Исследовательский прогресс в области опухолевых органоидов в эпоху прецизионной медицины
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
DOI:
摘要
Пациент-ориентированные органоиды (Patient-Derived Organoid, PDO) представляют собой трехмерные модели, созданные в системе трехмерного культивирования in vitro, которые высоко точно имитируют особенности опухолей пациентов и часто называются "микроорганами". Эта модель не только воспроизводит генетическое, фенотипическое и метаболическое разнообразие опухолей пациентов, но и эффективно моделирует микросреду опухоли и гетерогенность, предоставляя идеальную платформу для фундаментальных исследований, направленных на изучение механизмов лекарственной резистентности опухолей, динамики прогрессирования болезни, а также выявления и функциональной валидации новых мишеней для лекарств. В эпоху прецизионной медицины PDO демонстрирует значительный потенциал в обеспечении клинических решений по назначению лекарств, оптимизации маршрутов разработки новых препаратов и перестройке дизайна клинических испытаний. Ядро прецизионной медицины заключается в прорыве традиционной универсальной модели лечения и разработке персонализированных лечебных программ на основе индивидуальных различий в генах, окружающей среде и стиле жизни пациента. С развитием геномики и технологий секвенирования, тестирование на основе секвенирования нового поколения (Next Generation Sequencing, NGS) стало версией 1.0 прецизионной медицины. Однако высокая гетерогенность опухолей, сложность микросреды и ограничения существующих технологий (такие как гомогенизация образцов и недостаточное содержание опухолевых клеток) ограничивают их точное применение в клинике. PDO, как высокоточная трехмерная модель in vitro, открывает новую главу 2.0 прецизионной медицины. PDO является мощной платформой для фундаментальных исследований микросреды опухоли, механизмов лекарственной резистентности и обнаружения новых биомаркеров, а также показывает огромный потенциал в клинической трансляции. В доклинических исследованиях PDO широко используется для высокопроизводительного скрининга лекарств, исследования стратегий комбинированной терапии и оценки безопасности лекарств, что позволяет эффективно прогнозировать эффективность лекарств, различать синергетические и антагонистические эффекты и оценивать токсичность для нормальных тканей. В клинических исследованиях потенциал применения PDO охватывает весь процесс разработки лекарств и индивидуализированного лечения, включая помощь в выборе первичных показаний, расчет дозировки, скрининг субъектов, расчет размера выборки и расширение новых показаний для лекарств. Кроме того, PDO демонстрирует уникальную ценность в прогнозировании эффективности клеточной терапии (например, CAR-T), оценке чувствительности к лучевой терапии, а также совместном культивировании с другими иммунными клетками для разработки новых терапий. В стране и за рубежом сформированы многочисленные экспертные консенсусы, направленные на стандартизацию и клиническое применение тестирования чувствительности опухолевых органоидов. Концепция "1 органоид = 1 пациент" становится тенденцией, направленной на преодоление ограничений геномных данных посредством прямого тестирования лекарств на PDO, выступающем в роли «внеорганного заменителя» пациента, для более точного персонализированного лечения. С момента своего появления в 2009 году технологии органоидов эволюционировали от создания базовых моделей до глубокого интегрирования с технологиями одноклеточного секвенирования, микрофлюидных чипов и генного редактирования, расширяя сложность моделей и круг применения. Сегодня технологии органоидов играют все более важную роль в прецизионной медицине, разработке лекарств и регенеративной медицине. В перспективе, с оптимизацией моделей, стандартизацией и накоплением клинических доказательств, PDO ожидает более центральная роль в индивидуализированном лечении опухолей и разработке новых лекарств, и мы входим в новую "эпоху органоидов".