类器官 VS 组织样本 VS 动物模型
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
。类器官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。
类器官
（Organoids）
指利用成体干细胞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。尽管类器官并不是真正意义上的人体器官，但能在结构和功能上模拟真实器官，能够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
（因此也被称为“微型器官”）
。
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”。
图片来源：Hans Clevers, Nature, 2009
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”。
一个关键问题，为什么不继续使用现有2D细胞模型或PDX药筛模型？
因为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6~8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。
肿瘤临床药筛模型必须能满足三大要求包括：
需要在短时间内出具药敏检测结果、药物筛查通量高、预测效果准确
。而类器官都显现出了强劲优势。
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速度快
：类器官构建成功率高，培养速度快。常规来说，在类器官培养一周之后就可以进行药筛。从样本采集到出具药敏结果的全流程已经可以很好地控制在2周之内。
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通量高
：利用类器官不仅可以在孔板上进行多种药物的筛查，每个药物还可以测试不同的浓度，多个实验平行开展。
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临床相关性强
：类器官用于癌症药筛的临床相关性和预测有效性在多篇研究中都已经得到了较为充分的证实。Vlachogiannis G团队在Science发表了肿瘤类器官体外药敏测试指导临床用药的里程碑式研究，在71位转移性胃肠道癌提取了110份组织构建了类器官，共测试了55种抗癌药物。研究结果显示，类器官药筛达到了93%的特异性，100%的灵敏度、88%的阳性预测率和100%的阴性预测率，展现了极高的临床相关性
。
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。
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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
。
