2026.4.16四川大學(xué)華西醫(yī)院，美國弗吉尼亞大學(xué)等國內(nèi)外多家單位聯(lián)合完成，通過使用北京元森凱德生物技術(shù)有限公司（BEIJING YSKD BIO-TECHNOLOGY CO.,LTD），簡稱元森凱德（YSKD）研制生產(chǎn)的HY-LWH02型動(dòng)物氣管內(nèi)精準(zhǔn)無創(chuàng)霧化給藥器MicroSprayer Aerosolizer發(fā)表在期刊iScience題為《Dynamics of severity-associated Immune Remodeling by Granulocytes and Macrophages in Acute Lung Injury》

ALI/ARDS 是臨床危重癥，以彌漫性肺泡損傷、失控性炎癥、肺組織修復(fù)障礙為核心特征，病死率高。目前治療以支持性手段為主，缺乏針對(duì)免疫紊亂的精準(zhǔn)干預(yù)策略。既往研究多單獨(dú)分析中性粒細(xì)胞或巨噬細(xì)胞、僅關(guān)注單時(shí)間點(diǎn)、采用群體測序，無法揭示兩種關(guān)鍵天然免疫細(xì)胞在中度向重度進(jìn)展過程中的協(xié)同演化、代謝轉(zhuǎn)換及細(xì)胞間互作規(guī)律。因此，明確 ALI 不同嚴(yán)重程度下粒細(xì)胞與巨噬細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄狀態(tài)、代謝程序、分化軌跡及信號(hào)交流，是開發(fā)分期靶向治療的關(guān)鍵。

（一） 核心研究設(shè)計(jì)

樣本：7例ALI/ARDS患者（中分中度/重度組），取BALF行scRNA-seq；分析手段：Seurat整合、聚類、擬時(shí)序等；驗(yàn)證：LPS誘導(dǎo)小鼠模型及流式、qPCR等實(shí)驗(yàn)。

（二）關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)

（1）免疫重塑：中度至重度，粒細(xì)胞占比升至86.41%，巨噬細(xì)胞降至10.66%；（2）粒細(xì)胞：向促炎/代謝重編程分化，重度期富集鞘脂等代謝；（3）巨噬細(xì)胞：M1極化、修復(fù)功能喪失，重度期OXPHOS受損并轉(zhuǎn)向異常代謝；（4）細(xì)胞通訊：炎癥互作增強(qiáng)，TNF等促炎通路上調(diào)，修復(fù)信號(hào)下調(diào)；（5）靶點(diǎn)：巨噬細(xì)胞OXPHOS缺陷驅(qū)動(dòng)炎癥，p38 MAPK抑制可緩解，潛在靶點(diǎn)含TNF阻斷等；（6）進(jìn)展模型：粒細(xì)胞擴(kuò)增+巨噬細(xì)胞異?！装Y正反饋→病情惡化。

（三）元森凱德（YSKD）研制生產(chǎn)的HY-LWH02型Microsprayer Aerosolizer 在本文中的具體功能與實(shí)驗(yàn)應(yīng)用

1. 實(shí)現(xiàn)氣管內(nèi)無創(chuàng)精準(zhǔn)給藥，構(gòu)建臨床相關(guān) ALI 模型

本文需要構(gòu)建模擬人類中度與重度 ALI的小鼠模型，即 24 h（中度樣）、72 h（重度樣）兩個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)。傳統(tǒng)肺部給藥方式（如腹腔注射、尾靜脈注射）會(huì)導(dǎo)致 LPS 全身擴(kuò)散，無法精準(zhǔn)模擬肺部局部感染 / 炎癥引發(fā)的 ALI；而氣管切開插管灌流創(chuàng)傷大、死亡率高、個(gè)體差異大，無法滿足時(shí)序觀察與重復(fù)驗(yàn)證需求。

Microsprayer Aerosolizer （型號(hào)HY?LWH02,生產(chǎn)廠家：北京元森凱德）通過YSKD Biotech無創(chuàng)可視化喉鏡輔助，將噴霧頭精準(zhǔn)置入小鼠聲門下方氣管位置，在不損傷氣道黏膜的前提下，將 LPS 溶液以極細(xì)霧滴形式直接送入肺部。該操作全程無創(chuàng)、快速、可控，能夠嚴(yán)格模擬人類肺部局部炎癥啟動(dòng) ALI的病理起點(diǎn)，保證動(dòng)物模型與臨床疾病病因、發(fā)病部位、損傷機(jī)制高度一致。

2. 保證藥物在肺內(nèi)均勻分布，實(shí)現(xiàn)損傷標(biāo)準(zhǔn)化與可重復(fù)性

單細(xì)胞測序與機(jī)制驗(yàn)證對(duì)動(dòng)物模型的均一性要求極gao。若藥物在肺內(nèi)分布不均，會(huì)導(dǎo)致部分小鼠損傷過重、部分過輕，最終造成流式細(xì)胞計(jì)數(shù)、炎癥因子檢測、基因表達(dá)數(shù)據(jù)離散度大，無法得出可靠結(jié)論。

Microsprayer  Aerosolizer （型號(hào)HY?LWH02,生產(chǎn)廠家：北京元森凱德）采用高壓微噴霧技術(shù)，可將 LPS 溶液破碎為直徑均勻的微米級(jí)霧滴，能夠隨呼吸均勻彌散至雙側(cè)肺葉、支氣管與肺泡區(qū)域，實(shí)現(xiàn)全肺均勻炎癥誘導(dǎo)。本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，經(jīng)該設(shè)備給藥后，小鼠在 24 h 呈現(xiàn)中度肺損傷、72 h 呈現(xiàn)重度損傷，各組間粒細(xì)胞比例、巨噬細(xì)胞數(shù)量、炎癥因子水平、代謝基因表達(dá)差異穩(wěn)定且顯著，證明模型重復(fù)性極gao。這種穩(wěn)定性直接支撐了本文對(duì) “粒細(xì)胞擴(kuò)張、巨噬細(xì)胞耗竭、OXPHOS 損傷、TNF/MAPK 軸激活"等關(guān)鍵結(jié)論的驗(yàn)證。

3. 支持時(shí)序性模型構(gòu)建，匹配人類 ALI 中度?重度進(jìn)展

本文核心科學(xué)問題是ALI 從中度向重度進(jìn)展的免疫重塑動(dòng)態(tài)，因此必須構(gòu)建同一造模方式下的時(shí)序模型。 HY?LWH02型號(hào)的Liquid MicroSprayer的可控性給藥特性，使研究者能夠精準(zhǔn)控制 LPS 劑量（4 mg/kg）與給藥時(shí)機(jī)，從而穩(wěn)定獲得 24 h（中度）與 72 h（重度）兩個(gè)病理階段。

在實(shí)驗(yàn)中，研究者對(duì) BALB/c 小鼠進(jìn)行麻醉后，使用該設(shè)備氣管內(nèi)給予 LPS，分別在 24 h 與 72 h 收集 BALF、肺組織、血清。結(jié)果顯示：24 h 小鼠肺內(nèi)粒細(xì)胞輕度增加、巨噬細(xì)胞功能相對(duì)完整；72 h 粒細(xì)胞顯著擴(kuò)增、巨噬細(xì)胞減少、OXPHOS 受損、炎癥因子風(fēng)暴。該時(shí)序變化完mei對(duì)應(yīng)人類 ALI 中度到重度的免疫特征，為驗(yàn)證單細(xì)胞測序發(fā)現(xiàn)提供了理想的動(dòng)物模型。若無該設(shè)備的精準(zhǔn)給藥能力，無法穩(wěn)定獲得這種漸進(jìn)式、可重復(fù)的疾病進(jìn)展模型。

4. 降低動(dòng)物創(chuàng)傷與死亡率，保障長時(shí)程干預(yù)實(shí)驗(yàn)可行性

本文需要觀察至造模后 72 h（重度階段），并進(jìn)行p38 MAPK 抑制劑干預(yù)實(shí)驗(yàn)，對(duì)動(dòng)物存活率與生理狀態(tài)要求高。傳統(tǒng)氣管給藥方式創(chuàng)傷大、易引發(fā)感染、窒息或死亡，難以完成 72 h 長時(shí)程觀察。

YSKD 公司的HY?LWH02型號(hào)Microsprayer  Aerosolizer 為無創(chuàng)操作，對(duì)小鼠氣道與全身應(yīng)激極小，造模后動(dòng)物存活率高、生理狀態(tài)穩(wěn)定，能夠滿足 72 h 觀察及多次藥物干預(yù)的實(shí)驗(yàn)需求。本文中，小鼠在 LPS 造模后接受 p38 抑制劑腹腔注射干預(yù)，并在 72 h 完成樣本收集，全程動(dòng)物狀態(tài)穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可靠，這完quan依賴于該設(shè)備帶來的低創(chuàng)傷、高穩(wěn)定模型。

5. 為機(jī)制驗(yàn)證提供標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)，確保結(jié)論可靠

本文體內(nèi)驗(yàn)證的核心目的是證明人類單細(xì)胞數(shù)據(jù)的因果關(guān)系，包括：驗(yàn)證重度 ALI 中粒細(xì)胞擴(kuò)張、巨噬細(xì)胞減少；驗(yàn)證巨噬細(xì)胞 OXPHOS 缺陷驅(qū)動(dòng)炎癥；驗(yàn)證 p38 MAPK 抑制可逆轉(zhuǎn)重度炎癥。這些結(jié)論均建立在模型高度標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上。HY?LWH02型動(dòng)物氣管內(nèi)精準(zhǔn)無創(chuàng)霧化給藥器Liquid MicroSprayer 通過精準(zhǔn)、均勻、微創(chuàng)給藥，消除了給藥方式帶來的實(shí)驗(yàn)偏差，使流式細(xì)胞術(shù)、qPCR、ELISA 等結(jié)果能夠真實(shí)反映疾病機(jī)制，而非操作誤差?？梢哉f，該設(shè)備是本文從 “臨床觀察" 到 “機(jī)制證實(shí)" 的關(guān)鍵橋梁。

本研究以急性肺損傷（ALI）/ 急性呼吸窘迫綜合征（ARDS） 為核心疾病，聚焦臨床最關(guān)鍵的科學(xué)問題：為何部分 ALI 患者炎癥無法消退、病情持續(xù)惡化并進(jìn)展為重度肺損傷。研究采用單細(xì)胞 RNA 測序（scRNA?seq） 技術(shù)，系統(tǒng)解析中度與重度 ALI 患者肺泡灌洗液（BALF）中的免疫微環(huán)境動(dòng)態(tài)變化，重點(diǎn)揭示粒細(xì)胞（中性粒細(xì)胞為主） 與巨噬細(xì)胞在疾病進(jìn)展中的協(xié)同免疫重塑、代謝重編程及細(xì)胞通訊網(wǎng)絡(luò)改變，并通過小鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證關(guān)鍵機(jī)制，最終提出基于疾病嚴(yán)重程度的精準(zhǔn)干預(yù)靶點(diǎn)。

附：北京元森凱德生物技術(shù)有限公司研制生產(chǎn)的動(dòng)物霧化吸入給藥儀器，主要包括大/小動(dòng)物肺部氣管直接遞送裝置（動(dòng)物氣道霧化針）、小動(dòng)物霧化給藥儀，動(dòng)物口鼻吸入、僅鼻腔霧化/鼻-腦給藥器、全身式暴露染毒、動(dòng)物煙氣/PM2.5染毒系統(tǒng)、粉塵氣溶膠發(fā)生器、液體氣溶膠發(fā)生器、靜式吸入染毒柜、臭氧動(dòng)物暴露裝置、動(dòng)物高低壓氧艙，此外給客戶多樣化提供自動(dòng)型實(shí)驗(yàn)動(dòng)物安樂處死系統(tǒng)（窒息系統(tǒng)、二氧化碳安樂處死箱），實(shí)驗(yàn)動(dòng)物除臭暫存系統(tǒng)，巴馬香豬皮，NGI Gentle Rocker智能洗盤裝置，NGI新一代撞擊器和ACI安德森撞擊器的校驗(yàn)與檢測。

部分用戶案例：哈佛大學(xué)，麻省理工學(xué)院，新加坡國立大學(xué)，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院，加拿大麥吉爾大學(xué)，中國科學(xué)院上海藥物研究所，中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所，麗珠醫(yī)藥集團(tuán)股份有限公司，康龍化成（寧波）生物醫(yī)藥有限公司，中日醫(yī)院呼吸病學(xué)研究中心/中日友好臨床醫(yī)學(xué)研究所，北京中醫(yī)藥大學(xué)，中國藥科大學(xué)，沈陽藥科大學(xué)，復(fù)旦大學(xué)，浙江大學(xué)，四川大學(xué)，廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院呼吸疾病國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院等