让类器官成为患者“替身”：生物样本库的无限可能浙大医学院蒋明
转自：上观新闻
你是否曾想象，我们能不再依赖动物实验，精准预测药物在人体内的作用机制？类器官技术，或许是打开这一新时代大门的钥匙。
类器官技术的兴起预示着新药研发将迈向“低风险、低成本、高收益”的新阶段，有望颠覆医药行业长期以来的“双十定律”。此外，该技术在精准医疗、再生医学等多个领域的广泛应用，为医学界带来了前所未有的机遇和希望。
类器官能否完全模拟真实器官的功能？
它们将在哪些环节为新药研发带来“加速度”？
目前类器官培养还面临哪些技术挑战？
带着这些问题，上海科技对话浙江大学医学院研究员蒋明，请他分享他及其团队对当下类器官技术发展的思考。
类器官：完美符合模型多方位需求
上海科技：请您介绍一下，什么是类器官？
蒋明：类器官（Organoid）是指利用成体或多能干细胞进行体外三维（3D）培养而形成的具有一定空间结构的组织类似物。它与对应的人类器官拥有高度相似的组织学特征，并能重现该器官的生理功能，因此也被称为“微型器官(Mini-Organ)”。
上海科技：类器官的优势有哪些？
蒋明：事实上，前期我们用的药物开发的基本模型主要是细胞模型和动物模型，前者与人体差异显著，难以实现体内组织的真实性和相似性，因此失败率相当高；后者构建时间长、费用高、通量低，无法进行大规模高通量药物筛选。类器官完美符合了模型的多方位需求，同时也规避了细胞模型和动物模型的劣势。
上海科技：基于这些优势，类器官有哪些可能的应用？
蒋明：类器官可以作为疾病研究之模型、精准治疗之依据和新药研发之平台。比如，基于类器官生物样本库，在疾病模型和机制研究中，类器官可以高度模拟人体内环境，保留原始组织的基因型和表型；在高通量新药筛选上，类器官可用于肿瘤类器官高通量药物筛选和特定突变/亚型肿瘤类器官靶向药筛选。
类器官生物库：患者的“替身”
上海科技：在类器官生物样本库的构建上，您和团队做了哪些工作？有什么进展？
蒋明：我们实验室主要在两个方面开展工作。一方面是构建常见肿瘤的生物样本库，特别是乳腺癌、肺癌和结直肠癌等常见肿瘤的样本库。我们的样本库规模较大，尤其是在乳腺癌和肺癌方面。实验室与一些医院和单位合作，进行小规模的药物筛选研究，特别是针对一些中药单体进行药物筛选，以评估其对某些肿瘤亚型的治疗效果。
另一方面，实验室也在研究各种罕见肿瘤的类器官构建方法。目前，很多研究和应用都集中在常见肿瘤方面，因为针对这些肿瘤的市场需求更大。但是，罕见肿瘤同样存在治疗需求，我们也在努力优化罕见肿瘤的构建方法。例如，我们团队研究了胸腺肿瘤、间皮瘤和骨肉瘤等罕见肿瘤的构建方案。每种肿瘤的构建方案都有所不同，甚至同一种肿瘤在不同病人身上的构建方案也会有很大差异。我们通过大量研究发现，不同病人对因子和药物的反应也是不同的。
上海科技：在临床前药物筛选方面，特别是针对中晚期肿瘤患者的治疗需求，您和团队主要进行了哪些研究？
蒋明：用高效准确的体外肿瘤药敏药筛模型指导患者用药，是解决精准医疗“最后一公里”的关键。中晚期肿瘤患者在经历了各种治疗后仍然没有明显好转，临床实践中往往已经没有可用的药物。
在无药可用的情况下，我们利用患者样本，在体外培养肿瘤细胞，并进行一些临床外药物筛选。如果发现某些药物对患者有效，可以在临床上进行尝试。这项工作需要与医生、患者及其家属进行多方面沟通，以找到对患者最有帮助的治疗方法。
我们主要关注肺癌、结直肠癌和肝癌等肿瘤的中晚期治疗。中晚期肿瘤常常有转移的情况，组织样本的获取变得比较困难，但是通过积液收集样本，可以较容易地获取肿瘤细胞进行后续培养和检测。
上海科技：在您看来，类器官技术当前的发展瓶颈有哪些？如何突破？
蒋明：类器官技术在应用于临床方面面临着一些挑战，主要集中在成本较高、肿瘤应用成功率和检测有效性存在差异等问题。例如，对于肺癌和结直肠癌等常见肿瘤，类器官技术的成功率较高，但对于前列腺癌或肝癌等罕见肿瘤，类器官技术的成功率需要进一步提高。
为了推动类器官技术向临床转化，我们需要建立标准化的流程和体系，并进行大量的前瞻性研究来验证其在临床药效样本检测中的有效性。我认为，可以先从容易培养且成功率较高的肿瘤开始建立标准，并进行临床应用和研究，然后逐步优化条件，完善技术，再推广到其他肿瘤的研究中，这样可以逐步完善技术，验证有效性，最终实现向临床的推广应用。
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作者：蓝悦