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

Guideline for preparation,cryopreservation,recovery and identification of organoids of human normal breast and breast cancer tissue

乳腺癌是全球发病率第一的恶性肿瘤,因此深入探究发病分子机制以及寻找合适的治疗药物显得极其重要,但肿瘤病人之间以及肿瘤内部均存在广泛的异质性,为了解决这个问题,精准医学理念应运而生。然而,传统的细胞培养体系和模型系统并不能完全反映和维持肿瘤的基本特征。近年来,类器官技术的发展为其提供了可能。类器官是3D培养的、具有与体内组织的细胞成分相似、结构与功能相似的体外培养体。2009年HansClevers教授利用Lgr5+的肠道干细胞培养了肠道类器官。此后该技术得到了长足发展,各种正常和疾病类器官被成功培养,并广泛地应用于基础与转化研究,特别是个体化药物筛选。2013年,类器官被《科学》杂志评为年度十大技术。2018年初,类器官被《自然·方法》杂志评为2017年度方法。与传统2D细胞培养模式相比,类器官具有模拟已分化组织的复杂空间形态,并能够表现出细胞与细胞之间,细胞与其周围基质之间的相互作用和空间位置形态;而其本身又能表现出与体内分化的组织器官具有相似的生理反应,与来源组织具有极高的相似性等特征。因而在基础研究以及临床诊疗方面具有广阔的应用前景。以此发展出的类器官疾病模型亦可表现出器官特异性的结构和功能,并模拟体内疾病表现,避免物种特异性差异。迄今,随着多样性器官来源的类器官和多种种属来源的类器官培养及应用的面世,类器官疾病模型在生命科学研究领域获得了越来越广泛的关注,已经迅速被应用于基础研究、临床转化和社会生产。自2016年起,类器官技术已被纳入临床试验中,截至2020年9月,已有63项临床试验于FDA官方备案,其中有8项临床试验的地点位于中国,这些临床试验的适应证包括肺癌、胰腺癌、结肠癌、乳腺癌、肝癌、食管癌等。2022年美国政府已经颁布新法案“允许FDA在非动物试验后将药物推广到人体试验”。甚至在2022年7月已经批准了第一个基于类器官平台研发的药物。这是精准医学领域,尤其是新药研发领域的重要进展,改变了美国FDA关于新药研发80多年的传统流程。2021年1月28日,我国科技部下发了《关于对“十四五”国家重点研发计划6个重点专项2021年度项目申报指南征求意见的通知》,将“基于类器官的恶性肿瘤疾病模型”列为“十四五”国家重点研发计划中首批启动重点专项任务。另外,“十四五”国家重点研发计划中重点指出,类器官作为一项重大的技术突破被用于疾病模型的建立中,且可用于研究病理状态下干细胞变异、异质性及其发生机制,挖掘疾病诊疗的新靶标,探索诊疗新策略。由于国内外的政策发布,依托于国内研究所、院校的技术商业化模式,国内的类器官初创企业也如雨后春笋般出现。然而,由于我国类器官疾病模型在过程控制中的欠缺,以及未建立完善的行业标准,导致重复性和一致性方面较差,极大地限制了行业发展。另外,类器官培养过程中会引入较多的人为因素,缺乏自动化程序导致因为系统偶然性造成的误差较大。同时,类器官检测手段也十分匮乏,缺乏对类器官进行观察的各项数据指标的设定。除此之外,当前大量类器官研究局限于培养不同物种不同组织来源的类器官,但对于类器官需要具备的尺寸、形状、基因表达量等尚未有一个明确指标和规定,这将极大地限制类器官的高效研究以及临床转化。因此尽早建立各种组织类器官培养体系操作指南,将为类器官技术的应用和发展提供引领性的指导,促进该行业的蓬勃发展。基于乳腺癌在我国发病率高,死亡率高等特征,建立及完善我国的乳腺肿瘤类器官技术标准能对其转化和精确应用提供重要的依据。