在全球化与科技飞速发展的时代，医院科研创新转化和人才培养成为医学领域的重要课题。那么，该如何在激烈的竞争中提升医院科研的影响力？如何培养不仅掌握前沿医学知识，还能在跨学科领域推动创新和应用的科研人才？
为此，我们推出“对话大咖”系列，邀请顶尖医院和科研机构的杰出专家，深入探讨科研成果转化的理念与实践。
通过这一系列对话，我们不仅能够碰撞思想、激发创新，更能为医院科研发展开辟新的视野。让我们在对话中，感受医学科研的力量，推动科研成果的落地与应用，为改善公共卫生和患者福祉贡献更多智慧和力量。本期，我们邀请到了在生命科学领域深耕多年的大咖教授—蒋明。作为浙江大学遗传学研究所和附属儿童医院双聘研究员的他，不仅在领域内屡获突破，更在科研创新转化上积累了丰富的研究与实践经验。下面让我们在蒋明教授的引领下，一同领略类器官的魅力。浙江大学遗传学研究所和附属儿童医院双聘研究员；浙江大学“百人计划”研究员。本科毕业于复旦大学生命科学学院，获得复旦大学生物物理学博士学位；先后在美国罗切斯特大学、哥伦比亚大学进行研究工作。长期从事前肠起源的器官包括食管、胃和肺的干细胞在器官损伤再生及在肿瘤中的功能研究。已发表一系列高水平SCI研究论文，包括Nature、Journal of Clinical Investigation、Developmental Cell和PNAS等多部领域内顶级期刊。承担科技部重点专项和国家自然科学基金项目。肿瘤类器官技术是近年来突破发展的一种体外肿瘤3D组织培养技术，可以在体外高成功率、快速培养人的肿瘤组织细胞。肿瘤类器官是一种保留原器官组织结构、疾病生物学表型和生物遗传信息的“微型”肿瘤模型，在研究癌症致病机理、抗癌药物高通量筛选、药理药效研究等领域有巨大的应用前景。类器官如何模拟真实器官的功能？能否完全模拟？它们将在哪些环节为肿瘤精准治疗带来“加速度”？目前类器官培养在临床转化上取得了哪些成果？还面临哪些技术挑战？带着这些问题，宜兴市人民医院包鑫医生对话浙江大学医学院蒋明教授，请他分享他及其团队对当下类器官技术发展的思考。
1.请您介绍一下什么是类器官？目前常见的类器官培养方法有哪些？
类器官（Organoid）是指利用成体或多能干细胞进行体外三维（3D）培养而形成的具有一定空间结构的组织类似物。其与对应的人类器官拥有高度相似的组织学特征，并能重现该器官的生理功能，因此也被称为“微型器官（Mini-Organ）”。类器官在结构和功能上能模拟人体器官，凭借独特的模拟性能，类器官在再生医学、基因编辑、精准医疗、器官发育、疾病建模等方面等表现出了良好的应用潜力和广阔的市场前景。
目前常见的类器官培养方法主要包括3D基质胶包埋法和气液界面培养法，另外还包括微流控培养法、旋转生物反应器法等适合不同来源类器官的培养方法。
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The Innovation, Volume 5, Issue 3, 100620
2. 相较于传统的动物模型或二维细胞培养，类器官的优势有哪些？基于这些优势，类器官有哪些可能的应用？肿瘤类器官可模拟体内组织结构和微环境，可进行大规模扩增，培养成功率高，因此类器官可以代替二维细胞系和动物模型进行多方位的研究和应用，包括疾病模型、药敏检测、新药筛选以及再生医学研究。类器官完美符合了模型的多方位需求，可以作为：疾病研究之模型；精准治疗之依据；新药研发之平台。3. 如何确保肿瘤类器官培养过程的质量控制和标准化？2023年中国医药生物技术协会发布了《人正常乳腺及乳腺癌类器官制备、冻存、复苏和鉴定操作指南 》，行业内是否有关于其余肿瘤或者泛肿瘤类器官培养和应用的统一标准或指南？
肿瘤类器官应用于临床药敏检测或者新药开发，需要统一标准化流程和质量控制，以提高实验的准确性。这取决于肿瘤类器官培养过程中各个阶段的质量控制，主要涉及到肿瘤组织的获得、类器官的培养和稳定扩增、类器官冻存和鉴定，以及药物敏感性检测等过程。每一个步骤都需要统一标准化流程和质量控制。
目前，行业内也发布了多个肿瘤类器官的专家共识、指南和行业标准，如《肿瘤类器官诊治平台的质量控制标准中国专家共识》、《类器官药物敏感性检测指导肿瘤精准治疗临床应用专家共识》。人肠道、人胃肠上皮组织、人源肺癌、脑肿瘤、人肝祖细胞、人肝胆肿瘤细胞、人胆系上皮组织、人肝内胆管癌、人源肝脏等涉及多种肿瘤和组织构建和应用标准和指南。
然而，基于肿瘤的异质性，目前没有关于泛肿瘤的培养和应用的统一标准或指南。即便是同一类肿瘤，制定的标准和指南也并不完全适合个体样本，需在类器官构建和应用过程中进行调整和优化。
4. 在临床前药物筛选方面，特别是针对中晚期肿瘤患者的治疗需求，您和团队主要进行了哪些研究？我们团队目前针对中晚期肿瘤患者，主要是利用患者的积液或者腹水获取相应的肿瘤细胞在体外进行类器官构建，构建成功后进行高通量药物的筛选和药敏检测。当前，我们的药物库拓展为已经在临床应用的各类药物，不局限于已知的肿瘤治疗药物，为患者发现更多潜在的治疗药物。5. 您认为肿瘤类器官技术的未来发展方向是什么？有哪些新兴技术或策略可能进一步推动其发展？在多学科交叉的背景下，肿瘤类器官如何促进更全面的癌症研究？类器官技术目前仍有一些瓶颈，如血管化、成熟度和功能受限、标准化、重复性和一致性等，在这些方面亟需突破以解决类器官的瓶颈问题。可以结合其他技术，如利用自动化系统和器官芯片技术，部分解决标准化、重复性和一致性等问题。类器官技术也可以结合机械工程、材料工程、3D打印技术来加速和拓展类器官的应用。在肿瘤类器官方面，如利用微流控技术结合器官芯片，可进行高通量药物筛选，更加快速和精准的筛选有效的药物，为病人制定可靠的治疗方案。在肿瘤研究方面，类器官可以取代细胞和动物模型，加速疾病机制研究，发现新颖的药物靶点。6. 您能否分享一些您和团队成功应用于临床决策或药物研发的肿瘤类器官研究案例？在实践与转化中，能否给我们临床医生分享一些有价值的经验？
我们团队目前已经建立了肺癌和乳腺癌的类器官生物样本库，基于这些生物样本库，我们已经进行了一些肿瘤治疗药物的高通量筛选，我们联合肺癌和乳腺癌的化疗药物和中药小分子单体药物，目前已发现一些中药单体具有潜在的肿瘤治疗效果，后续将进一步进行验证。
目前，大量研究显示患者来源的肿瘤类器官模型经组织病理学及基因组学的鉴定与原肿瘤组织高度相似，可以很好地代表原肿瘤组织作为药物筛选平台来实现临床个性化治疗。针对不同癌种、疾病阶段和治疗方案的类器官药物筛选模型来检测临床有效性。
对于临床患者，肿瘤类器官技术尤其适合肿瘤进展期、晚期、原发耐药、复发性、难治性、疑难、罕见肿瘤患者，以及存在标准药物治疗方案禁忌或严重不良反应的肿瘤患者，进行类器官药物敏感性检测，同时可结合二代测序结果，制定个体化治疗方案。
