香港抗疫故事54｜微生物學專家周婕：建構類器官　助戰抗新冠

（香港文匯報記者 姬文風）疫情下除了前線醫護人員每天救急扶危外，背後亦有不少科研人員，不辭勞苦地努力，務求更透徹了解新冠病毒發病機制及對人體影響，為人類長遠健康作出貢獻。香港大學微生物學系助理教授周婕，致力從事類器官（Organoid）研究，透過在體外培養出完全模擬人類呼吸道上皮組織，且保留人體DNA、細胞特點和功能的類器官模型，既可用以探究新冠病毒如何感染呼吸道，亦可用作研究個別人士對病毒的易感性，以至了解噴鼻式疫苗對呼吸道的作用和影響。

上皮細胞覆蓋人體器官的內外表層，包括呼吸道和腸道，負責保護、分泌、過濾，以及感覺接收等各項人體功能。「如我們想要更好了解病毒是如何感染呼吸道的上皮細胞，就要有一個『體外研究模型』，以觀察細胞感染病毒後會發生什麼」，周婕近日接受香港文匯報視像專訪時說，過往研究人員通常會以細胞系（cell line）模型做研究，然而經常會出現實驗結果與實際人體感染有差距，「原因就出於細胞系模型不能真正代表呼吸道上皮。」

研究獲食衞局研究基金資助

周婕所在的團隊自2018年便已成功建立成熟的呼吸道類器官，其後疫情爆發，團隊便運用類器官作新冠病毒的相關研究。去年她主理的「優化人氣道類器官以模擬新型冠狀病毒呼吸道感染及評價抗病毒功效」項目，便獲得食衞局醫療衞生研究基金第三批抗疫撥款資助。

所謂類器官，就是類似於人體器官的模型，透過成體幹細胞培養，「只需要大約0.5cm的肺組織，就可以建立起一個類器官，可以在體外不斷增殖、放大、連續培養……再透過分化培養之後，就可以完全模擬人類的呼吸道上皮」，周婕舉例，人體呼吸道的杯狀細胞會分泌黏液，將病毒黏附，再透過纖毛細胞擺動，將分泌黏液往上排，直到咽喉部再變成痰，這是呼吸道的一個重要生理防禦功能。

「我們的類器官就可完全模擬呼吸道的這種細胞組成、形態與功能……而且當我們為你建立一個類器官，它會保留你身體的DNA，你的一些細胞特點、功能，是個性化的」，周婕續解釋，每個人受新冠病毒感染的風險都不同，其中一個決定因素，在於他們各自的呼吸道上皮細胞，對病毒的易感性，「若為人們各自建立起類器官，就可以代表他們各自的易感性。」

驗證噴鼻疫苗對呼吸道影響

她又提到，如今已知Omicron變種病毒具高傳播力，但日後如再有未知的新變種，科學驗證就顯得相當重要，「（社區感染）可以是病毒本身對上皮的感染力強，但亦不排除是源於防疫未到位，導致廣泛傳播」，透過類器官平台，則可更準確地了解病毒的感染效率，亦有助為公共衞生政策帶來更多的科學依據。此外，因應港大另一團隊正積極研發噴鼻式疫苗，周婕計劃與其合作，以類器官模型了解使用疫苗後對呼吸道的影響。

雖然類器官模型用途廣泛，但周婕坦言它亦非全無弱點。原來，現時由成體幹細胞來源培養的類器官成分全都是上皮細胞，但人體呼吸道除了最外面一層的上皮，裏面還有間質組織，「（類器官）劣勢就在於沒有間質成分……後面的一些複雜過程，我們現有的模型就很難模擬」，因此團隊下一步的研究方向，正是要把免疫細胞、間質細胞等加入至類器官系統之中，以便日後更好地模擬人體呼吸道感染。

首製蝙蝠腸道類器官便利科研

動物模型是科研人員常用的研究方式，惟當中涉及倫理問題，而且個別大型或瀕危物種，亦非一般實驗室可飼養和處理。周婕分享團隊於2020年製作全球首個蝙蝠腸道的類器官，證實新冠病毒可感染蝙蝠細胞，提供了全新且獨特的方法研究眾多蝙蝠病毒。她表示，蝙蝠其實是很多病毒的天然宿主，然而世界上可以飼養蝙蝠作實驗的研究設施少之有少，蝙蝠腸道的類器官將可為科研人員帶來更大方便，有利研究。

實驗動物廣泛用於研究傳染病，例如港大便廣泛以金黃敘利亞倉鼠作實驗。「這的確可模擬病毒感染，但不難想像，小鼠跟人體的呼吸道差別還是很大」，若要用上跟人體最為接近的靈長類動物，周婕坦言這需要很多資金，且涉及倫理問題，這些都是動物模型實驗的限制。

解決實驗室飼養限制

至於蝙蝠情況就更複雜，一來牠是受保護動物，加上其本身帶有病毒、會飛等特質，很難在實驗室飼養，「養蝙蝠做實驗的要求更高，假如牠們帶有致命病毒，實驗室的安全等級就要更高，而且要讓牠有足夠地方飛行，空間方面也要很大」，因此全世界只有5個蝙蝠實驗室符合條件。

因此，周婕團隊在2020年發表蝙蝠腸道的類器官研究時，引起了科研界很大關注，可望借此平台進行更多不同研究，例如可透過類器官分離病毒，從而發掘更多未知答案。

隨心捨舒適圈　毅然「棄醫從研」

投身科研前，周婕曾在北京一頂尖醫院當了十年病理醫生，直至有日認清志向，隻身到港大讀博士，成就「第二人生」。回望昔日毅然「棄醫從研」，很多知識技能都要從頭學起，周婕坦言初時相當痛苦，甚至受打擊到懷疑人生；但她始終確信，人生要不斷挑戰自己，敢於走出舒適圈才有進步，又寄語年輕人選科宜隨心而行，「聽聽自己內心的聲音，到底喜歡什麼，按興趣作出選擇。」

周婕小時候對將來沒太多想法，因父母覺得女孩子做醫生好，就聽着去考醫學院，之後在北京大學人民醫院任職病理醫生，一做就是十年，「其實那已經是北京最好的醫院之一了，但自己就是不那麼喜歡……總覺得人生好像有所遺憾。」

「科學家為社會引路很偉大」

原來，周婕在讀醫和行醫過程中，逐漸認識到自己對科研更感興趣，「當然醫生都很重要，但我覺得科學家是很偉大的，他們為人類做開創性工作，為社會引路。」

這時周婕迎來人生重大關口，一方面想清了志向，更覺得是改變的「最後機會」，「假如這時再不下決心，恐怕多半就會一直做（醫生）下去」；但另一方面當時她已組織家庭，女兒僅兩歲多，更多了一重牽掛。最終在2003年3月，周婕決定走出舒適圈，到港大讀博從頭開始。

「剛開始很困難，超級困難，我很受打擊。你想想，我本身接受的是臨床醫學訓練，突然間變成要做科研、分子生物學，我什麼都不會」。她感嘆當時自己畢竟是個頗有經驗的醫生，但在實驗室，就連技術員都覺得她笨手笨腳，不會做事，要靠研究助理手把手地教做實驗，「那時我彷彿走進了一個陌生領域，受打擊得有點懷疑人生。」

雖然如此，周婕始終認為，做人要敢於挑戰自己，「我覺得不只是科研，很多領域都是，大家不要一直跟在別人後面走……不要害怕（挑戰），永遠只做你熟悉的事，這樣是不會提高的。」

運用行醫經驗　科研結合臨床

走過了艱苦的適應期，周婕最終順利完成了博士和博士後訓練，踏上了科研路。旁人眼裏，周婕的經歷看似是繞了彎路，但在她個人看來，這才是自己的最大優勢，「當我懂得如何去做科研後，我就知道如何將科研結合臨床」。她表示，病理醫生最了解人體的細胞和組織，而從事類器官研究，正正就是在體外將人體細胞和組織培養起來，「因此我覺得現在做類器官做得比較順利，正是由於我具備跨學科背景。」

如今身為科學家，周婕坦言工作確實不容易，但很值得，「呼吸道上皮類器官是我們團隊最先建立的，意味當我們遇上難關時，沒有人有經驗或答案提供給我們，只有一直摸索」，她直言於黑暗中摸索很是艱難，有時候想要解答一個問題，可能要花上數月，因此一旦攻克了問題，哪怕只是推進一點，已讓她很滿足。

錯過陪伴女兒童年　無悔科研人生

如何平衡家庭與工作，往往是女科學家們的一大挑戰，周婕感嘆自己也曾面對過此艱難處境，在決定來港讀書的當下，需忍痛跟兩歲女兒分隔兩地，至今她仍遺憾錯過了陪伴女兒、看着其成長的時光。不過，若只從科學家身份而言，周婕強調女性不應以性別界定自己，而是要跟所有具優勢的科學家看齊，只有身心投入，才能活得精彩。

「做科研很有挑戰性，我想不出來女性有什麼優勢……反而大家都知道，女性有很多弱勢……」周婕舉例說，男生一邊讀博士，一邊結婚生孩子都可以，同樣情況下女性則要面對懷孕等不同問題，對學業難免會有影響。

周婕記得自己決定來港大讀書時，女兒只有兩歲多，「在我走之前的一天晚上，我告訴她，媽媽明天就不在家裏了，妳要聽外公、外婆、爸爸的話……」本來以為這番告別會惹哭女兒，怎料女兒卻顯得很是聽話，一邊點頭一邊說好，「我當時還高興了一下，但後來女兒接着說：『媽媽再講一遍……講妳去讀書的故事』」，周婕這才知道，女兒原來一直以為自己是在說床邊故事。

在港大畢業後，周婕再到美國做博士後，當時已經跟家人團聚，再後來女兒亦在港讀書，「但畢竟我就是錯過了她的童年成長，自己也覺得很愧疚……我不知道其他的女科學家會不會有這種遺憾，只希望女兒可以理解吧。」

女科學家確實有較大機會面對家庭與工作之間的掙扎，對此周婕感嘆這終歸要看個人選擇，「但要做一個好的科學家，我覺得要忘記性別，跟所有優秀的科學家看齊。」她認為，現今社會中優秀的人就是優秀，無須過問男女身份，寄語女生不應以性別界定自己，重要的是過自己想過的人生。