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本文综述隐孢子虫（Cryptosporidium）研究中体外模型的发展，对比传统癌细胞系（如 HCT-8）与新型肠类器官（enteroids）、生物工程模型的优劣，探讨类器官极性反转、微注射等技术对完成寄生虫生活史的作用，展望器官芯片（OOAC）等未来方向，为相关研究提供参考。
1. 引言
隐孢子虫（Cryptosporidium）是顶复门寄生虫，严重威胁公共卫生并给畜牧业带来损失。微小隐孢子虫（C. parvum）具有人兽共患亚型，牛犊是重要宿主。目前治疗药物有限，疫苗效果不彻底。体外培养完成C. parvum生活史极具挑战，传统细胞系仅支持无性阶段，卵囊生产依赖动物感染。HCT-8 细胞系是常用模型，虽用于药物筛选和转录组研究，但无法模拟体内感染动态及肠内细胞多样性。
2. HCT-8 模型的进展与局限
HCT-8 细胞系推动了C. parvum生活史研究，报告基因标记株揭示了胞内阶段特征，但无法完成受精和卵囊形成。研究修正了传统生活史理论，发现裂殖子可直接进入配子生殖。该模型开发了多种高通量筛选方法，但因无法支持完整生活史，限制了针对有性阶段的药物发现。此外，HCT-8 的异质性和遗传漂变导致实验重复性差，而原代细胞存活期短，需持续分离。
3. 类器官模型
3.1 肠类器官
肠类器官是基于干细胞的 3D 培养物，模拟小肠上皮的细胞组成和功能。LGR5+干细胞在细胞外基质（ECM）水凝胶中分化为多种上皮细胞，形成具有隐窝 - 绒毛结构的类器官，比永生化细胞系更接近体内环境，可用于研究宿主 - 寄生虫互作并减少动物使用。
3.2 类器官感染模型
类器官的主要挑战是病原体向细胞顶端递送。通过破碎、微注射、单层培养和极性反转等方法，已在多种类器官模型中实现C. parvum感染和生活史完成。
- 破碎法：胰酶消化和吹打使类器官破碎以接触子孢子，但感染支持性尚不明确。
- 微注射：将子孢子注入完整类器官顶端腔，虽产卵囊但数量少，操作复杂。与上皮内淋巴细胞（IELs）共培养模型显示 IELs 通过颗粒酶依赖的细胞毒性发挥早期保护作用。
- 单层培养：类器官衍生的单层细胞保留异质性，分化单层感染率更高但易受细胞病变影响，空气 - 液体界面（ALI）培养可维持感染 20 天以上并产生活性卵囊，显示寄生虫对分化细胞的偏好。
- 极性反转：类器官 “内外翻转” 使顶端朝外，牛源极性反转类器官支持C. parvum增殖，但完整生活史完成仍不明确。
3.3 宿主相关模型
牛肠类器官已用于细菌和病毒感染研究，但其在C. parvum感染中的应用仍需优化，牛作为主要宿主的模型对畜牧业和人类健康研究至关重要。
3.4 总结
肠类器官通过多种技术实现寄生虫接触和细胞多样性模拟，为研究寄生虫发育和宿主互作提供了灵活系统。
4. 生物工程模型
生物工程平台结合癌细胞系和 3D 支架，模拟体内环境。丝绸蛋白中空管和空心纤维生物反应器（HFB）支持C. parvum长期培养，HFB 模型可持续培养 20 个月，感染性与动物传代株相似。聚二甲基硅氧烷微通道模型成本低但卵囊产量少，这些模型通过流体流动和机械应力模拟肠道生理条件。
5. 未来展望
现有 3D 模型缺乏微血管、蠕动和微生物群等体内要素。器官芯片（OOAC）通过微工程控制浓度梯度和细胞互作，肠芯片已展示与体内相似的结构和功能，牛特异性肠芯片和工程化类器官（含免疫细胞）是潜在方向。纳入微生物组和研究共感染将深化对隐孢子虫病发病机制的理解。
6. 结论
传统细胞系和新型类器官、生物工程模型推动了C. parvum研究，后者在模拟肠上皮复杂性上更具优势。未来结合异质细胞群和生物工程技术的模型将更接近体内感染，助力揭示寄生虫生物学和开发有效治疗手段。
