C3、C6等)和IFNε——一种通常局限于生殖系统的非经典I型干扰素。免疫荧光显示IFNε蛋白沿小肠绒毛分布，CRISPR敲除IFNE导致ISGs表达下降和病毒易感性增加。

《MARV infection triggers an IFN response in bat organoids》显示，MARV感染蝙蝠类器官强烈诱导ISGs和III型干扰素(IFNL1/3-like)，而人类支气管上皮仅对仙台病毒(SeV)而非MARV产生反应。这与蝙蝠体内感染数据一致：皮肤接种部位早期(1-3天)即出现ISG上调，而病毒载量保持低位。

《Bat organoids predominantly induce type III IFNs after virus infection》拓展发现：除MARV外，VSV-eGFP、MERS-CoV等RNA病毒均主要诱导III型而非I型干扰素。Poly(I:C)模拟病毒感染也引发类似反应，提示蝙蝠上皮具有保守的病毒识别机制。

《IFNλs drive robust antiviral gene responses in bat organoids》通过重组蛋白验证：蝙蝠IFNλ1-like比通用IFNα2诱导更持久的ISG表达(维持24小时)。特别值得注意的是，《Type I and type III IFNs protect bat organoids from viral infection》证实两类干扰素均能有效抑制MARV等病毒复制，其中IFNλ3-like具有自放大特性——既能被干扰素诱导，又能作为ISG增强抗病毒免疫。

在讨论部分，作者提出"双重防御"模型：蝙蝠上皮通过组成性表达的IFNε和ISGs维持基础抗病毒状态，感染后则通过强烈且持久的I/III型干扰素反应限制病毒扩散。这种快速强效但低炎症的反应模式，可能是蝙蝠耐受高致病性病毒的关键。相比而言，人类上皮对MARV的弱干扰素反应可能导致病毒扩散和严重炎症。

该研究的创新性体现在：首次建立基因可操作的蝙蝠类器官平台；发现IFNε在上皮免疫中的新作用；阐明IFNλ3的自调控机制；为跨物种病毒易感性差异提供机制解释。不仅推进了对蝙蝠免疫的认识，也为开发模拟蝙蝠免疫策略的抗病毒疗法指明方向。未来研究可探索干扰素通路激动剂在抗感染中的应用，或通过共培养添加免疫细胞来模拟更复杂的宿主-病毒互作。