類器官技術(shù)及其對(duì)消化系統(tǒng)腫瘤的臨床應(yīng)用

一、引言人類的消化系統(tǒng)主要由口腔、食道、胃腸道，以及唾液腺、肝臟、胰腺等輔助器官組成。起源于消化道和輔助器官的消化系統(tǒng)腫瘤是目前最常見的癌癥類型，包括食管癌、胃癌、結(jié)直腸癌（CRC）、肝癌和胰腺癌。其中，食管癌、胃癌、結(jié)直腸癌的發(fā)病率在全球惡性腫瘤中分別排在第八、第五、第三位。胃癌和結(jié)直腸癌分別是全球第三大和第二大癌癥相關(guān)死亡原因。此外，肝癌和胰腺癌因確診較晚且對(duì)治療反應(yīng)有限，是最致命的惡性腫瘤?？偟膩碚f，這些消化系統(tǒng)腫瘤占人類癌癥發(fā)病率的25%以上，占癌癥相關(guān)死亡原因的35%。因此，臨床上亟需為這些癌癥制定更加有效的治療策略。然而，開發(fā)新的治療方法的主要障礙之一是缺乏能夠很好地再現(xiàn)患者腫瘤特征的癌癥模型。以往人們通過各種模型對(duì)消化系統(tǒng)腫瘤的發(fā)病機(jī)制和治療策略進(jìn)行了大量的研究。目前，患者來源的腫瘤細(xì)胞系（PDC）和腫瘤異種移植（PDX）是最常用的腫瘤模型。二維培養(yǎng)的PDC因缺乏腫瘤結(jié)構(gòu)和微環(huán)境的特點(diǎn)，限制了其在臨床前研究中的應(yīng)用。雖然與PDC相比，PDX可以更好地模擬人類腫瘤生物學(xué)特性，但也存在成功率低、周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)。近年來，三維（3D）培養(yǎng)技術(shù)已經(jīng)被用于開發(fā)新的和更接近人類生理的癌癥模型。值得一提的是，Sato等利用單個(gè)LGR5+的干細(xì)胞成功建立了3D腸道隱管-絨毛結(jié)構(gòu)，稱為腸類器官。這項(xiàng)研究為其他消化系統(tǒng)類器官的建立奠定了基礎(chǔ)。目前為止，研究者已經(jīng)建立了大多數(shù)消化系統(tǒng)的類器官，包括結(jié)腸、肝臟、胰腺、胃、唾液腺、食道。這些3D培養(yǎng)的類器官模擬了原始組織的組織學(xué)和遺傳學(xué)特征，比PDC和PDX具有更多優(yōu)勢(shì)。因此，類器官已成為消化系統(tǒng)腫瘤研究的理想模型。本文中，我們討論了類器官的建立方法及其在基礎(chǔ)和轉(zhuǎn)化研究中的應(yīng)用。二、消化系統(tǒng)類器官的建立（一）類器官的細(xì)胞來源理論上，類器官可以從含有干細(xì)胞的組織或結(jié)構(gòu)中生成。目前，建立正常類器官的細(xì)胞來源包括多能干細(xì)胞（plurpotentstemcells,PSC）和成體干細(xì)胞（adultstemcells,ASC）（圖1）。成體干細(xì)胞廣泛存在于各種組織類型中，負(fù)責(zé)組織維護(hù)和損傷修復(fù)。例如，研究表明LGR5可作為各種消化道上皮細(xì)胞的干細(xì)胞標(biāo)記物。在多種生長(zhǎng)因子和其他刺激存在的情況下，組織來源的成體干細(xì)胞可以在3D基質(zhì)中高效地生長(zhǎng)為類器官。兩種PSC——胚胎干細(xì)胞（ESC）和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）——可以用來建立類器官。由于人類ESC既不方便獲取也不符合倫理要求，在這里不作討論。iPSC具有自我更新和分化的能力，已被廣泛應(yīng)用于正常的類器官構(gòu)建。由于癌癥類型和致癌突變的差異，不同患者來源的iPSC生成腫瘤類器官的效率不同。因此，iPSC來源的類器官通常需要選擇性地培養(yǎng)為特定亞型，缺乏原始腫瘤的遺傳異質(zhì)性。

圖1.消化系統(tǒng)類器官的構(gòu)建。（二）一般步驟從小鼠和人類成體組織中構(gòu)建消化系統(tǒng)類器官的方法已經(jīng)有大量研究報(bào)道。這里將大致步驟總結(jié)如下。首先，采集標(biāo)本后，去除肌肉、結(jié)締組織等多余組織。然后，將組織剪碎，并在溫和的蛋白酶，如膠原酶或中性蛋白酶中進(jìn)行消化。對(duì)于表達(dá)特異性干細(xì)胞標(biāo)記物的單個(gè)干細(xì)胞，可以通過流式細(xì)胞術(shù)進(jìn)行分選。接下來，將消化后的混合細(xì)胞或干細(xì)胞懸液包裹于3D細(xì)胞外基質(zhì)（如Matrigel），該基質(zhì)能夠幫助細(xì)胞分化和進(jìn)行空間組織，使其成為具有功能的類器官。Matrigel凝固后，加入含多種生長(zhǎng)因子、分化因子和細(xì)胞因子的類器官培養(yǎng)基。每3~5天更換一次培養(yǎng)基，單細(xì)胞一般可在1周內(nèi)形成3D類器官結(jié)構(gòu)。這些類器官可以進(jìn)行連續(xù)傳代和凍存，同時(shí)保持其形態(tài)特征和基因組穩(wěn)定性。PSC產(chǎn)生類器官的過程是緊密模仿胚胎發(fā)育的過程。該過程通常包括三個(gè)步驟：胚層誘導(dǎo)、組織特異性球體形成和類器官特化。由于消化系統(tǒng)均由內(nèi)胚層來源的組織構(gòu)成，因此內(nèi)胚層形成對(duì)消化系統(tǒng)類器官的建成至關(guān)重要。在這一過程中，激活素A和骨形態(tài)發(fā)生蛋白4（BMP4）被用來誘導(dǎo)最終內(nèi)胚層形成；然后添加一組生長(zhǎng)因子來誘導(dǎo)前腸（WNT3A、FGF4、NOGGIN）或中/后腸（WNT3A、FGF4）分化。此外，在最后一天添加視黃酸，以誘導(dǎo)前腸內(nèi)胚層的后續(xù)分化。經(jīng)過以上處理，2~4天內(nèi)可以觀察到漂浮的3D球體的形成。最后，將球體重懸于Matrigel中，覆蓋相應(yīng)的類器官培養(yǎng)基。（三）消化系統(tǒng)類器官的培養(yǎng)體系類器官培養(yǎng)體系由類器官培養(yǎng)基和細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）組成。該體系模擬了體內(nèi)干細(xì)胞自我更新的微環(huán)境，支持干細(xì)胞的體外擴(kuò)張和3D組織。類器官培養(yǎng)基由各種生長(zhǎng)因子、分化刺激因子和小分子化合物構(gòu)成，是成功建立類器官的關(guān)鍵。所有的類器官培養(yǎng)基的基礎(chǔ)成分一般包含：advancedDMEM/F12、青霉素/鏈霉素、HEPES、GlutaMAX、N2、B27、煙酰胺、N-乙酰半胱氨酸以及其他生長(zhǎng)因子和抑制劑。盡管不同消化系統(tǒng)類器官的干細(xì)胞微環(huán)境的組成存在差異，但以下因子對(duì)大多數(shù)消化系統(tǒng)類器官的培養(yǎng)是必不可少的，包括受體酪氨酸激酶配體（EGF和FGF10）、Wnt激動(dòng)劑（WNT3A和R-spondin）、BMP抑制劑（NOGGIN）和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（TGF）-β抑制劑。此外，根據(jù)組織來源還需添加其他因子或抑制劑以促進(jìn)類器官的擴(kuò)增（表1）。

表1消化系統(tǒng)類器官培養(yǎng)基成分

由于Wnt信號(hào)在維持消化道干細(xì)胞活性中發(fā)揮重要作用，因此所有消化系統(tǒng)類器官培養(yǎng)基中均含有WNT3A和R-spondin。研究證明BMP信號(hào)通過抑制Wnt/β-catenin信號(hào)通路來抑制腸道干細(xì)胞的自我更新，因而BMP的拮抗蛋白是干細(xì)胞長(zhǎng)期維持所必需的。表皮生長(zhǎng)因子EGF與上皮細(xì)胞的增殖相關(guān)，是培養(yǎng)基的另一個(gè)重要組成部分。FGF10被證明在消化道發(fā)育過程中可促進(jìn)細(xì)胞增殖、抑制分化，因此，其在胃、肝臟、胰腺類器官的培養(yǎng)中是必要的。胃泌素能促進(jìn)胃細(xì)胞增殖，在大多數(shù)消化系統(tǒng)類器官的培養(yǎng)基中也是必需的。除以上生長(zhǎng)因子外，類器官培養(yǎng)還需添加一組小分子化合物。Rho激酶抑制劑Y-27632可有效抑制單個(gè)干細(xì)胞的失巢凋亡，是有效建立肝臟類器官所必需的。煙酰胺也稱為維生素B3，被證明可以抑制乙?；竤irtuins的活性，促進(jìn)人結(jié)腸類器官的形成。研究證明TGF-β信號(hào)通路可抑制結(jié)腸上皮細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡和分化，因而在類器官培養(yǎng)基中加入TGF-β抑制劑A83-01以提高構(gòu)建效率。P38抑制劑SB202190被發(fā)現(xiàn)可以提高接種效率，促進(jìn)人結(jié)腸類器官的連續(xù)傳代。據(jù)報(bào)道，前列腺素E2（PGE2）可防止脫離誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡和激活經(jīng)典的Wnt信號(hào)通路，并被發(fā)現(xiàn)對(duì)人消化系統(tǒng)干細(xì)胞增殖是必要的。與二維培養(yǎng)系統(tǒng)不同，類器官培養(yǎng)需要ECM來輔助形成類似器官結(jié)構(gòu)的空間排列和3D模式。ECM由大量具有不同物理和生化性質(zhì)的成分組成，包括糖蛋白、蛋白多糖和多糖等。從小鼠肉瘤中提取的Matrigel是目前類器官培養(yǎng)體系中應(yīng)用最廣泛的ECM。Matrigel由多種細(xì)胞外基質(zhì)蛋白組成，如膠原蛋白、層黏連蛋白、硫酸肝素蛋白聚糖等，能夠?yàn)轶w外培養(yǎng)的細(xì)胞提供生理環(huán)境。（四）類器官鑒定標(biāo)準(zhǔn)目前，對(duì)于類器官的鑒定沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)?？偨Y(jié)現(xiàn)有文獻(xiàn)，鑒定類器官的通用標(biāo)準(zhǔn)是保留原始組織的形態(tài)和遺傳特征。首先，類器官需具備起源組織的組織病理學(xué)特征，這些可以通過蘇木精-伊紅（H&E）染色和免疫染色等組織學(xué)分析來識(shí)別。例如，肝臟類器官可以通過肝細(xì)胞標(biāo)志物ALB和HepPar1來鑒別，膽管細(xì)胞類器官可以通過KRT19膽道標(biāo)志物來鑒別。類器官還應(yīng)保持起源組織的遺傳特征，可以通過基因組和轉(zhuǎn)錄組測(cè)序等方法進(jìn)行分析。我們相信，在以后的研究中，功能表征也應(yīng)該成為鑒定類器官的一個(gè)必要標(biāo)準(zhǔn)。真實(shí)的器官功能再現(xiàn)能夠?qū)崿F(xiàn)類器官在再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。例如，在最近一項(xiàng)令人振奮的研究中，Sampaziotis等建立的膽管細(xì)胞類器官可在移植后修復(fù)人膽管上皮。三、消化系統(tǒng)腫瘤類器官的建立正常消化系統(tǒng)類器官培養(yǎng)方法已成功應(yīng)用于患者腫瘤組織來源的類器官培養(yǎng)。迄今為止，研究者已經(jīng)成功建立了多種消化系統(tǒng)腫瘤患者來源的腫瘤類器官，包括食道、胃、小腸、結(jié)腸、肝臟和胰腺。一般來說，可以通過手術(shù)切除或活檢獲取腫瘤組織，建立腫瘤類器官。大部分腫瘤類器官的培養(yǎng)基成分與對(duì)應(yīng)的正常類器官的培養(yǎng)基成分相同。然而，根據(jù)腫瘤樣本特定的突變背景和異常激活通路，在缺失某些特定因子的情況下，消化系統(tǒng)腫瘤類器官通常能夠更有效地生長(zhǎng)。食管癌可分為食管腺癌（EAC）和食管鱗狀細(xì)胞癌（ESCC）兩種亞型。已有研究成功從人EAC和ESCC組織中建立了食管腫瘤類器官。Li等構(gòu)建了EAC患者來源的類器官，再現(xiàn)了EAC的形態(tài)、轉(zhuǎn)錄組和基因組特征。Kijima等利用小鼠食管類器官的培養(yǎng)基配方，從ESCC患者的活檢組織中同時(shí)建立了腫瘤和非腫瘤類器官。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在最優(yōu)的培養(yǎng)條件下，正常類器官往往比腫瘤類器官生長(zhǎng)更旺盛，這可能與腫瘤類器官基因組不穩(wěn)定及其導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡有關(guān)。因此，可以通過對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行調(diào)整，添加或去除某些因子，以促進(jìn)腫瘤類器官的生長(zhǎng)，抑制非腫瘤類器官的過度生長(zhǎng)。例如，建立胃癌類器官時(shí)，若APC基因突變導(dǎo)致Wnt信號(hào)異常激活，則不需要加入WNT3A；若為RAS/MAPK信號(hào)通路突變，則不需要加入EGF；若有TGF-β信號(hào)通路突變則不需要加入A83-01。結(jié)直腸癌是一種高度異質(zhì)性腫瘤，不同患者的遺傳改變、臨床表現(xiàn)和預(yù)后各異。據(jù)報(bào)道，結(jié)直腸癌最常見的突變信號(hào)通路包括Wnt、RAS/MAPK、PI3K、TGF和TP53信號(hào)。因此，研究人員利用不同亞型對(duì)培養(yǎng)因子需求的差異，有選擇地?cái)U(kuò)增結(jié)直腸腫瘤類器官。Fujii等從不同組織學(xué)亞型和臨床分期的患者組織中建立了一系列結(jié)直腸腫瘤類器官。通過轉(zhuǎn)錄組分析對(duì)這些類器官進(jìn)行鑒別，并根據(jù)對(duì)因子的不同需求進(jìn)行選擇培養(yǎng)。他們還證明，這些類器官能夠很好地模擬原始腫瘤組織的組織病理分級(jí)和分化程度。研究者通過使用特定的分離和擴(kuò)增培養(yǎng)基，成功構(gòu)建了原發(fā)性肝癌[包括肝細(xì)胞癌（HCC）、膽管癌（CC）和混合癌（CHC）]的類器官。值得注意的是，為了避免非腫瘤類器官的生長(zhǎng)，Broutier等調(diào)整了正常肝臟類器官的構(gòu)建方法：①延長(zhǎng)組織消化時(shí)間；②調(diào)整培養(yǎng)基成分，去除R-spondin1、NOGGIN和WNT3A，添加地塞米松和Rho激酶抑制劑。如上文提到，類器官也可從iPSC中獲得，已有幾項(xiàng)研究報(bào)道了利用iPSC建立肝臟腫瘤類器官。例如，Sun等利用重編程的人肝臟細(xì)胞進(jìn)行TP53、RB的失活，建立了肝臟類器官，然后通過基因過表達(dá)致癌基因c-Myc和RAS建立肝癌類器官模型。多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功建立了胰腺癌類器官。與肝臟腫瘤類器官相似，胰腺癌類器官可以從不同來源獲得。手術(shù)切除的腫瘤組織是胰腺癌類器官的主要來源。Boj等對(duì)小鼠與人的正常和胰腺腫瘤組織均建立了類器官模型。他們通過原位移植實(shí)驗(yàn)證明，這些胰腺腫瘤類器官完全模擬了腫瘤的發(fā)展進(jìn)程：先是形成早期贅生物，進(jìn)而發(fā)展為局部侵襲性和轉(zhuǎn)移性腫瘤。另一團(tuán)隊(duì)報(bào)道，通過在iPSC來源的前體類器官中表達(dá)突變KRAS或TP53，成功建立了胰腺癌模型。四、類器官在消化系統(tǒng)腫瘤模型中的應(yīng)用（一）宿主-病原體相互作用與其他惡性腫瘤不同，消化系統(tǒng)腫瘤與病原性感染顯著相關(guān)，如胃癌與幽門螺桿菌、膽囊癌與腸沙門氏菌、肝癌與肝炎病毒。然而，病原體的感染和癌癥進(jìn)展之間的關(guān)系仍不甚清楚。將包含原始組織所有細(xì)胞類型的類器官與特定病原體共培養(yǎng)或進(jìn)行感染實(shí)驗(yàn)，可以研究以上問題。多項(xiàng)研究證明，胃類器官可以作為一種有效的幽門螺桿菌感染模型。如Bartfeld等利用顯微注射法將幽門螺桿菌注射至胃類器官，發(fā)現(xiàn)胃癌相關(guān)基因表達(dá)上調(diào)。在另一項(xiàng)研究中，McCracken等證明，幽門螺桿菌感染胃類器官，導(dǎo)致c-Met顯著激活，并促進(jìn)上皮細(xì)胞增殖。Scanu等利用小鼠膽囊類器官與腸道沙門氏菌共培養(yǎng)體系，研究病原體感染對(duì)膽囊癌發(fā)展的影響。他們發(fā)現(xiàn)，腸道沙門氏菌通過激活A(yù)KT和MAPK信號(hào)通路，誘導(dǎo)膽囊類器官出現(xiàn)不依賴生長(zhǎng)因子的生長(zhǎng)和惡性轉(zhuǎn)化。也可建立類器官的病毒感染模型，用于研究病毒與腫瘤的關(guān)系。例如，Yin等利用腸道類器官模擬輪狀病毒感染并評(píng)估抗病毒藥物效果。同樣，也可以將肝臟類器官作為一個(gè)潛在的模型，研究病毒感染及其與肝炎病毒相關(guān)的肝細(xì)胞癌發(fā)展之間的聯(lián)系。（二）類器官作為消化系統(tǒng)腫瘤進(jìn)展模型的應(yīng)用腫瘤的起始和進(jìn)展通常是腫瘤驅(qū)動(dòng)基因突變逐漸積累的結(jié)果。因此，破譯腫瘤發(fā)展中的突變過程是非常重要的。目前，全基因組測(cè)序已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了消化系統(tǒng)腫瘤相關(guān)的大量基因突變。然而，對(duì)于這些突變中的大部分，尚不能確定它們是否具有腫瘤驅(qū)動(dòng)功能。以往的腫瘤發(fā)生研究主要基于腫瘤細(xì)胞系和動(dòng)物模型。然而，從起源組織建立腫瘤細(xì)胞系的效率非常低，并且腫瘤細(xì)胞系不能完全保留原代腫瘤的遺傳特征。雖然小鼠模型被廣泛用于建立致癌突變模型，但建立轉(zhuǎn)基因小鼠需要耗費(fèi)較多的時(shí)間和資源，并且種間差異會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。類器官能夠在長(zhǎng)時(shí)間的培養(yǎng)中保持遺傳和表型穩(wěn)定。CRISPR-Cas9是一種新型的基因組編輯工具，能夠?qū)崿F(xiàn)在特定基因組位點(diǎn)引入DNA雙鏈斷裂，使得基因修飾技術(shù)比以往的基因組編輯方法更加方便和高效。CRISPR-Cas9和類器官技術(shù)的結(jié)合將極大地克服上述限制。近期已經(jīng)有研究人員利用人類的正常結(jié)腸類器官建立了腫瘤的起始和進(jìn)展模型。研究者利用CRISPR-Cas9技術(shù)，將結(jié)直腸癌中4個(gè)最常見的突變基因（APC、TP53、KRAS和SMAD4）依次引入正常結(jié)腸類器官。通過調(diào)節(jié)培養(yǎng)基中生長(zhǎng)因子的組成來篩選獲得突變體類器官。研究發(fā)現(xiàn)APC和P53的缺失是結(jié)直腸癌中染色體不穩(wěn)定和異倍體產(chǎn)生的主要驅(qū)動(dòng)因素。類似的，研究者利用CRISPR-Cas9介導(dǎo)的基因組編輯技術(shù)在人類胰腺導(dǎo)管類器官中建立了胰腺癌進(jìn)展模型。除了成體干細(xì)胞來源的類器官外，iPSC來源的類器官也已被用于消化系統(tǒng)腫瘤的起始和進(jìn)展建模。上文提到，肝癌的起始可以通過對(duì)iPSC來源的肝臟類器官進(jìn)行致癌基因或抑癌基因編輯來建模?？傊惼鞴倩蚓庉嫾夹g(shù)將作為一種方便可行和高通量的工具，用以評(píng)估突變基因的功能。五、藥物開發(fā)和腫瘤個(gè)性化治療在過去幾十年中，在傳統(tǒng)腫瘤細(xì)胞系中篩選出大量抗腫瘤藥物。然而，這些新發(fā)現(xiàn)的藥物中的大部分在臨床試驗(yàn)中未能達(dá)到預(yù)期效果?；颊邅碓吹哪[瘤類器官保留了原始腫瘤的基因組、轉(zhuǎn)錄組和組織學(xué)特征，可以作為抗腫瘤藥物篩選和測(cè)試的更好模型。研究證明，腫瘤類器官的藥物敏感性與腫瘤組織的分子分型相匹配。例如，vandeWetering等利用結(jié)直腸癌類器官檢測(cè)一組化合物的作用，發(fā)現(xiàn)攜帶TP53突變的類器官對(duì)nutlin-3a（MDM2的抑制劑）具有抗性，而攜帶RAS突變的類器官對(duì)EGFR抑制劑不敏感；另外還發(fā)現(xiàn)攜帶RNF43

（Wnt通路的一種負(fù)性調(diào)控因子）突變的類器官對(duì)Wnt抑制劑超敏感。越來越多的研究表明類器官可以精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)患者對(duì)抗腫瘤藥物的反應(yīng)。最近，Vlachogiannis等建立了患者來源的結(jié)直腸癌和胃食管癌類器官，并測(cè)試了這些類器官能否預(yù)測(cè)患者對(duì)抗癌藥物的治療反應(yīng)。他們發(fā)現(xiàn)患者源性類器官（PDO）在預(yù)測(cè)患者對(duì)靶向藥物或化療的反應(yīng)方面具有很高的預(yù)測(cè)價(jià)值（陽性準(zhǔn)確率88%，陰性準(zhǔn)確率100%）。最近的兩項(xiàng)研究也報(bào)道了直腸癌類器官在預(yù)測(cè)患者對(duì)放化療的反應(yīng)中的成功應(yīng)用。總之，以上研究有力地證明了PDO在臨床試驗(yàn)中能夠真實(shí)模擬患者的反應(yīng)，為新模式的個(gè)性化醫(yī)療奠定了基礎(chǔ)（圖2）。圖2.消化系統(tǒng)腫瘤類器官的構(gòu)建和應(yīng)用。除了PDO能夠有效預(yù)測(cè)患者反應(yīng)外，將類器官用于藥物開發(fā)的另一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)是方便操作且節(jié)約成本，能夠?qū)崿F(xiàn)患者個(gè)性化的高通量藥物篩選?；铙w腫瘤類器官生物庫(kù)可用于藥物篩選，促進(jìn)新藥開發(fā)。目前為止，已經(jīng)建立了結(jié)腸、胰腺、肝臟、胃等多種消化系統(tǒng)腫瘤的活體類器官生物庫(kù)。例如，建立了包含人胃癌多種腫瘤亞型的類器官生物庫(kù)，通過測(cè)試類器官對(duì)順鉑和五氟類藥物的反應(yīng)，他們發(fā)現(xiàn)類器官與相應(yīng)患者的藥物反應(yīng)一致。研究人員還利用胃癌類器官生物庫(kù)進(jìn)行了大規(guī)模的藥物篩選，發(fā)現(xiàn)了新的潛在靶向藥物。在一項(xiàng)膽道腫瘤（BTC）的研究中，Saito等建立了BTC來源的類器官并進(jìn)行了藥物篩選，發(fā)現(xiàn)抗真菌藥物阿莫羅芬和芬替康唑顯著抑制BTC類器官的生長(zhǎng)。此外，嚴(yán)重的副作用是導(dǎo)致藥物臨床試驗(yàn)失敗的主要原因之一。因此，類器官技術(shù)的另一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)是，從患者身上可同時(shí)獲得健康類器官和腫瘤類器官，有望實(shí)現(xiàn)專門針對(duì)腫瘤細(xì)胞而不損害健康細(xì)胞的藥物篩選。六、免疫療法雖然研究發(fā)現(xiàn)越來越多的抗腫瘤藥物，但耐藥性的產(chǎn)生往往導(dǎo)致治療效果不佳。在這種情況下，通過激活患者自身的免疫系統(tǒng)來對(duì)抗腫瘤細(xì)胞的免疫療法正在成為一種強(qiáng)有力的抗癌策略。然而，由于缺乏測(cè)試此類治療效果的臨床前模型，限制了免疫治療的臨床應(yīng)用。研究者正努力探索如何將免疫系統(tǒng)整合到類器官的培養(yǎng)中。研究表明，可以利用共培養(yǎng)系統(tǒng)在類器官培養(yǎng)中加入免疫細(xì)胞。2017年的一項(xiàng)研究采用氣-液界面的方法，將CD45+淋巴細(xì)胞與人結(jié)直腸癌類器官共培養(yǎng)，可維持存活長(zhǎng)達(dá)8d。Neal等采用類似的方法建立了保留腫瘤微環(huán)境的患者來源的腫瘤類器官。研究中，巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞、自然殺傷（NK）細(xì)胞、自然殺傷T（NKT）細(xì)胞等免疫細(xì)胞在共培養(yǎng)體系中成功存活了30d。類器官-免疫細(xì)胞共培養(yǎng)系統(tǒng)的成功建立為腫瘤免疫治療研究提供了一個(gè)前所未有的模型。在共培養(yǎng)系統(tǒng)中，類器官中的腫瘤細(xì)胞能夠?yàn)槊庖呒?xì)胞提供抗原特異性刺激。Dijkstra等利用患者自身結(jié)直腸癌類器官和外周血淋巴細(xì)胞共培養(yǎng)來擴(kuò)增腫瘤反應(yīng)性T細(xì)胞。獲得T細(xì)胞后，再檢測(cè)其對(duì)相應(yīng)的肺癌類器官的殺傷效率。Chakrabarti等通過將小鼠來源的胃癌類器官與自體免疫細(xì)胞共培養(yǎng)，檢測(cè)PD-L1檢查點(diǎn)抑制的抗腫瘤效果?；谇逗峡乖荏w（CAR）的治療是另一種重要的免疫治療策略。在2019年的一項(xiàng)研究中，Schnalzger等使用患者來源的結(jié)直腸癌類器官測(cè)試了CAR改造的NK-92細(xì)胞的殺傷效率。在多種消化系統(tǒng)腫瘤類器官建立的基礎(chǔ)上，類器官與免疫細(xì)胞的共培養(yǎng)系統(tǒng)可用于個(gè)性化免疫治療策略的開發(fā)和評(píng)估，這將成為一種非常有價(jià)值的模型。七、不足和展望盡管類器官技術(shù)作為一種體外癌癥模型展現(xiàn)出巨大潛力，但仍然存在局限性。首先，最明顯的缺點(diǎn)之一是缺乏細(xì)胞類型的多樣性，如缺乏間質(zhì)、血管、免疫細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞，使其不能完全模擬復(fù)雜的腫瘤微