鼻上皮细胞作为支气管细胞替代模型在囊性纤维化药物反应临床前评估中的验证与应用研究

【编辑推荐】本研究首次系统验证鼻上皮细胞（HNE）作为支气管细胞（HBE）替代模型在囊性纤维化（CF）跨膜传导调节因子（CFTR）调节剂药物评估中的可靠性。通过比较来自29名CF患者的HNE、支气管刷检细胞（HBEb）和肺移植支气管组织（HBEx），证实HNE能准确反映CFTR功能修复程度（ΔIeq Fsk/CFTRinh），且与HBEb呈现显著相关性（r=0.57-0.64）。研究同时揭示培养介质（PC/VALI优于USG/UNC）、冻存处理（降低50%ΔIeq Fsk）和尤斯室技术（短路模式电流更高）对检测结果的显著影响，为全球CF个体化治疗平台标准化提供关键依据。

　　

鼻上皮细胞作为支气管细胞替代模型的验证研究

样本与方法

研究收集了29名囊性纤维化（CF）患者和19名非CF对照者的鼻刷检细胞（HNE）、支气管刷检细胞（HBEb）及肺移植支气管组织（HBEx）。所有细胞在气液界面（ALI）条件下使用Pneumacult培养基分化14天后，通过尤斯室系统测量跨膜电生理参数，包括基础电阻（R_te）、短路电流（I_eq）以及福司柯林（Fsk）和CFTR_inh-172诱导的电流变化（ΔI_eq）。药物测试采用VX-809（lumacaftor）、VX-770（ivacaftor）和PTI-428（nesolicaftor）组合方案。

非CF细胞的基准差异

在非CF样本中，HNE表现出显著低于HBEx的电生理特性：基础电流（I_eq baseline）降低2.1倍（p<0.0001），阿米洛利敏感电流（ΔI_eq amiloride）减少2.3倍，CFTR功能指标ΔI_eq Fsk和ΔI_eq CFTR_inh分别下降2.7倍和1.9倍。值得注意的是，HNE与HBEb的差异未达统计学显著性，提示鼻腔与支气管刷检细胞功能更接近。

CF细胞的药物响应特征

CF患者细胞显示HNE基础电阻显著低于HBEb/HBEx（p=0.009），但三种细胞类型对CFTR调节剂的阶梯式响应模式高度一致：VX-809单独处理仅引起微弱反应，而VX-809+VX-770组合使ΔI_eq Fsk提升3-5倍，加入PTI-428后进一步增加1.5倍。16例配对样本分析显示HNE与HBEb的ΔI_eq Fsk/CFTR_inh具有显著相关性（r=0.57-0.64，p<0.0001），证实其个体化分层能力。

技术因素对结果的影响

培养基比较揭示PC和VALI培养基培养的HBEx产生最高CFTR功能（ΔI_eq Fsk达-22 μA/cm²），较USG培养基高7倍（p<0.0001）。冻存处理使HNE的ΔI_eq Fsk降低50%（p=0.003），而尤斯室短路模式配合氯离子梯度使电流值较开路模式提高35-50%（p=0.002）。这些发现解释了不同研究中心数据差异的技术根源。

讨论与展望

该研究首次在F508del纯合子群体中系统验证HNE的替代价值，其核心优势在于：① 保留个体特异性药物响应谱；② 实现与金标准HBEx相当的疗效分层能力；③ 规避重复支气管取样伦理限制。建议未来报告CFTR功能时需注明培养基类型（如PC）、细胞传代次数、冻存状态及检测模式，并采用基线百分比与非CF对照双标准化体系。这些发现为全球罕见CFTR突变患者获得精准治疗准入提供了技术规范。