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本文开发新型体外气溶胶暴露系统，利用气液界面（ALI）培养的人气道上皮细胞（BCi-NS1.1）等，评估不同流感病毒（FLUAV）亚型气溶胶传染性，发现其在空气传播中感染性差异，为传播机制研究与风险评估提供新工具。
研究背景与目的
流感病毒（FLUAV）的空气传播是人类感染和传播的重要途径，但多数研究使用液体接种进行病毒感染。为更好地在体外模拟自然空气传播感染，本研究开发了一种平静气溶胶沉降室系统，用于检测不同细胞类型中流感病毒的气溶胶传染性，以了解影响流感病毒空气传播的因素，辅助风险评估并减少对昂贵体内动物研究的依赖。
材料与方法
细胞培养
- MDCK 细胞：由罗伯特?韦伯斯特馈赠，在含 10% 胎牛血清（FBS）等的杜氏改良 Eagle 培养基（DMEM）中，于 37℃、5% CO?条件下培养。
- 人气道上皮细胞 BCi-NS1.1：从 Ronald Crystal 处获得，在特定基础培养基中培养，经传代和分化后，在气液界面条件下培养至指定天数。
病毒
使用通过反向遗传学生成的小鼠适应型 H1N1（A/California/04/2009，Ca04）、猪源 H3N2（A/turkey/Ohio/313053/04，Oh/04）和禽源 H9N2（A/Guinea Fowl/Hong Kong/WF10/99，WF10）病毒株，在鸡胚中扩增并进行滴度测定。
气溶胶暴露设计
该系统由空气泵、雾化器、暴露室、生物采样器等组成。利用 Aerotrak 9306 粒子计数器测量雾化器产生的颗粒大小分布，通过 SKC 生物采样器和 NIOSH 生物采样器收集气溶胶中的病毒，以评估传染性病毒和病毒 RNA（vRNA）的浓度。
体外病毒研究
对 MDCK 细胞和分化的人气道上皮细胞分别进行液体直接接种和气溶胶暴露实验，在不同时间点收集组织培养上清液，通过血凝试验（HA）和半数组织培养感染剂量（TCID??）测定传染性病毒，计算半数气溶胶感染剂量（AID??）。
结果
气溶胶暴露系统特性
- 颗粒大小分布：Aeroneb 实验室雾化器产生的颗粒主要为 0.6-2.0 μm，其中 0.6 μm 和 1 μm 颗粒占比较高。
- 病毒传染性与 vRNA：三种病毒在 SKC 生物采样器中检测到的传染性病毒滴度和 vRNA 相似，但在 NIOSH 生物采样器不同粒径阶段中，H1N1 的 vRNA 负荷低于 H3N2 和 H9N2。
MDCK 细胞中的气溶胶感染
- 血凝试验与病毒滴度：液体接种时三种病毒均显示高感染性，气溶胶接种时 H1N1 在 24 小时血凝试验中阳性孔数最多，H3N2 和 H9N2 在较高稀释度下才有部分阳性孔。
- AID??计算：H1N1 的 AID??最低，表明其气溶胶感染效率高于 H3N2 和 H9N2。
分化人气道上皮细胞 BCi-NS1.1 中的感染
- 细胞分化与受体分布：分化的 BCi-NS1.1 细胞呈现假复层纤毛上皮特征，同时表达 α2,3 和 α2,6 唾液酸（SA）受体，但 α2,6-SA 的表达量更高。
- 病毒复制与气溶胶感染：H1N1 和 H3N2 在液体接种时复制动力学相似，H9N2 复制受限；气溶胶暴露时，H3N2 的 AID??低于 H1N1，H9N2 未检测到有效感染。
讨论
本研究开发的气溶胶沉降室系统成本效益高，可有效感染 MDCK 细胞和分化的人气道上皮细胞，为体外评估流感病毒气溶胶传染性提供了新平台。不同病毒在气溶胶感染效率上的差异，可能与病毒对受体的结合偏好及细胞类型有关。该系统有助于筛选具有大流行潜力的病毒株，研究病毒 - 宿主相互作用，辅助公共卫生准备和风险评估。尽管系统未控制环境因素，但其在初步评估和机制研究中的应用价值显著，还可扩展用于其他呼吸道病毒研究。
