類器官，顧名思義，是一種能夠模擬真實器官結(jié)構(gòu)和功能的微型細(xì)胞結(jié)構(gòu)。這些微型結(jié)構(gòu)并不是簡單地復(fù)制真實器官，而是在細(xì)胞層面上重現(xiàn)了器官的關(guān)鍵功能。它們是從干細(xì)胞或特定的前體細(xì)胞中培養(yǎng)出來的，經(jīng)過一系列復(fù)雜的生物過程，Z 終形成一個三維的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。這個結(jié)構(gòu)不僅在形態(tài)上與真實器官相似，而且在功能上也能夠模擬器官的關(guān)鍵功能。

但是，類器官技術(shù)的真正價值不僅僅在于它能夠模擬真實器官的功能。更重要的是，它為科研人員提供了一個獨特的平臺，用于研究各種生物過程，包括器官的發(fā)育、疾病的發(fā)生和進(jìn)展，以及藥物的篩選和毒性測試。通過這個平臺，科研人員可以更加深入地了解生命的奧秘，為未來的醫(yī)學(xué)研究和治 療提供更為精確的數(shù)據(jù)支持。

此外，類器官技術(shù)還為個性化醫(yī)學(xué)提供了可能性。在過去，醫(yī)生在為患者制定治 療方案時，往往需要依賴于統(tǒng)計數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。但是，每個人的身體都是獨特的，同樣的治 療方案在不同的人身上可能會產(chǎn)生不同的效果。而通過類器官技術(shù)，醫(yī)生可以從患者的身體中提取細(xì)胞，培養(yǎng)出類器官，然后在這個模型上進(jìn)行藥物測試，從而為患者制定出更為精確的治 療方案。

在醫(yī)學(xué)研究的歷程中，為了更好地理解疾病的機(jī)制和篩選有效的治 療方法，科研人員一直在努力尋找更為精確和實用的模型。傳統(tǒng)PDX模型在過去的研究中發(fā)揮了重要作用，但隨著科技的進(jìn)步和研究需求的變化，類器官技術(shù)逐漸嶄露頭角，為藥敏檢測帶來了新的機(jī)遇。當(dāng)前可用的相關(guān)藥敏檢測材料大致可分為以下類型：

細(xì)胞系 這是Z傳統(tǒng)的方法，涉及到使用已經(jīng)在實驗室中培養(yǎng)了很長時間的腫瘤細(xì)胞，雖然它們是容易獲得和使用的，但它們可能已經(jīng)失去了原始腫瘤的一些關(guān)鍵特性。

球體培養(yǎng) 這是一種通過特定耗材將腫瘤細(xì)胞在三維環(huán)境中培養(yǎng)的方法，使它們形成球狀結(jié)構(gòu)。這種方法更好地模擬了腫瘤在體內(nèi)的三維結(jié)構(gòu)。

PDX (Patient-derived Xenograft) 模型 即患者來源的異種移植模型，已經(jīng)被證明可以反復(fù)傳代并保留腫瘤的克隆結(jié)構(gòu)和遺傳多樣性，這使得它成為了研究患者治 療反應(yīng)的理想模型。然而，PDX模型的生成速度慢且成本高昂，這限制了其在診斷藥物篩選和精 準(zhǔn)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。

與此相比，PDO (Patient-derived Organoids) 技術(shù)，即患者來源的類器官技術(shù)，提供了一個三維細(xì)胞培養(yǎng)模型，能夠模擬真實的生物環(huán)境。這種技術(shù)的主要優(yōu)勢在于它可以快速生成，非常適合進(jìn)行藥物敏感性測試。但PDO技術(shù)在生成和擴(kuò)展過程中仍然面臨一些挑戰(zhàn)。具體來說，雖然PDO技術(shù)可以在短時間內(nèi)生成，但要將其擴(kuò)展到足夠的規(guī)模以進(jìn)行藥物測試，可能需要更多的時間和資源。此外，PDO技術(shù)的復(fù)雜性也意味著需要專門的設(shè)備、耗材和技能來進(jìn)行操作，這增加了其在臨床中的應(yīng)用成本。

盡管類器官技術(shù)為醫(yī)學(xué)研究和治 療帶來了巨大的潛力，但在實際應(yīng)用中，這一技術(shù)仍然面臨著一系列的挑戰(zhàn)和難點。

在許多疾病的治 療中，時間是至關(guān)重要的。特別是在腫瘤治 療中，及時的干預(yù)往往意味著更高的治愈率和更好的生活質(zhì)量。在臨床實踐中，治 療決策通常在14天內(nèi)做出，而當(dāng)前的PDO生成時間框架可能會導(dǎo)致延誤。這意味著，患者可能需要等待較長的時間才能獲得治 療建議，這無疑增加了治 療的風(fēng)險和不確定性。

盡管類器官技術(shù)在理論上具有巨大的潛力，但在實際應(yīng)用中，這一技術(shù)仍然面臨著一系列的技術(shù)挑戰(zhàn)。例如，為了開發(fā)出具有臨床應(yīng)用價值的診斷試驗，研究人員需要加速PDO的生成和功能測試。此外，從核心活檢中開發(fā)自動化程序也是一個技術(shù)難題。

隨著免疫療法在腫瘤治 療中的應(yīng)用越來越廣泛，免疫腫瘤學(xué)的研究也變得越來越重要。然而，要在類器官培養(yǎng)中重現(xiàn)生理免疫活動是一個巨大的挑戰(zhàn)。盡管已經(jīng)有了一些初步的研究，例如外周血淋巴細(xì)胞和腫瘤類器官的共培養(yǎng)模型，但這一領(lǐng)域仍然有很多未知的問題需要研究人員去探索和解決。

在醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域，新技術(shù)的出現(xiàn)往往意味著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。2022年6月，Ding et al 提出一種名為micro-organospheres (MOS) 技術(shù)^[1]。它作為類器官技術(shù)的一個新分支，近期逐漸受到了科研人員的關(guān)注。那么，MOS技術(shù)到底是什么？它的技術(shù)路線是怎樣的？又為臨床實踐帶來了哪些優(yōu)勢？

Micro-Organospheres (MOS) 是一種新型的微型類器官技術(shù)。與傳統(tǒng)的類器官技術(shù)不同，MOS技術(shù)使用微滴乳化微流控技術(shù)從低體積患者組織中快速生成微型類器官。這些微型結(jié)構(gòu)不僅在形態(tài)上與真實器官相似，而且在功能上也能夠模擬器官的關(guān)鍵功能。更為重要的是，MOS的小尺寸和高表面積對體積比，使其易于被患者來源的免疫細(xì)胞滲透，這為免疫療法的研究和應(yīng)用提供了新的機(jī)會。

MOS技術(shù)的關(guān)鍵在于其獨特的生成方法。傳統(tǒng)的類器官技術(shù)往往需要較長的時間和復(fù)雜的步驟，而MOS技術(shù)則大大簡化了這一過程。通過微滴乳化微流控技術(shù)，研究人員可以從小部分組織活檢中快速生成數(shù)千個MOS，這不僅大大提高了生成效率，而且降低了成本。更為重要的是，這種方法使得MOS技術(shù)在某些特定的應(yīng)用中（如：T細(xì)胞治 療），擁有了獨特的優(yōu)勢。

Ding et al文獻(xiàn)中，通過對8名轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者的臨床研究，結(jié)果顯示通過MOS試驗產(chǎn)生的報告可以控制在14天內(nèi)（平均10天），而且與后續(xù)的臨床研究結(jié)果具有一致性。此外，MOS保留了原始腫瘤組織的基質(zhì)細(xì)胞和免疫細(xì)胞的活性，為測試免疫治 療提供了有力的工具。這意味著，患者可以更早地獲得治 療建議，從而提高治 療的效果。當(dāng)然，從實踐的角度而言，這項技術(shù)仍在早期的探索階段。因此還需要進(jìn)行更多數(shù)據(jù)的驗證，以及進(jìn)一步的評估。

隨著醫(yī)學(xué)研究的深入，類器官技術(shù)逐漸成為了一個研究熱點。這一技術(shù)不僅為基礎(chǔ)研究提供了一個有前景的研究平臺，而且為臨床藥敏試驗帶來了新的機(jī)遇。那么，面對未來，類器官技術(shù)在臨床藥敏試驗中的應(yīng)用和發(fā)展會是怎樣的呢？

除了MOS技術(shù)外，還有許多其他的類器官技術(shù)正在被研究和開發(fā)。例如，患者來源的類器官與免疫細(xì)胞的共培養(yǎng)模型，微流控類器官芯片等都是潛在的研究方向。這些技術(shù)各有優(yōu)勢，為臨床藥敏試驗提供了更為廣泛的選擇。

隨著精 準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展，個性化治 療成為了一個重要的研究方向。類器官技術(shù)為這一領(lǐng)域提供了一個有前景的研究平臺。通過對患者來源的類器官進(jìn)行藥物敏感性測試，醫(yī)生可以為患者提供更為精確和個性化的治 療建議。

隨著免疫療法在腫瘤治 療中的應(yīng)用越來越廣泛，如何確保免疫細(xì)胞的活性和效力成為了一個重要的研究方向。類器官技術(shù)為這一領(lǐng)域提供了一個有前景的研究平臺。例如，外周血淋巴細(xì)胞和腫瘤類器官的共培養(yǎng)模型已經(jīng)被用于測試腫瘤反應(yīng)性T細(xì)胞，這為免疫療法的研究和應(yīng)用提供了新的思路。

類器官技術(shù)為醫(yī)學(xué)研究和治 療帶來了新的機(jī)遇。隨著技術(shù)的不斷完善和應(yīng)用，我們有理由相信，未來的醫(yī)學(xué)研究和治 療將會變得更為精 準(zhǔn)和高效。但同時，我們也需要認(rèn)識到，技術(shù)的成功應(yīng)用需要各個學(xué)科的研究人員進(jìn)行深入的合作和交流。

類器官的制備具有較高的操作和專業(yè)要求，丹納赫生命科學(xué)提供類器官研究從類器官制備到鑒定的完整解決方案，全面助力類器官的制備過程，輔助藥敏檢測實驗的研究開展。

丹納赫生命科學(xué)旗下貝克曼庫爾特自動化工作站Biomek系列，采用吸頭移液方法實現(xiàn)自動化實驗操作，是類器官自動化培養(yǎng)與換液的全能助手。可匹配后續(xù)核酸提取以及二代測序DNA/RNA建庫流程，實現(xiàn)從細(xì)胞培養(yǎng)到分析應(yīng)用的全自動化。

對于有藥篩實驗需求的研究，可在Biomek自動化系統(tǒng)基礎(chǔ)上搭配Echo 650納升級移液工作站。利用Echo無接觸、體積小的特點，將化合物轉(zhuǎn)移到實驗板里。

使用一般的倒置顯微鏡較難清晰觀察到類器官的多層組織結(jié)構(gòu)，因此需要利用到共聚焦成像、3D成像等新技術(shù)手段。

丹納赫生命科學(xué)旗下徠卡顯微系統(tǒng)的MICA全場景顯微成像分析平臺，滿足不同檢測精細(xì)度及應(yīng)用目的需要，還可以直接培養(yǎng)并觀察細(xì)胞。

丹納赫生命科學(xué)旗下美谷分子儀器的ImageXpress Confocal HT. ai智能型共聚焦高內(nèi)涵成像與分析平臺，在藥效鑒定、藥毒性篩查、科學(xué)研究中提供各種類型類器官模型高通量成像與3D分析。

[1] Ding S, Hsu C, Wang Z, Natesh NR, Millen R, Negrete M, Giroux N, Rivera GO, Dohlman A, Bose S, Rotstein T, Spiller K, Yeung A, Sun Z, Jiang C, Xi R, Wilkin B, Randon PM, Williamson I, Nelson DA, Delubac D, Oh S, Rupprecht G, Isaacs J, Jia J, Chen C, Shen JP, Kopetz S, McCall S, Smith A, Gjorevski N, Walz AC, Antonia S, Marrer-Berger E, Clevers H, Hsu D, Shen X. ”Patient-derived micro-organospheres enable clinical precision oncology“. Cell Stem Cell. 2022 Jun 2;29(6):905-917.e6. doi: 10.1016/j.stem.2022.04.006.