人胃肠上皮组织类器官的构建与保藏操作指南

Guideline of construction and preservation of organoids of gastrointestinal epithelial tissues

生物医药行业已成为当今发展最为迅速的领域之一。高水平生物医药的发展,尤其是肿瘤的诊断与治疗对于研究模型的需求日益增加。传统常用的细胞系模型经历了体外长期培养中基因组变异压力的选择,导致有些细胞系已难以反映原始肿瘤的生物学行为和对药物治疗的反应。因此出现采用癌细胞系进行的药物筛选体外治疗有效,但在后续临床研究中失败的案例,究其原因至少有一部分是因为细胞系不能代表来源肿瘤的生物学特征。动物实验是癌症研究中的另外一种传统模型,比如免疫缺陷小鼠动物模型和病人源性异种移植瘤模型(patient-derived xenograft,PDX)。但移植到免疫缺陷小鼠体内的肿瘤组织尽管在一定程度上反映肿瘤的基因型与表型特征,在发病机制、新型分子靶点研究或者临床前治疗药物敏感性评价中发挥了一定作用,但此类模型存在生长体系内缺乏完整免疫系统的不足。此外,PDX模型相对昂贵并且扩增周期较长。2009年问世的类器官(organoid)作为新型实验模型,可以实现对多种组织的体外培养、低温保藏和复苏再传代操作。类器官模型较好地保留了起源组织的形态表型、组织细胞功能、生物学行为以及基因组变异谱特征,可以满足众多的生物医药研究需求。2017年,类器官被国际著名期刊Nature Methods评选为生命科学领域年度技术。上海交通大学医学院附属瑞金医院消化外科研究所在国内较早开展胃肠肿瘤生物样本库建设,收集各类生物样本逾3000例。类器官作为一种保持细胞活力的可再生生物样本,被誉为“活组织库”(living biobank),是新一代生物样本库建设的重点领域。上海瑞金医院于颖彦教授作为中国医药生物技术协会组织生物样本库分会常委,自2018年起依托上海瑞金医院胃肠道肿瘤患者多、生物样本资源丰富、冷冻设备齐全、技术辅助人员操作熟练等诸多优势,率先启动了胃肠道黏膜组织与肿瘤组织类器官的构建研究,该项工作的起步几乎与国际同领域同步,2020年取得上海市科委的专项经费支持,2021年以胃癌类器官模型为基础筛选免疫检查点多靶点联合抑制剂相关研究成果发表于国际癌症研究权威刊物Oncogene。为了进一步推动中国胃肠道组织尤其是胃肠道肿瘤类器官活组织库建设,针对生物样本采集、类器官培养、冻存、复苏、类器官质量控制、类器官生长状态鉴定等多个环节,上海交通大学医学院附属瑞金医院与生物芯片上海国家工程研究中心自2020年2月着手起草《人胃肠上皮组织类器官的构建与保藏操作指南》。2020年4月在中国医药生物技术协会的标准工作专家委员会视频会议上审定该项团体标准草案,进一步明确了本标准起草的总体思路。起草小组根据专家提出的建议对标准草案进行修订,2020年12月在中国医药生物技术协会组织生物样本库分会内以函评形式广泛征求领域内专家意见,起草小组根据反馈意见予以修改。2021年4月又进一步邀请到领域内10位专家对草案进行会议审议,起草小组根据专家建议进行修改完善。2021年11月,中国医药生物技术协会标准工作专家委员会组最终审定并通过了该项团体标准。本标准在终审阶段还由中国医药生物技术协会组织生物样本库分会秘书处邀请了国内数个从事该领域工作的单位,就本标准提出的关键技术操作流程进行重复验证,委托三家大型机构所做的重复实验验证均较好地实现了胃肠道上皮类器官的构建。在此,向参与类器官重复构建验证的单位与研究人员一并致谢,他们是:复旦大学附属肿瘤医院夏凡课题组;广州中山大学附属第七医院陈伟课题组和生物芯片上海国家工程研究中心亓垚课题组。我们相信,通过制订人胃肠上皮组织类器官的构建与保藏操作指南,可为全国开展胃肠肿瘤类器官研究的单位和科研人员提供技术标准参考。本操作指南将填补我国在胃肠道上皮组织类器官研究及应用领域的一个空白,对于其他种类组织和肿瘤类器官构建和应用研究也具有重要的借鉴作用。