2020年，中国癌症新发病例457万，新增死亡病例达300万——抗癌是人类医学史上的长久难题。

抗癌离不开医学研究，而医学研究离不开生物模型，对于临床来说尤其需要合适的模型来进行药物开发和疾病诊治的开拓。作为生物医药领域的革命性模型，过去十年来，类器官技术被视为服务于精准医学、药物测试研发、再生医学等领域疾病模型研究中最令人振奋的突破之一。

日前，在“创·在上海”大中小企业融通科创论坛暨“无科创 无未来”复旦管院科创走进嘉定活动中，复旦大学生命科学学院院长林鑫华教授直言，眼下，类器官技术在器官发育和维持、病毒传播及致病机制、肿瘤研究等方面被广泛应用，但在类器官技术高速发展的同时，唯有严守标准关，方能行稳致远。

直接从患者体内取样，类器官适用于药物测试研发

类器官的起源可以追溯到1907年，贝克罗莱那大学教授威尔逊发现，通过机械分离的海绵细胞可以重新聚集，并自组织成为新的具有正常功能的海绵有机体。这一发现为此后类器官技术的发展打下基础，现今，类器官模型已涵盖人体多个器官和组织，如肠道、胃、肝脏、胰腺、肾脏、脑等。

“类器官可以取自人体组织的任何一部分，例如提取一根头发、一片皮肤，再通过各种基因编辑做成与人体内器官类同的细胞组织。这种细胞组织具备了组织记忆、自我组装、重现组织器官结构的能力。”林鑫华介绍，不需要通过小鼠，直接从患者体内取样，这些特性也让类器官作为药物测试研发的优良离体模型而备受关注。

目前，类器官技术已广泛应用于预测抗肿瘤药物敏感性，包括预测化疗药物和靶向药物有效性，预测免疫治疗药物（如PD-1抗体药）有效性等。

“肿瘤异质性是恶性肿瘤的重要特征之一，比如同种恶性肿瘤不同患者间或同一患者体内不同部位肿瘤细胞间存在差异，不同患者对抗肿瘤药不同的敏感性及耐药性。”林鑫华解释，可以通过类器官技术建立一系列模型，例如利用人体肝脏细胞，建立人体肝母细胞瘤类器官，再由这个肿瘤类器官模型进行一系列药物测试，以检测抗肿瘤药物对肿瘤的影响。

简单来说，肿瘤类器官如同患者肿瘤的一个体外“替身”，其与患者体内肿瘤保持高度一致，包括对药物的反应，因而可以在肿瘤类器官上进行抗肿瘤的药物检验，从而获知哪一种药物可能对患者最有效果。林鑫华补充说，类器官技术还有望与新一代核酸测序技术一起，共同帮助医生择药，实现临床精准用药。

类器官技术还能助力新药研发，用于药物毒性和有效性测试。比如，肾、肝、肠类器官用于药物的毒性预测；携带特定突变的肿瘤类器官筛选靶向药；免疫细胞治疗疗法、溶瘤病毒疗法评价等。

与此同时，类器官作为组织再生疗法的应用性也逐渐受到重视。目前，各种基于类器官的再生医学正飞速开发，已进入临床试验阶段。未来，有望在临床上实现有功能、定植性更强的类器官进行移植，例如成体干细胞来源的肝、肠、肺、胰岛类器官移植等。

类器官技术高速发展，挑战与机遇并存

眼下，类器官是个热门领域，但“跑得很快，仍需要进一步成熟和完善。”林鑫华指出，类器官领域仍有很多挑战，其中也并存着机遇。

“2009年，荷兰科学家汉斯·克里夫团队使用来自小鼠肠道的成体干细胞培育出首个肠道类器官,开创了类器官研究的时代。十几年过去了，这段时间内类器官的技术层突破主要有两个方面。首先是成体干细胞来源的多种类器官培养体系的建立；其次是多能干细胞诱导分化的类器官培养模式的建立。很多成体干细胞不够活跃的成体组织如脑组织、心脏组织也可以通过诱导性多能干细胞进行类器官培养。”林鑫华说。

但要注意的是，类器官系统具有局限性。例如，体外培养的类器官成熟度和功能有限；类器官形成效率、形态结构和功能方面存在异质性；关键原材料来源有限并且成分不明确。

此外，在培养标准化方面，目前类器官制备工艺、类器官培养材料、类器官（肿瘤等）标志物尚无统一标准。而在材料产业化方面，则需开发更优的生物基质凝胶、探索新的合成类基质（水凝胶）、研发自主知识产权的原材料等。

“严格的质量控制，标准化的培养体系，还有工程的自动化操作程序，都会对转化产生非常重要的影响，而这也将决定着类器官技术能否跑得又快又稳。”林鑫华说。

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