從生命誕生開始，細胞家族就一代接一代的往前跑，而癌細胞就是其中不愿意沿著跑道奔跑的“調皮細胞”。隨著近年來負面新聞的越來越多，恐癌情緒揮之不去，大家紛紛擔心，下一個會不會就是我？這無疑促使科學家們紛紛也與癌癥展開了一場賽跑，希望在更多人患上癌癥之前破解體內患癌的奧秘。
然而要真實了解人體內癌細胞是如何發生發展的，就要在手術或尸體解剖過程中分離癌細胞進行分析，不幸的是，大約85%的癌癥患者在確診時或因為腫瘤與重要血管纏繞在一起，或是疾病已發展至晚期而不適合接受手術，從而研究人員獲取患者樣本受到限制。不過一種稱為類器官（Organoids）的三維結構為大家帶來了希望。
近期來自美國哈佛大學醫學院，安大略癌癥研究所等處的研究人員研發出了一種利用三維細胞培養技術，利用這一技術，能從胰腺癌癥病人組織中擴增和培養原代癌細胞類器官，從而有助于研究人員直接使用病人的組織進行有針對性的研究和快速而經濟的個體化的藥物測試。這一研究成果公布在《Nature Medicine》雜志上。
那么相比于其它三維培養技術，這種新技術有何特點呢？是否能應用于多種癌癥類型呢？如何解決腫瘤內異質性的問題呢？為了更好的了解這項新技術，生物通特聯系了文章的第一作者，美國哈佛大學醫學院，貝斯以色列女執事醫院癌癥研究中心的黃凌博士，就讀者感興趣的問題請教了他。
腫瘤類器官是什么？
每個腫瘤都是不同的，即便它們出現在同一器官中。它們各自由攜帶不同突變的細胞混合物構成，這些突變決定了治療是否能有效地發揮作用。因此為了研究癌癥誘發因素和開發新療法，許多實驗室都使用患者腫瘤細胞等實驗模型系統。
但是目前可用的細胞系是在次優環境下衍生的，因此很難反映腫瘤細胞的重要特性。這就對具有不同遺傳突變的患者的藥物敏感性預測結果產生了影響。去年一組美國科學家第一次證實了可以在實驗室培育出源自人類前列腺腫瘤的類器官（Organoids），用于測試癌癥藥物和個體化的癌癥療法。
這種由聚集在一起的細胞構成的三維結構類器官，其空間組織結構與器官相似，可以幫助研究人員培養出從樣品中取出時不會被周圍其他類型細胞污染的3D組織。
低成本，高效率腫瘤類器官三維培養方法
目前全球有超過100家實驗室正在用不同的類器官模型開展包括腫瘤在內的疾病的研究，希望類器官能在藥物篩選抗腫瘤藥物試驗以及檢測藥物的敏感性和耐受性，甚至疾病的成因等方面發揮重要作用。
但“早期的類器官技術效率低，臨床轉化性不高，都只用在實驗室的基礎研究中”，黃凌博士解釋道。而最新這項新技術最為重要的特點是能夠直接使用病人本身的組織而非實驗細胞系來進行類器官的培養，同時這些類器官又能很好的保留病人組織的病理形態和生物機理。
“腫瘤類器官的懸浮培養技術已經存在了較長時間，但使用病人腫瘤組織的原代細胞進行貼壁培養的技術最近才有所發展。有關此技術的早期嘗試證明了可行性，但是效率很低而無法用于轉化醫學應用，”黃凌博士說，“我們的技術有兩個獨特的優勢: 首先，我們能夠使用較低成本，而且有效的從病人樣本中培養出腫瘤類器官(超過百分之八十的成功率)；其次，使用本方法培養出的腫瘤類器官保留了病人組織的多項特征，而這是首次在體外培養技術中實現。這一特點對使用腫瘤類器官在臨床中測試和篩選藥物的應用和研究至關重要。這兩點優勢保證了我們的這項技術在同類技術中的競爭力。”
同時，這項最新技術也進行了藥物檢測，“在最新這篇論文中，我們使用了吉西他濱和表觀遺傳抑制劑來處理五位病人的腫瘤類器官。實驗結果表明，五個樣本對藥物有不同的敏感度，而且敏感度與生物標記呈正相關。雖然這是一個很小樣本的測試，但它證明了使用類器官技術來研究測試腫瘤異質性的可行性。該技術最大的優勢在于我們能夠建立多位病人腫瘤組織的活體樣本庫用于研究每個病人的特異致病機理。”
推動更多類型癌癥的臨床研究
這項研究主要圍繞胰腺癌展開，最新類器官培養技術能幫助研究人員建立胰腺癌模型研究和篩選藥物，用于精準治療。那么是否也可以用于其它類型的癌癥呢？
對于這個問題，黃凌博士回答道，“在過去的十五年里，我們實驗室在開發和使用三維培養技術研究乳腺癌的領域里做出來先驅性的貢獻。 這些工作為我們開發胰腺癌三維培養技術提供了很多經驗和思路。目前，我們正在研發用于肺癌，前列腺癌和結腸癌的三維培養技術。”
對于臨床上的應用，“我們也正在推動本技術在臨床應用中的測試。不過同所有新技術的臨床研究一樣，我們希望能有更多的資金支持我們的研究。”