综述：弥合差距：用于虫媒病毒机制研究的体外人体皮肤组织切片

登革热、寨卡等蚊媒病毒通过皮肤传播的早期机制研究，传统细胞单层和动物模型存在结构差异与免疫环境不匹配问题。本文系统分析了人类皮肤 explants 模型的创新应用，包括保留表皮-真皮分层结构、驻留免疫细胞（如朗格汉斯细胞、真皮树突状细胞）和细胞外基质，以及整合荧光标记蚊虫唾液和血管化工程皮肤平台的新技术，揭示病毒递送与宿主先天免疫激活的界面互作机制。研究指出 explants 在模拟蚊叮咬微环境方面具有显著优势，但需解决血液循环缺失的瓶颈，未来可拓展至其他蚊媒病研究。

Fanny Hellhammer | Gisa Gerold | Stefanie Christine Becker

汉诺威兽医学院基金会矢量相关生物多样性与感染研究小组，Bünteweg 17，汉诺威 30559，德国

登革热（DENV）、寨卡病毒（ZIKV）、基孔肯雅病毒（CHIKV）和克里米亚-刚果出血热（CCHFV）等虫媒病毒已在细胞培养和动物模型中得到广泛研究，但这些发现如何转化为人类皮肤中的早期感染过程仍很大程度上不确定。传统的单层培养系统缺乏表皮和真皮的分层结构及驻留免疫细胞，而啮齿动物的皮肤在结构、免疫反应和与蚊子的相互作用方面也存在显著差异。离体人皮肤移植物通过保留天然的皮肤微环境（包括角质形成细胞、成纤维细胞、朗格汉斯细胞和细胞外基质）来弥合这一转化空白。这使得在接近自然蚊虫叮咬传播的条件下进行感染研究成为可能，包括病毒和唾液的沉积以及伴随的免疫调节效应。

本综述综合了来自人皮肤移植物模型的研究结果，并将其与单层培养系统进行对比，展示了完整的皮肤结构如何影响病毒的早期行为和先天免疫激活。此外，还介绍了诸如荧光唾液报告蚊子和工程化血管皮肤平台等创新技术，这些技术能够追踪虫媒病毒在媒介-皮肤界面处的传递过程和宿主反应。

这些平台不仅有助于揭示人类易感性的早期决定因素（特别是考虑到最近发现的虫媒病毒受体），还有助于测试针对病毒真正入侵途径的局部治疗措施。然而，目前可用的人皮肤移植物缺乏血液循环，这突显了需要将皮肤移植物方法扩展到更广泛的虫媒病原体研究领域。

引言

虫媒病毒（如登革热（DENV）、寨卡病毒（ZIKV）、基孔肯雅病毒（CHIKV）和克里米亚-刚果出血热（CCHFV）对全球健康构成了日益严重的挑战[1]。气候变化和城市化扩大了蚊子和蜱虫的地理分布范围，导致疫情更加频繁且持续时间更长[2, 3]。在吸血过程中，受感染的媒介将携带病毒的唾液直接注入皮肤，在媒介与宿主之间的真皮界面建立感染。这一过程将病原体沉积在皮肤的复杂微环境中，表皮和真皮的驻留细胞构成了第一道防线[4•]。尽管皮肤在塑造病毒趋向性和早期复制中起着核心作用，但我们对这些皮肤事件的机制理解仍然有限。

目前的大部分研究仍基于对啮齿动物或细胞系的针刺接种[5, 6]，这些模型忽略了虫媒传播的两个关键特征：唾液中的生物活性物质以纳升级别传递，以及反复叮咬造成的局部组织损伤。离体人皮肤移植物能够在原位环境中保留这些相互作用，包括完整的表皮和真皮结构、驻留的白细胞以及细胞外基质，从而填补了简化细胞培养与体内小鼠研究之间的空白。通过这些移植物，研究人员能够模拟接近自然蚊虫叮咬的感染过程，包括病毒和唾液的沉积及其免疫调节效应。

本综述整合了来自人皮肤移植物模型的研究结果，并与单层培养系统进行了对比，揭示了完整的皮肤结构如何影响病毒的早期行为和先天免疫激活。同时，还介绍了荧光唾液报告蚊子和工程化血管皮肤平台等创新技术，这些技术有助于追踪虫媒病毒在媒介-皮肤界面处的传递过程和宿主反应。

这些平台不仅有助于揭示人类易感性的早期决定因素（尤其是考虑到新发现的虫媒病毒受体），还有助于评估针对病毒真正入侵途径的局部治疗措施。然而，目前可用的人皮肤移植物缺乏血液循环这一关键因素，这表明需要将皮肤移植物方法应用于更广泛的虫媒病原体研究领域。

移植物制备与异质性

用于蚊媒病毒研究的人皮肤移植物通常来自多余的手术组织（例如腹部整形或乳房整形手术），这些组织在伦理上是可以获取的，并且保留了完整的表皮-真皮结构。去除皮下脂肪后，组织被修剪成标准大小（约1-2平方厘米），并在空气-液体界面进行培养——通常使用含有抗生素和抗真菌剂的RPMI或DMEM培养基，在网状或Transwell培养板上进行培养，以保持组织的极性。

主要皮肤靶细胞与早期病毒趋向性

对于黄病毒（如登革热（DENV）和寨卡病毒（ZIKV），人皮肤移植物能够揭示在原代细胞培养中无法观察到的早期皮肤反应。这两种病毒都会感染表皮角质形成细胞，并在原位引发上皮损伤：ZIKV会导致颗粒层细胞质空泡化和核固缩[22]，这与登革热感染期间观察到的角质形成细胞凋亡现象类似[11]。这些共同的特征表明黄病毒在分层上皮中具有共同的感染机制，而在分离的细胞培养环境中这种机制会丧失。

新模型：解析虫媒病毒在皮肤界面的入侵过程

最近的进展使得可以直接观察和量化蚊子唾液的分泌及其在人皮肤中的病毒传递过程。生物界面组织工程系统（BITES）允许埃及伊蚊在3D人真皮结构上自然叮咬和吸血，再现了蚊虫叮咬造成的机械损伤和血管微环境[28•]。这些基于Capgel的、充满血液的微血管床上植入了人真皮成纤维细胞或内皮细胞，从而实现了更真实的实验条件。

结论

尽管人皮肤移植物已用于虫媒病毒研究近二十年，但其系统性应用直到最近才得到重视，揭示了单层培养系统和啮齿动物模型无法捕捉到的早期皮肤事件。通过保留人皮肤的天然结构、细胞间通讯以及媒介介导的微环境，这些系统独特地弥合了体外实验与体内动物模型之间的差距，为改进虫媒病毒疾病的预防和治疗策略提供了新的工具。

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