免疫系統可以說非常複雜，但一項新的突破可以幫助科學家揭開它的更多秘密。哈佛大學懷斯研究所的研究人員在一個微流控芯片中創建了一個更精確的人類免疫系統模型，為研究免疫細胞如何應對疫苗和病原體提供了一個更好的平台。
大多數醫學和生物學研究都是從實驗室盤子里的細胞或動物身上開始的，但這些環境並不總是能最好地模擬事物在活人身上的運作方式。因此，許多在小鼠身上看起來很有希望的藥物或治療方法在進入人體試驗時最終沒有達到預期效果。
近年來，科學家開發出了一種新方法，在微流控芯片中建立器官和其他身體組織的模型，從而提供了一個更接近人體的比較。迄今為止，這些“芯片上的器官”包括心臟、肺、腸子、腎臟、脾臟、角膜、牙齒和胎盤，現在懷斯大學的研究人員將免疫系統也加入了這個名單。
研究人員在一個微流控設備內培養了人類 B 細胞和 T 細胞，該設備旨在模仿這些免疫細胞到達器官時遇到的物理條件。最初，該團隊正在研究當這些細胞進入其他組織時會發生什麼，但是當研究人員向其中輸入營養流時，他們發現了一些意想不到的事情。
B和T細胞開始將自己組織成三維結構，類似於淋巴濾泡（LFs），即在淋巴結和其他組織中發現的介導免疫反應的組織塊。具體來說，它們似乎形成了生殖中心，進行複雜的免疫反應。
經過仔細檢查，研究小組檢測到幾個生物標誌物，表明這些淋巴濾泡正在履行其職責。這些結構正在分泌一種叫做 CXCL13 的化學物質，它是由淋巴濾泡在應對慢性炎症時產生的。這些結構內的 B 細胞表達了一種叫做活化誘導的胞苷脫氨酶（AID）的酶，它能激活 B 細胞對抗某些抗原。他們還發現了漿細胞，成熟的 B 細胞會分化成漿細胞，以便分泌抗體。
該研究的第二作者 Pranav Prabhala 說：“這些發現特別令人興奮，因為它們證實我們有一個功能模型，可以用來解開人類免疫系統的一些複雜性，包括它對多種類型病原體的反應”。
接下來，研究人員調查了這個芯片上的免疫系統將如何對疫苗接種做出反應，以檢查它是否接近於活人身上發生的情況。研究小組添加了樹突狀細胞，這些細胞通過向淋巴結呈現病原體的碎片來幫助產生抗原。
研究小組為這些微流控系統接種了 H5N1 流感菌株的疫苗，果然，接種疫苗的 LF 芯片產生的漿細胞和流感抗體遠遠多於那些在通常的平面細胞培養物中生長的細胞。當研究小組用市面上的流感疫苗重複實驗時，也看到了類似的結果。發現幾種細胞因子的水平與接受疫苗的人類相似。
這表明這些微流體 LF 芯片與真實的東西非常接近，這意味着它們可以成為未來研究免疫系統和藥物開發的更好的模擬物。該研究的第一作者 Girija Goyal 說：“動物一直是開發和測試新疫苗的黃金標準研究模型，但它們的免疫系統與我們自己的免疫系統有很大不同，不能準確預測人類將如何應對。我們的LF芯片提供了一種方法來模擬人類對感染和疫苗接種的複雜編排，並可能在未來大大加快疫苗創造的速度和質量”。