當前，全球醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭強勁，我國以2021年國家科技部“十四五”國家重點研發(fā)計劃為抓手，明確指出“類器官作為一項重大的技術突破被用于疾病模型的建立中，且可用于研究病理狀態(tài)下干細胞變異、異質(zhì)性及其發(fā)生機理，挖掘疾病診療的新靶標，探索診療新策略”。
類器官被應用于腫瘤精準醫(yī)療研究、臨床藥敏檢測、疾病機制研究、抗癌藥物篩選、靶點藥物開發(fā)等方面，并與斑馬魚生物科技等有機結合、相互補充、協(xié)同創(chuàng)新，共同助力全球醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)重大技術突破、挖掘疾病診療新靶標，為臨床前治療策略的開發(fā)開辟了嶄新的途徑，展現(xiàn)出巨大的應用價值與發(fā)展前景。
開辟發(fā)展新領域新賽道，不斷塑造發(fā)展新動能新優(yōu)勢。環(huán)特生物聚焦“成為醫(yī)-健-美-食產(chǎn)業(yè)斑馬魚技術應用全球領導者”這一愿景，以國際領先的斑馬魚生物評價與基因編輯技術為依托，全面推出腫瘤精準醫(yī)療新技術——各種類器官構建委托技術服務，以科技賦能醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展，乘風破浪、加速奔跑！
從“斑馬魚”向“斑馬魚+類器官”
癌癥嚴重威脅著人類的健康，據(jù)統(tǒng)計2020年全球新增癌癥1930萬例，新增癌癥死亡病例達1000萬例，到2040年該數(shù)據(jù)或可增加近五成。其中，以肺癌、胃癌、結直腸癌、乳腺癌為主，近年來死亡率高居不下，缺少有效的精準化治療方法。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，這種模型保留了原代腫瘤的微環(huán)境和基本特性，為腫瘤的機制研究、治療和藥物開發(fā)提供了一個理想的體內(nèi)模型。國內(nèi)有多家公司目前用小鼠PDX模型為多家跨國藥物研發(fā)企業(yè)提供新藥開發(fā)測試。
然而，小鼠PDX移植瘤建模周期長（6-12個月），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、無需免疫缺陷等優(yōu)勢，可進行高通量腫瘤細胞移植測試和研究，而這些在小鼠模型中很難實現(xiàn)。斑馬魚PDX模型可為病人提供即時精準的治療方案指導，為腫瘤個性化治療提供了一個理想的體內(nèi)測試和診斷模型。將斑馬魚PDX模型廣泛服務于腫瘤患者并提供個體化用藥指導，會顯著提高患者腫瘤化療精準性，提高患者的生活質(zhì)量。環(huán)特生物斑馬魚PDX模型也在持續(xù)研發(fā)中。
腫瘤類器官模型是對斑馬魚PDX模型的有效補充和完善。類器官作為一種新興的前沿技術，正成為傳統(tǒng)動物實驗、細胞實驗方法的有效補充，其體外培育而成、與來源器官高度相似的遺傳學背景及組織學特征，使其成為斑馬魚等生物體體外和體內(nèi)研究之間的轉化橋梁，可以有效模擬真實的藥物測試環(huán)境，反映供體生理/病理特征，可使體外發(fā)現(xiàn)快速過渡到臨床，精準預測藥物藥效和毒性對人體的效果。它具有實驗可操作性、捕獲生物復雜性、遺傳穩(wěn)定性及高通量篩選的可擴展性，而且時效性更高，在基礎研究、藥物研發(fā)、臨床轉化、精準醫(yī)療等方面展現(xiàn)出巨大的應用價值與市場潛力。
可以毫不夸張地說，當前生物科技正站在了“斑馬魚生物評價與基因編輯”向“斑馬魚+類器官”升級的關鍵時期，醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)有賴于斑馬魚+類器官技術的加持，類器官與斑馬魚活體實時成像技術的結合，不僅可以相互配合，優(yōu)勢互補，有望使人們實時觀察到早期發(fā)育過程，更有說服力地作為體外模型應用于基礎研究、臨床轉化，推動包括罕見遺傳病、復雜多因素疾病、精準腫瘤治療等疾病建模、藥物發(fā)現(xiàn)/療效評估等的研究，也將打開更大的市場空間，更好地助力醫(yī)藥行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展！
類器官研究蓄勢待發(fā)，其具有的細胞系與動物模型所不具有的獨特優(yōu)勢，既能掌握人體對藥物的直接反應，又無需冒著中毒的風險，可用于發(fā)展再生、疾病建模、器官移植技術改良、藥物發(fā)現(xiàn)/療效評估等，提高藥物發(fā)現(xiàn)效率、減少臨床試驗風險及節(jié)約資金投入，為探索致病機制、疾病建模及藥物篩選等提供了一個全新的視角，為體外預測患者對臨床治療的反應、幫助患者制定個性化的醫(yī)療方案提供了無限的可能。
環(huán)特生物類器官委托培養(yǎng)業(yè)務要素
2022年以來，環(huán)特生物持續(xù)加大“類器官”科研投入，以國際領先的斑馬魚生物評價與基因編輯技術為依托，建成了“類器官委托培養(yǎng)科研平臺”，并全面推出類器官構建委托技術服務，加快從“斑馬魚”向“斑馬魚+類器官”的轉變，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)技術已成功培養(yǎng)出大量具有部分關鍵生理結構和功能的類組織器官，如：小腸、結腸、食管、腎、肝臟、胰腺、肺、乳腺、腦等，并成功開發(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：
類器官與基礎研究
目前，類器官多用于發(fā)育生物學、腫瘤微環(huán)境、細胞通路等基礎研究中。由于人源化類器官可真實模擬人體內(nèi)真實反應及機制改變，因此，越來越多的研究人員通過類器官來模擬人類發(fā)育和疾病，用于研究源自干細胞的人體組織且難以通過動物模型模擬的人類疾病分析，研究疾病發(fā)生、轉移機制，以及患者對治療的反應和耐藥機制，并為疾病的診斷和治療提供新的轉化方法。
類器官與藥物研發(fā)
類器官作為新型的藥篩模型，構建成功率高、培養(yǎng)速度快（培養(yǎng)一周后就可以進行藥篩）、通量高、臨床相關性強。通過類器官的構建、評估、藥敏檢測等，不僅可以將自我更新的類器官培養(yǎng)物用于測試潛在新藥的毒理安全性評價，而且可用于藥物篩選、藥理藥效等藥物研發(fā)方向，為個性化治療提供基礎。
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，不僅能夠對藥物療效和潛在毒性做出更完整全面的評估，而且可以在孔板上進行多藥物篩查，每個藥物還可以測試不同的濃度，多個實驗平行開展。研究結果顯示，類器官藥篩達到了93%的特異性，100%的靈敏度、88%的陽性預測率和100%的陰性預測率，展現(xiàn)了極高的臨床相關性。
類器官與臨床轉化
當前，類器官技術正在成為用于POC驗證、生物標志物發(fā)現(xiàn)、精準醫(yī)療等臨床轉化的重要載體。通過體外對類器官進行POC驗證，或通過從形態(tài)學、組織病理學以及分子遺傳學等多個維度對類器官開展生物標志物發(fā)現(xiàn)，進行鑒定藥物篩選和基因型分析，制定適合個體的精準治療藥物和方法。
不同腫瘤PDOs對傳統(tǒng)和正在研發(fā)的藥物所產(chǎn)生的反應是各種各樣的。研究人員對大量個體PDOs的藥物反應數(shù)據(jù)進行整合分析，找出共同特征，進而對一類相似病人進行生物標記物開發(fā)研究；或利用類器官來研究特定化合物對健康細胞和腫瘤細胞突變譜的影響，也是進行后續(xù)精準治療的前提。
隨著精準醫(yī)療時代的到來，及政策利好、科技賦能的加持驅動，我國類器官市場發(fā)展?jié)摿薮蟆－h(huán)特生物以國際領先的“斑馬魚生物評價與基因編輯技術”+類器官委托培養(yǎng)技術為依托，持續(xù)推動新技術向臨床轉化落地，讓前沿科技成果服務于民、造福于民，以科技賦能醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展！
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