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2022-11
近日,《国家自然科学基金“十四五”发展规划》(后简称《规划》)正式公布全文,共计21个章节,完整的阐明了国家自然科学基金委十四五期间的发展方向与相关理念。本次规划公布了完整的115项“十四五”优先发展领域,这对于近几年的国家自然科学基金申请具有重要意义!
细看规划不难发现,类器官技术被反复提及,在正文中第64项“细胞命运可塑性与器官发生、衰老和再生的分子基础”、第85项“创新药物及生物治疗新技术”、以及第100项“多学科交叉新型诊疗技术”中类器官及器官芯片都赫然在列,类器官俨然已成为十四五国自然炙手可热的新方向。
其实早在2018年,国自然就开始提及支持肿瘤研究新技术新方法,包括类器官(Organoids)模型的建立及其相关新型光子成像技术的研究,随后多年都建议支持研究肿瘤类器官模型以及类器官技术。
一
类器官是什么?
类器官是利用干细胞或患者组织在3D培养条件下形成的多细胞立体结构,在结构以及功能上高度模拟人体器官好病变组织(如癌症),能够形成器官类似的空间结构并且分化出对应功能,具备增殖分化、自我组装、长期培养、遗传稳定等特点。
类器官的应用
类器官可以作为多种疾病的体外模型,使深入探究人类疾病本质和制定有效干预措施成为可能;在疾病发生机理、新靶标发现、诊疗新策略探索、药敏检测、新药研发、再生医学等多个方面拥有广泛的应用前景。
类器官技术发展史
二
类器官应用方向
科研“高分”利器!
——类器官平台助力科研
在 PubMed 公开发表文献中检索“organoids”,可以发现,近几年来,涉及类器官技术的文献数量呈现直线上升,其中不乏多篇 CNS 等各大期刊文献。
在机制研究中,不同的模型都各具自身的优点及局限性。细胞系操作简便,成本低,但包含的细胞类型过于单一,且不具有3D结构。而人源异种移植模型,虽然能够提供很好的体内模型,但不仅存在人鼠之间物种的差异,且成本高昂、建模周期长和建模成功率低,还具有无法高通量使用等问题。相比来说,类器官具有拟合度高、培养周期短、传代稳定、易自动化等优势,具备了高通量使用的条件,常常与各种其他模型一起应用于科研中,互相补充,提高试验的严谨性。
由于类器官技术本身具有极高的创新性,类器官已成为疾病研究最受瞩目的模型,深受基金项目申请和高分杂志的青睐,使用类器官发表文章及申请国自然都是很有优势的。
类器官被官方正式承认!
——类器官试验助力新药研发
*案例1:
2021年11月30日,CDE发布《基因治疗产品非临床研究与评价技术指导原则(试行)》和《基因修饰细胞治疗产品非临床研究技术指导原则(试行)》,首次将类器官列入基因治疗及针对基因修饰细胞治疗产品的指导原则当中。
*案例2:
2022年8月,FDA批准了完全基于“类器官芯片”研究或者临床前数据的新药(NCT04658472)进入临床试验,这是全球范围内首次批准一个未使用动物实验的药物进入临床试验。这于新药研发无疑是一个里程碑事件——这代表着“类器官芯片”实验首次取代传统动物实验并被官方正式认可。
这些案例共同体现了近年来各界及一些非临床药物安全协会和机构也在规范新药研发和临床前试验做出的努力,同时昭示了减少不必要的动物试验的趋势,推动人源体系高仿生、高通量如类器官、类器官芯片等这种创新模型,从而推动药物研发与临床转化的趋势。而在这一大背景下,类器官作为体外3D模型代表将在未来为新药研发和新药试验作出更大贡献。
药物试验新趋势!
——类器官试验助力药物毒性研究
美国当地时间2022年9月29日下午,美国参议院通过了美国食品药品监督管理局现代化法案(FDA Modernization Act 2.0,S.5002),这项立法取消了之前对动物临床试验的严格要求,并建议在适当的时候使用替代方法。该法案的修订将结束FDA要求实验药物在人体临床试验之前必须先进行动物试验的规定。
此外,法案还包含了另一项拟议改革的內容:即由参议院Ben Ray Lujan 起草的《减少动物试验法》,用以修订公共卫生服务法案,不再强制生物类似药(生物仿制药)进行动物试验。
这一法案的实施可能引导未来几年逐渐减少实验动物的使用,并在同时促进类器官、干细胞、微流控等其他方法的应用。而目前,类器官平台正是最有潜力成为动物试验的技术补充。
个体化医疗好帮手!
——类器官药敏助力精准医疗
2022年6月24日,《类器官药物敏感性检测指导肿瘤精准治疗临床应用专家共识(2022年版)》在《中国癌症防治杂志》正式发布。
2022年8月9日,《肿瘤类器官诊治平台的质量控制标准中国专家共识(2022年)》在《中国癌症杂志》正式发布。
多项研究成果和临床案例都验证了类器官药敏试验能够很好预测患者的特异性,能够辅助患者的个体化治疗。共识的发布反映了临床的需求,也推动了肿瘤类器官药物敏感性检测在临床中的规范应用。类器官技术将在推动下不断向前发展,更好地辅助患者个体化精准治疗,让更多患者从中获益。
精科医学
精科医学作为国内类器官技术转化先行者,我们在类器官培养上积累了丰富的经验,涵盖了乳腺癌、肺癌、胃肠癌、肝癌、膀胱癌、前列腺癌、肾癌、甲状腺癌、卵巢癌、宫颈癌、骨肉瘤以及脑肿瘤等多种实体肿瘤。其中基于活检组织的微量建模培养成功率极高,同时可以实现穿刺标本的“一样两检”(类器官药敏+NGS)。精科拥有自主研发的类器官培养技术,能够有效地延长样本保护期,扩大地域覆盖面。此外我们还和多家医院和科研机构开展科研与临床合作。目前我们已经在类器官建模方法、类器官鉴定、药物敏感性检测、类器官共培养等多个重要技术上实现突破,并已建立相关的实验室标准。