“類器官研究開(kāi)發(fā)”被列為“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重大技術(shù)突破

當(dāng)前，全球醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，我國(guó)以2021年國(guó)家科技部“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃為抓手，明確指出“類器官作為一項(xiàng)重大的技術(shù)突破被用于疾病模型的建立中，且可用于研究病理狀態(tài)下干細(xì)胞變異、異質(zhì)性及其發(fā)生機(jī)理，挖掘疾病診療的新靶標(biāo)，探索診療新策略”。類器官被應(yīng)用于腫瘤精準(zhǔn)醫(yī)療研究、臨床藥敏檢測(cè)、疾病機(jī)制研究、抗癌藥物篩選、靶點(diǎn)藥物開(kāi)發(fā)等方面，并與斑馬魚(yú)生物科技等有機(jī)結(jié)合、相互補(bǔ)充、協(xié)同創(chuàng)新，共同助力全球醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)重大技術(shù)突破、挖掘疾病診療新靶標(biāo)，為臨床前治療策略的開(kāi)發(fā)開(kāi)辟了嶄新的途徑，展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價(jià)值與發(fā)展前景。

開(kāi)辟發(fā)展新領(lǐng)域新賽道，不斷塑造發(fā)展新動(dòng)能新優(yōu)勢(shì)。環(huán)特生物聚焦“成為醫(yī)-健-美-食產(chǎn)業(yè)斑馬魚(yú)技術(shù)應(yīng)用從業(yè)者”這一愿景，以斑馬魚(yú)生物評(píng)價(jià)與基因編輯技術(shù)為依托，全面推出腫瘤精準(zhǔn)醫(yī)療新技術(shù)——各種類器官構(gòu)建委托技術(shù)服務(wù)，以科技賦能醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展，乘風(fēng)破浪、加速奔跑！

從“斑馬魚(yú)”向“斑馬魚(yú)+類器官”

癌癥嚴(yán)重威脅著人類的健康，據(jù)統(tǒng)計(jì)2020年全球新增癌癥1930萬(wàn)例，新增癌癥死亡病例達(dá)1000萬(wàn)例，到2040年該數(shù)據(jù)或可增加近五成。其中，以肺癌、胃癌、結(jié)直腸癌、乳腺癌為主，近年來(lái)死亡率高居不下，缺少有效的精準(zhǔn)化治療方法。鼠PDX（patient derived xenografts）模型是指將病人的新鮮腫瘤組織簡(jiǎn)單處理后移植到免疫缺陷小鼠上，依靠小鼠提供的環(huán)境生長(zhǎng)，這種模型保留了原代腫瘤的微環(huán)境和基本特性，為腫瘤的機(jī)制研究、治療和藥物開(kāi)發(fā)提供了一個(gè)理想的體內(nèi)模型。國(guó)內(nèi)有多家公司目前用小鼠PDX模型為多家跨國(guó)藥物研發(fā)企業(yè)提供新藥開(kāi)發(fā)測(cè)試。

然而，小鼠PDX移植瘤建模周期長(zhǎng)（6-12個(gè)月），且需要的組織樣本量大，因而不能滿足絕大部分病人的臨床需求。斑馬魚(yú)PDX模型具有快速、直觀、成本低、病人組織需求少、移植成功率高、無(wú)需免疫缺陷等優(yōu)勢(shì)，可進(jìn)行高通量腫瘤細(xì)胞移植測(cè)試和研究，而這些在小鼠模型中很難實(shí)現(xiàn)。斑馬魚(yú)PDX模型可為病人提供即時(shí)精準(zhǔn)的治療方案指導(dǎo)，為腫瘤個(gè)性化治療提供了一個(gè)理想的體內(nèi)測(cè)試和診斷模型。將斑馬魚(yú)PDX模型廣泛服務(wù)于腫瘤患者并提供個(gè)體化用藥指導(dǎo)，會(huì)顯著提高患者腫瘤化療精準(zhǔn)性，提高患者的生活質(zhì)量。環(huán)特生物斑馬魚(yú)PDX模型也在持續(xù)研發(fā)中。

腫瘤類器官模型是對(duì)斑馬魚(yú)PDX模型的有效補(bǔ)充和完善。類器官作為一種新興的前沿技術(shù)，正成為傳統(tǒng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞實(shí)驗(yàn)方法的有效補(bǔ)充，其體外培育而成、與來(lái)源器官高度相似的遺傳學(xué)背景及組織學(xué)特征，使其成為斑馬魚(yú)等生物體體外和體內(nèi)研究之間的轉(zhuǎn)化橋梁，可以有效模擬真實(shí)的藥物測(cè)試環(huán)境，反映供體生理/病理特征，可使體外發(fā)現(xiàn)快速過(guò)渡到臨床，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)藥物藥效和毒性對(duì)人體的效果。它具有實(shí)驗(yàn)可操作性、捕獲生物復(fù)雜性、遺傳穩(wěn)定性及高通量篩選的可擴(kuò)展性，而且時(shí)效性更高，在基礎(chǔ)研究、藥物研發(fā)、臨床轉(zhuǎn)化、精準(zhǔn)醫(yī)療等方面展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價(jià)值與市場(chǎng)潛力。

可以毫不夸張地說(shuō)，當(dāng)前生物科技正站在了“斑馬魚(yú)生物評(píng)價(jià)與基因編輯”向“斑馬魚(yú)+類器官”升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期，醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)有賴于斑馬魚(yú)+類器官技術(shù)的加持，類器官與斑馬魚(yú)活體實(shí)時(shí)成像技術(shù)的結(jié)合，不僅可以相互配合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，有望使人們實(shí)時(shí)觀察到早期發(fā)育過(guò)程，更有說(shuō)服力地作為體外模型應(yīng)用于基礎(chǔ)研究、臨床轉(zhuǎn)化，推動(dòng)包括罕見(jiàn)遺傳病、復(fù)雜多因素疾病、精準(zhǔn)腫瘤治療等疾病建模、藥物發(fā)現(xiàn)/療效評(píng)估等的研究，也將打開(kāi)更大的市場(chǎng)空間，更好地助力醫(yī)藥行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展！

類器官研究蓄勢(shì)待發(fā)，其具有的細(xì)胞系與動(dòng)物模型所不具有的優(yōu)勢(shì)，既能掌握人體對(duì)藥物的直接反應(yīng)，又無(wú)需冒著中毒的風(fēng)險(xiǎn)，可用于發(fā)展再生、疾病建模、技術(shù)改良、藥物發(fā)現(xiàn)/療效評(píng)估等，提高藥物發(fā)現(xiàn)效率、減少臨床試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)及節(jié)約資金投入，為探索致病機(jī)制、疾病建模及藥物篩選等提供了一個(gè)全新的視角，為體外預(yù)測(cè)患者對(duì)臨床治療的反應(yīng)、幫助患者制定個(gè)性化的醫(yī)療方案提供了無(wú)限的可能。

環(huán)特生物類器官委托培養(yǎng)業(yè)務(wù)要素

2022年以來(lái)，環(huán)特生物持續(xù)加大“類器官”科研投入，以斑馬魚(yú)生物評(píng)價(jià)與基因編輯技術(shù)為依托，建成了“類器官委托培養(yǎng)科研平臺(tái)”，并全面推出類器官構(gòu)建委托技術(shù)服務(wù)，加快從“斑馬魚(yú)”向“斑馬魚(yú)+類器官”的轉(zhuǎn)變，發(fā)展新賽道，賦能醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)新發(fā)展！

目前，環(huán)特生物類器官培養(yǎng)技術(shù)已成功培養(yǎng)出大量具有部分關(guān)鍵生理結(jié)構(gòu)和功能的類組織器官，如：小腸、結(jié)腸、食管、腎、肝臟、胰腺、肺、乳腺、腦等，并成功開(kāi)發(fā)了多種腫瘤類器官培養(yǎng)基套裝。

不同類器官的形貌圖如下所示：

類器官在醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用

有人說(shuō)，21世紀(jì)的技術(shù)革新之一，就是類器官模型的建立。類器官技術(shù)的應(yīng)用已從早期的形態(tài)學(xué)研究拓展到基礎(chǔ)研究、藥物研發(fā)、臨床轉(zhuǎn)化等方面，類器官技術(shù)甚至被預(yù)測(cè)為下一個(gè)諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，一個(gè)類器官的黃金時(shí)代已經(jīng)到來(lái)！

類器官與基礎(chǔ)研究

目前，類器官多用于發(fā)育生物學(xué)、腫瘤微環(huán)境、細(xì)胞通路等基礎(chǔ)研究中。由于人源化類器官可真實(shí)模擬人體內(nèi)真實(shí)反應(yīng)及機(jī)制改變，因此，越來(lái)越多的研究人員通過(guò)類器官來(lái)模擬人類發(fā)育和疾病，用于研究源自干細(xì)胞的人體組織且難以通過(guò)動(dòng)物模型模擬的人類疾病分析，研究疾病發(fā)生、轉(zhuǎn)移機(jī)制，以及患者對(duì)治療的反應(yīng)和耐藥機(jī)制，并為疾病的診斷和治療提供新的轉(zhuǎn)化方法。

類器官與藥物研發(fā)

類器官作為新型的藥篩模型，構(gòu)建成功率高、培養(yǎng)速度快（培養(yǎng)一周后就可以進(jìn)行藥篩）、通量高、臨床相關(guān)性強(qiáng)。通過(guò)類器官的構(gòu)建、評(píng)估、藥敏檢測(cè)等，不僅可以將自我更新的類器官培養(yǎng)物用于測(cè)試潛在新藥的毒理安全性評(píng)價(jià)，而且可用于藥物篩選、藥理藥效等藥物研發(fā)方向，為個(gè)性化治療提供基礎(chǔ)。

目前，類器官可篩選的藥物種類包括化療藥、小分子靶向藥、抗體藥物等。利用類器官，不僅能夠?qū)λ幬锆熜Ш蜐撛诙拘宰龀龈暾娴脑u(píng)估，而且可以在孔板上進(jìn)行多藥物篩查，每個(gè)藥物還可以測(cè)試不同的濃度，多個(gè)實(shí)驗(yàn)平行開(kāi)展。研究結(jié)果顯示，類器官藥篩達(dá)到了93%的特異性，100%的靈敏度、88%的陽(yáng)性預(yù)測(cè)率和100%的陰性預(yù)測(cè)率，展現(xiàn)了臨床相關(guān)性。

類器官與臨床轉(zhuǎn)化

當(dāng)前，類器官技術(shù)正在成為用于POC驗(yàn)證、生物標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)、精準(zhǔn)醫(yī)療等臨床轉(zhuǎn)化的重要載體。通過(guò)體外對(duì)類器官進(jìn)行POC驗(yàn)證，或通過(guò)從形態(tài)學(xué)、組織病理學(xué)以及分子遺傳學(xué)等多個(gè)維度對(duì)類器官開(kāi)展生物標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行鑒定藥物篩選和基因型分析，制定適合個(gè)體的精準(zhǔn)治療藥物和方法。

不同腫瘤PDOs對(duì)傳統(tǒng)和正在研發(fā)的藥物所產(chǎn)生的反應(yīng)是各種各樣的。研究人員對(duì)大量個(gè)體PDOs的藥物反應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，找出共同特征，進(jìn)而對(duì)一類相似病人進(jìn)行生物標(biāo)記物開(kāi)發(fā)研究；或利用類器官來(lái)研究特定化合物對(duì)健康細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞突變譜的影響，也是進(jìn)行后續(xù)精準(zhǔn)治療的前提。

隨著精準(zhǔn)醫(yī)療時(shí)代的到來(lái)，及政策利好、科技賦能的加持驅(qū)動(dòng)，我國(guó)類器官市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮?。環(huán)特生物以“斑馬魚(yú)生物評(píng)價(jià)與基因編輯技術(shù)”+類器官委托培養(yǎng)技術(shù)為依托，持續(xù)推動(dòng)新技術(shù)向臨床轉(zhuǎn)化落地，讓前沿科技成果服務(wù)于民、造福于民，以科技賦能醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展！