研究肿瘤，试试三维培养方法

导读：从生命诞生开始，细胞家族就一代接一代的往前跑，而癌细胞就是其中不愿意沿着跑道奔跑的“调皮细胞”。随着近年来负面新闻的越来越多，恐癌情绪挥之不去，大家纷纷担心，下一个会不会就是我？这无疑促使科学家们纷纷也与癌症展开了一场赛跑，希望在更多人患上癌症之前破解体内患癌的奥秘。

然而要真实了解人体内癌细胞是如何发生发展的，就要在手术或尸体解剖过程中分离癌细胞进行分析，不幸的是，大约85%的癌症患者在确诊时或因为肿瘤与重要血管缠绕在一起，或是疾病已发展至晚期而不适合接受手术，从而研究人员获取患者样本受到限制。不过一种称为类器官的三维结构为大家带来了希望。

近期来自美国哈佛大学医学院，贝斯以色列女执事医院癌症研究中心的黄凌博士等研究人员研发出了一种利用三维细胞培养技术，利用这一技术，能从胰腺癌症病人组织中扩增和培养原代癌细胞类器官，从而有助于研究人员直接使用病人的组织进行有针对性的研究和快速而经济的个体化的药物测试。这一研究成果公布在《Nature Medicine》杂志上。

那么相比于其它三维培养技术，这种新技术有何特点呢？是否能应用于多种癌症类型呢？如何解决肿瘤内异质性的问题呢？下面我们就来分析一下。

肿瘤类器官是什么？

每个肿瘤都是不同的，即便它们出现在同一器官中。它们各自由携带不同突变的细胞混合物构成，这些突变决定了治疗是否能有效地发挥作用。因此为了研究癌症诱发因素和开发新疗法，许多实验室都使用患者肿瘤细胞等实验模型系统。但是目前可用的细胞系是在次优环境下衍生的，因此很难反映肿瘤细胞的重要特性。这就对具有不同遗传突变的患者的药物敏感性预测结果产生了影响。去年一组美国科学家第一次证实了可以在实验室培育出源自人类前列腺肿瘤的类器官（Organoids），用于测试癌症药物和个体化的癌症疗法。这种由聚集在一起的细胞构成的三维结构类器官，其空间组织结构与器官相似，可以帮助研究人员培养出从样品中取出时不会被周围其他类型细胞污染的3D组织。

低成本，高效率肿瘤类器官三维培养方法

目前全球有超过100家实验室正在用不同的类器官模型开展包括肿瘤在内的疾病的研究，希望类器官能在药物筛选抗肿瘤药物试验以及检测药物的敏感性和耐受性，甚至疾病的成因等方面发挥重要作用。

但早期的类器官技术效率低，临床转化性不高，都只用在实验室的基础研究中，而这项新技术最为重要的特点是能够直接使用病人本身的组织而非实验细胞系来进行类器官的培养，同时这些类器官又能很好的保留病人组织的病理形态和生物机理。

肿瘤类器官的悬浮培养技术已经存在了较长时间，但使用病人肿瘤组织的原代细胞进行贴壁培养的技术最近才有所发展。有关此技术的早期尝试证明了可行性，但是效率很低而无法用于转化医学应用，这项新技术有两个独特的优势: 首先，能够使用较低成本，而且有效的从病人样本中培养出肿瘤类器官(超过百分之八十的成功率)；其次，使用本方法培养出的肿瘤类器官保留了病人组织的多项特征，而这是首次在体外培养技术中实现。这一特点对使用肿瘤类器官在临床中测试和筛选药物的应用和研究至关重要。这两点优势保证了这项技术在同类技术中的竞争力。

同时，这项最新技术也进行了药物检测，在最新这篇论文中，使用了吉西他滨和表观遗传抑制剂来处理五位病人的肿瘤类器官。实验结果表明，五个样本对药物有不同的敏感度，而且敏感度与生物标记呈正相关。虽然这是一个很小样本的测试，但它证明了使用类器官技术来研究测试肿瘤异质性的可行性。该技术最大的优势在于能够建立多位病人肿瘤组织的活体样本库用于研究每个病人的特异致病机理。

本文摘选自linghuang，Ductal pancreatic cancer modeling and drug screening using humanpluripotent stem cell– and patient-derived tumor organoids(2015.10.6). Doi:10.1038/nm.3973