技术解读|凭什么说肿瘤类器官是“试药替身”？发表时间：2023-10-07 11:43 肿瘤类器官是将类器官与肿瘤结合起来的概念，肿瘤类器官是将取自患者体内的肿瘤组织在实验室经3D培养而成的“微小肿瘤”。 现已证实肿瘤类器官能够保留患者肿瘤组织的异质性，与患者来源肿瘤在病理学、组织学以及基因组等方面均保持高度一致性，因而利用其药物敏感性预测患者疗效准确性较高，是体内肿瘤的“体外拷贝”，可以作为患者的“试药替身”。  近几年来，随着医疗技术的不断进步，人们在一定程度上改变了癌症“不治之症” 的标签。尽管取得了诸多进展，癌症依旧是全世界的一大健康难题。在癌症防治方面，除了预防和早期诊断之外，还需要更多的创新疗法。然而，开发创新疗法并非易事，将创新的基础研究转化为有效治疗方法是癌症治疗过程中的一大瓶颈。 >>什么是类器官、肿瘤类器官<< 01 类器官 02 肿瘤类器官 肿瘤类器官（Patient-derived tumor organoid, PDO）是将类器官与肿瘤结合起来的概念，肿瘤类器官是将取自患者体内的肿瘤组织在实验室经3D培养而成的“微小肿瘤”。   ▲肿瘤类器官概括了患者特异性肿瘤异质性的典型特征 >>类器官与传统科研模型对比<<  ▲2D 细胞模型、PDXs、患者来源的肿瘤类器官的比较 01 2D细胞模型 2D细胞模型是指在培养皿中以单一细胞层形式生长的细胞模型。2D细胞模型具有操作简单、成本低廉和高通量筛选的优势，但缺乏真实器官组织的复杂性。虽然2D细胞模型可以提供基本的细胞生物学信息和药物响应，但对于模拟真实疾病环境和复杂的细胞相互作用较为有限。 02 PDX模型 PDX模型是将患者的肿瘤组织移植到小鼠体内形成的实验模型。PDX模型保留了肿瘤来源患者的异质性，并可以更好地模拟患者的肿瘤反应和药物敏感性。PDX模型对于个体化治疗和研究特定肿瘤类型的药物响应非常有用。 03 肿瘤类器官模型 目前已有众多患者来源的肿瘤样本建立的肿瘤类器官模型，如结肠、食管、胃、大脑、前列腺、胰腺、肝脏、乳腺癌等肿瘤类器官。 >>肿瘤类器官药敏检测流程<< 肿瘤类器官进行药筛的流程，包括类器官的构建、评估、药敏检测三大方面：  ▲肿瘤类器官建立的主要步骤和主要应用 01 肿瘤类器官的构建  类器官培养过程中添加生长因子的组合需要进行仔细考量，否则失之毫厘，谬以千里。 02 肿瘤类器官的评估 在培养好类器官之后，对于类器官的评估和验证也至关重要。通过HE染色、免疫荧光、基因测序等方法，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。评估的目的是确定类器官和来源肿瘤具有一致性，这也是进行后续药筛的前提。 03 肿瘤类器官的药敏检测  肿瘤类器官可用于研究耐药性、代谢、分化和癌症基因功能，近年来，多种不同组织的肿瘤类器官模型已经被用于药物发现探索候选治疗药物的细胞毒性和实现个性化的癌症治疗，Zilong Zhou等人总结类器官培养平台在药物筛选中的应用，见下图。  >>常见肿瘤类器官及其培养系统<< 类器官培养基中需要一些生长因子和抑制剂，培养基中生长因子和抑制剂的不同组合有助于在类器官中产生不同的成分谱系。 << 左右滑动查看下一张图片 >> >>文末小结<< 古有神农尝百草，今有类器官作为患者替身试百药。作为一种新型的药物筛选和药敏检测模型，类器官应用在近两年来初露锋芒。 类器官技术自2009年来历经了应用拓展，已经可以在2周的时间内进行肿瘤药物筛选，为患者提供准确可靠的用药指导建议，在时效性、可筛药物通量、临床相关性等参数方面明显优于其他药物模型。 目前，类器官技术在临床产业化应用尚且处于小荷才露尖尖角的状态，国内外真正具备培养和鉴定类器官及开发类器官药筛的公司数量并不多，产业化的推进还需要解决成本、标准化等限制性因素。随着行业规范的完善和更多临床数据的积累，类器官药筛应用在临床上的广泛开展未来可期。 参考文献 1. Hanxiao Xu,Dechao Jiao,Aiguo Liu,Kongming Wu. Tumor organoids: applications in cancer modeling and potentials in precision medicine. J Hematol Oncol. 2022; 15, 58. 2. Malia Alexandra Foo, Mingliang You, Lingzhi Wang, Boon‑Cher Goh, et al. Clinical translation of patient-derived tumor organoids- bottlenecks and strategies Preclinical tumor models are an important platform for mechanistic research and testing of new drugs.Biomark Res. 2022 Mar 10;10(1):10. 3. Jarno Drost, Hans Clevers.Organoids in cancer research.Nat Rev Cancer. 2018 Jul;18(7):407-418. 4. Bauer L. LeSavage, Sarah C. Heilshorn, et al. Next-generation cancer organoids. Nat Mater. 2022 Feb;21(2):143-159. 5. Zilong Zhou, Lele Cong, Xianling Cong. Patient-Derived Organoids in Precision Medicine: Drug Screening, Organoid-on-a-Chip and Living Organoid Biobank. Front Oncol. 2021 Dec 30;11:762184. 6. Colin Rae, Francesco Amato, Chiara Braconi. Patient-Derived Organoids as a Model for Cancer Drug Discovery.Int J Mol Sci. 2021 Mar 27;22(7):3483. 7. Georgios Vlachogiannis, Nicola Valeri, et al. Patient-derived organoids model treatment response of metastatic gastrointestinal cancers. Science. 2018 Feb 23;359(6378):920-926. △上下滑动查看更多 ------------携手麒麟医药❤畅享健康人生------------
|
