2026.4.16四川大学华西医院，美国弗吉尼亚大学等国内外多家单位联合完成，通过使用北京元森凯德生物技术有限公司（BEIJING YSKD BIO-TECHNOLOGY CO.,LTD），简称元森凯德（YSKD）研制生产的HY-LWH02型动物气管内雾化给药器MicroSprayer Aerosolizer发表在期刊iScience题为《Dynamics of severity-associated Immune Remodeling by Granulocytes and Macrophages in Acute Lung Injury》


ALI/ARDS 是临床危重症，以弥漫性肺泡损伤、失控性炎症、肺组织修复障碍为核心特征，病死率高。目前治疗以支持性手段为主，缺乏针对免疫紊乱的干预策略。既往研究多单独分析中性粒细胞或巨噬细胞、仅关注单时间点、采用群体测序，无法揭示两种关键天然免疫细胞在中度向重度进展过程中的协同演化、代谢转换及细胞间互作规律。因此，明确 ALI 不同严重程度下粒细胞与巨噬细胞的转录状态、代谢程序、分化轨迹及信号交流，是开发分期靶向治疗的关键。

（一） 核心研究设计
样本：7例ALI/ARDS患者（中分中度/重度组），取BALF行scRNA-seq；分析手段：Seurat整合、聚类、拟时序等；验证：LPS诱导小鼠模型及流式、qPCR等实验。

（二）关键发现
（1）免疫重塑：中度至重度，粒细胞占比升至86.41%，巨噬细胞降至10.66%；（2）粒细胞：向促炎/代谢重编程分化，重度期富集鞘脂等代谢；（3）巨噬细胞：M1极化、修复功能丧失，重度期OXPHOS受损并转向异常代谢；（4）细胞通讯：炎症互作增强，TNF等促炎通路上调，修复信号下调；（5）靶点：巨噬细胞OXPHOS缺陷驱动炎症，p38 MAPK抑制可缓解，潜在靶点含TNF阻断等；（6）进展模型：粒细胞扩增+巨噬细胞异常→炎症正反馈→病情恶化。

（三）元森凯德（YSKD）研制生产的HY-LWH02型Microsprayer Aerosolizer 在本文中的具体功能与实验应用

1. 实现气管内给药，构建临床相关 ALI 模型
本文需要构建模拟人类中度与重度 ALI的小鼠模型，即 24 h（中度样）、72 h（重度样）两个时间节点。传统肺部给药方式（如腹腔注射、尾静脉注射）会导致 LPS 全身扩散，无法模拟肺部局部感染 / 炎症引发的 ALI；而气管切开插管灌流创伤大、死亡率高、个体差异大，无法满足时序观察与重复验证需求。

Microsprayer Aerosolizer （型号HY‑LWH02,生产厂家：北京元森凯德）通过YSKD Biotech可视化喉镜辅助，将喷雾头置入小鼠声门下方气管位置，在不损伤气道黏膜的前提下，将 LPS 溶液以极细雾滴形式直接送入肺部。该操作全程、快速、可控，能够严格模拟人类肺部局部炎症启动 ALI的病理起点，保证动物模型与临床疾病病因、发病部位、损伤机制高度一致。

2. 保证药物在肺内均匀分布，实现损伤标准化与可重复性
单细胞测序与机制验证对动物模型的均一性要求极高。若药物在肺内分布不均，会导致部分小鼠损伤过重、部分过轻，最终造成流式细胞计数、炎症因子检测、基因表达数据离散度大，无法得出可靠结论。

Microsprayer Aerosolizer （型号HY‑LWH02,生产厂家：北京元森凯德）采用高压微喷雾技术，可将 LPS 溶液破碎为直径均匀的微米级雾滴，能够随呼吸均匀弥散至双侧肺叶、支气管与肺泡区域，实现全肺均匀炎症诱导。本文实验结果显示，经该设备给药后，小鼠在 24 h 呈现中度肺损伤、72 h 呈现重度损伤，各组间粒细胞比例、巨噬细胞数量、炎症因子水平、代谢基因表达差异稳定且显著，证明模型重复性极高。这种稳定性直接支撑了本文对 “粒细胞扩张、巨噬细胞耗竭、OXPHOS 损伤、TNF/MAPK 轴激活”等关键结论的验证。

3. 支持时序性模型构建，匹配人类 ALI 中度‑重度进展
本文核心科学问题是ALI 从中度向重度进展的免疫重塑动态，因此必须构建同一造模方式下的时序模型。 HY‑LWH02型号的Liquid MicroSprayer的可控性给药特性，使研究者能够控制 LPS 剂量（4 mg/kg）与给药时机，从而稳定获得 24 h（中度）与 72 h（重度）两个病理阶段。

在实验中，研究者对 BALB/c 小鼠进行麻醉后，使用该设备气管内给予 LPS，分别在 24 h 与 72 h 收集 BALF、肺组织、血清。结果显示：24 h 小鼠肺内粒细胞轻度增加、巨噬细胞功能相对完整；72 h 粒细胞显著扩增、巨噬细胞减少、OXPHOS 受损、炎症因子风暴。该时序变化完美对应人类 ALI 中度到重度的免疫特征，为验证单细胞测序发现提供了理想的动物模型。若无该设备的给药能力，无法稳定获得这种渐进式、可重复的疾病进展模型。

4. 降低动物创伤与死亡率，保障长时程干预实验可行性
本文需要观察至造模后 72 h（重度阶段），并进行p38 MAPK 抑制剂干预实验，对动物存活率与生理状态要求高。传统气管给药方式创伤大、易引发感染、窒息或死亡，难以完成 72 h 长时程观察。

YSKD 公司的HY‑LWH02型号Microsprayer Aerosolizer 为操作，对小鼠气道与全身应激极小，造模后动物存活率高、生理状态稳定，能够满足 72 h 观察及多次药物干预的实验需求。本文中，小鼠在 LPS 造模后接受 p38 抑制剂腹腔注射干预，并在 72 h 完成样本收集，全程动物状态稳定、数据可靠，这完全依赖于该设备带来的低创伤、高稳定模型。

5. 为机制验证提供标准化平台，确保结论可靠
本文体内验证的核心目的是证明人类单细胞数据的因果关系，包括：验证重度 ALI 中粒细胞扩张、巨噬细胞减少；验证巨噬细胞 OXPHOS 缺陷驱动炎症；验证 p38 MAPK 抑制可逆转重度炎症。这些结论均建立在模型高度标准化的基础上。HY‑LWH02型动物气管内雾化给药器Liquid MicroSprayer 通过、均匀、微创给药，消除了给药方式带来的实验偏差，使流式细胞术、qPCR、ELISA 等结果能够真实反映疾病机制，而非操作误差。可以说，该设备是本文从 “临床观察” 到 “机制证实” 的关键桥梁。


本文研究以急性肺损伤（ALI）/ 急性呼吸窘迫综合征（ARDS） 为核心疾病，聚焦临床最关键的科学问题：为何部分 ALI 患者炎症无法消退、病情持续恶化并进展为重度肺损伤。研究采用单细胞 RNA 测序（scRNA‑seq） 技术，系统解析中度与重度 ALI 患者肺泡灌洗液（BALF）中的免疫微环境动态变化，重点揭示粒细胞（中性粒细胞为主） 与巨噬细胞在疾病进展中的协同免疫重塑、代谢重编程及细胞通讯网络改变，并通过小鼠体内实验验证关键机制，最终提出基于疾病严重程度的干预靶点。
附：北京元森凯德生物技术有限公司研制生产的动物雾化吸入给药仪器，主要包括大/小动物肺部气管直接递送装置（动物气道雾化针）、小动物雾化给药仪，动物口鼻吸入、仅鼻腔雾化/鼻-脑给药器、全身式暴露染毒、动物烟气/PM2.5染毒系统、粉尘气溶胶发生器、液体气溶胶发生器、静式吸入染毒柜、臭氧动物暴露装置、动物高低压氧舱，此外给客户多样化提供自动型实验动物安乐处死系统（窒息系统、二氧化碳安乐处死箱），实验动物除臭暂存系统，巴马香猪皮，NGI Gentle Rocker智能洗盘装置，NGI新一代撞击器和ACI安德森撞击器的校验与检测。
部分用户案例：哈佛大学，麻省理工学院，新加坡国立大学，瑞士苏黎世联邦理工学院，加拿大麦吉尔大学，中国科学院上海药物研究所，中国中医科学院中药研究所，丽珠医药集团股份有限公司，康龙化成（宁波）生物医药有限公司，中日医院呼吸病学研究中心/中日友好临床医学研究所，北京中医药大学，中国药科大学，沈阳药科大学，复旦大学，浙江大学，四川大学，广州医科大学附属医院呼吸疾病国家重点实验室，中南大学湘雅医学院等
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