肿瘤类器官技术为癌症研究与治疗带来新突破!

发表时间:2023-04-18 14:58作者:麒麟医药
在过去的几十年里,尽管某些类型癌症的治疗取得了实质性进展,但癌症仍是全球主要的健康问题。随着精准医学时代的到来,肿瘤类器官技术为癌症研究与辅助治疗带来了新的突破
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近年来,癌症发病率和死亡率一直在上升,成为威胁人民群众生命健康的最大杀手。2020年,全球癌症新发病1929万例,死亡996万例。我国新发癌症457万例,死亡300万例,相当于每分钟有8人确诊患癌,有6人死于癌症,如何有效地治疗癌症已经成为全社会越来越强烈的诉求

随着越来越多的靶向药物、免疫治疗不断问世,肿瘤治疗步入了精准治疗时代,但随之而来的试药耗时长、耐药出现快等问题也日益凸显

肿瘤类器官技术的诞生刚好解决了这些难题,它能够代替病人试药,并在短时间内快速筛选出最适合患者的治疗药物,降低药物毒副作用、耐药风险和肿瘤复发几率,在避免“走弯路”的同时,减轻患者的经济负担。


什么是肿瘤类器官


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肿瘤类器官是将患者来源的新鲜肿瘤组织,经体外三维(3D)细胞培养系统建立的、与患者肿瘤特征高度相似的一种立体模型,它可以最大程度地模拟体内组织结构及功能,并能够长期稳定传代培养,因此“类器官”也常被称为“微器官”,“类器官”即类似组织器官之意。

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图:显微镜下的肺癌、胃癌和乳腺癌类器官

相比培养皿中的细胞模型和实验鼠模型,肿瘤类器官具有更接近生理细胞组成和行为、更稳定的基因组、更适合于生物转染和高通量筛选等的优势。它不但可以长期保持肿瘤的异质性,还能够最大程度得模拟人体内肿瘤微环境,更加客观准确的模拟病人对药物的反应,因此类器官被形象地称为肿瘤患者的“替身”


肿瘤类器官是如何完成药筛的


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肿瘤类器官进行药筛的流程,主要包括类器官构建、评估、药敏检测三大环节。

一、类器官构建

类器官的样本来源通常为肿瘤组织或者胸腹水等恶性积液,样本经离心、过滤后分离出肿瘤细胞,然后选择合适的生物材料或者基质胶作为3D培养的细胞外基质,通过模拟肿瘤细胞基质环境进行培养,最后形成体外类器官模型。
以肠道肿瘤类器官为例,首先将患者来源的肿瘤样本组织通过机械剪切得到肿瘤细胞团,再将细胞团酶消化成单细胞。分离消化后,将细胞嵌入到基质胶中并在96/384孔板上进行胶滴的种接,再覆盖以培养基和细胞因子培养。

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图:肠道肿瘤类器官的培养流程

麒麟医药现已成功建立胃癌、肺癌、结直肠癌和乳腺癌等多癌种的肿瘤类器官,并成为山东省内第一家肿瘤类器官药敏检测商业化落地的企业
二、类器官评估

类器官培养完成后,再通过基因测序、免疫荧光、HE染色等方法,从形态学、组织病理学以及分子遗传学等多个维度对类器官进行鉴定。其主要目的是确定类器官和原肿瘤的一致性,这也是进行后续药筛的前提。


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图:组织病理学染色(左)和基因测序(右)

麒麟医药经过持续研发,已经建立了包括组织采集、运输、培养、储存、复苏、传代等一系列技术体系,并形成了实验室建设和运行的相应规范。

三、类器官药敏检测

类器官目前可筛选的药物种类包括化疗药、小分子靶向药、抗体药物等。通过检测药物的IC50和细胞抑制率,来预测对肿瘤抑制效果最好的药物或药物组合。


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图:肿瘤类器官的药敏检测流程
麒麟医药正在开展肿瘤类器官样本库的建设,后续将通过类器官的生物样本库为肿瘤患者提供药敏检测服务,为药企、科研单位提供CRO服务。

肿瘤精准医学时代的“试药替身”


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接下来,给大家分享几个因肿瘤类器官药敏技术获益的真实案例。

一、案例一孙先生(56岁)

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图:类器官药敏结果提示:奥希替尼+赛沃替尼组合敏感

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二、案例二-许女士(35岁)

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图:类器官药敏结果提示:TH方案+咯替尼组合敏感

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OncoMed®肿瘤类器官药敏检测平台


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OncoMed®肿瘤类器官药敏检测平台,是由麒麟(山东)医药科技有限公司携手海洋国家实验室海洋创新药物筛选与评价平台的杨金波教授团队历时3年联合研制完成。

该药筛技术是结合NGS高通量测序,通过类器官芯片技术对肿瘤组织进行培养扩增,能够在10-14天内全面排查人体自身发生突变的基因,完成药物敏感性测试,帮助早期多药难选和晚期多线耐药患者,量身制定个体化精准用药方案提供科学依据。


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