对于肿瘤患者而言，眼花缭乱的抗癌药该怎样选择？
明明一样的肿瘤，为什么有的患者可以用这类药，有的患者却不行？
类器官肿瘤药筛模型似乎给患者带来了希望。科学家们可以在实验室培育出源自人类肿瘤的类器官，用于测试癌症药物，从而预测患者对药物的反应。该技术可在疾病的各个阶段，快速检测出最适合患者的药物治疗方案，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。
什么是类器官？
类器官（Organoids）是以干细胞或器官祖细胞为原料，经过体外培养，能发生细胞分化及谱系定向，即自组装为器官样结构的细胞群。类器官技术发展近年来在国际上逐渐受到重视，它可以很大程度上模拟目标组织或器官的遗传特征和表观特征。早在2009 年，Hans Clevers 实验室使用单个 LGR5 + 肠干细胞在体外自组织成具有肠隐窝 - 绒毛结构的肠类器官，这是首个体外自组织的微型器官。也因此，Hans Clevers 被誉为 “国际类器官鼻祖”。
类器官药筛模型
肿瘤类器官能够在体外高度模拟病人原位肿瘤，这就可以在短时间内高效开展药敏检测，模拟患者对药物的反应，这相当于在药物进入人体前，可以先在与人体内相似的类器官上进行提前试药，以找到对该患者的最佳治疗方案。因此类器官被形象地称为患者的 “替身”。
为什么不继续使用现有的2D细胞模型或PDX药筛模型呢？
这是由于2D细胞模型虽然可以在体外进行扩增，但是与人体差异较大，且传代后的细胞会丧失肿瘤异质性。而用人源化小鼠模型（PDX）进行药物的筛选成功率较低，测试周期也较长（通常需要6到8个月才能出结果），且不具备高通量使用的优势。肿瘤类器官作为新型药筛模型具有速度快、通量高、临床相关性强的特点。2018年《Science》杂志报道了首个肠癌类器官药敏临床疗效观察试验，并获得了88%的阳性预测值和100%的阴性预测值的结果，展现了极强的临床相关性。
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。
1.类器官的构建：
样本来源通常为肿瘤组织或者胸腹水等恶心积液，样本经消化或离心、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。
类器官培养特有的重要试剂包括消化液、培养基、基质胶等，这些试剂在不同的实验室及培养不同的肿瘤类器官之间的差异较大。
培养过程中添加的生长因子组合需要进行仔细考量，否则失之毫厘，谬以千里。
杭州市肿瘤医院肿瘤研究所经过多年的条件探索与优化已成功建立肺癌、乳腺癌、肝癌等类器官。相关研究成果已成功申请到题为“肿瘤类器官培养试剂盒与高精度类器官显微成像仪研发”的杭州市科技重点项目。
2.评估：
主要目的是确定类器官和原肿瘤的一致性。本院肿瘤研究所与病理科合作，运用组织病理学染色和基因测序的方法对培养的类器官与原代肿瘤标本进行对比，显示构建的类器官依然保留着原肿瘤的特性。
3.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。
目前，该团队已在中国临床试验注册中心注册“基于类器官技术的肿瘤患者个体化治疗研究”的观察性研究项目，该临床项目的研究过程中发现多个病例的药物敏感性结果与临床疗效一致。
今后，还将构建出多种肿瘤的生物信息库平台，并利用类器官模型库进行大规模药物候选分子的敏感性检测，建立药效学和临床用药信息数据库，这将加速癌症患者精准化、个体化治疗的进程。
类器官临床应用的困境
目前，大多数类器官本身不具备血管化结构和免疫环境，因此无法预测抗血管生成类和免疫类药物。且目前的类器官仅能检测出药物对于肿瘤的抑制效果，对于其他器官是否存在副作用和安全性风险并不能做出预判。
为了解决这些问题，科学家们一直在努力，血管化、具有免疫微环境的类器官的研究从未停止。有朝一日，如果这些特征都能在周期可控的情况下实现，类器官药筛将能提供范围更广、更加准确的答案。我院也将更充分利用本身优势资源深入科学研究，助力精准医疗的发展，做让百姓更满意更放心的肿瘤专科医院。