文章导语
近年来,随着诊断技术的进步,我们发现了许多前所未有的罕见病类型。然而,由于新药研发过程和疗法设计的复杂性,全球仍有超过7000种罕见病缺乏有效的治疗方法,其中只有约400种罕见病正在进行研究,主要原因就是缺乏适当的疾病模型。此外,一些常见的严重疾病,如肿瘤和心血管疾病,经常由于动物模型与实际患者的试验数据差异而无法找到最佳疗法。
近年来,地缘政治局势持续紧张、疫情常态化以及资本涌入等因素推动实验动物价格持续上涨。同时,国际社会日益关注动物福利,去动物化趋势也在不断加强。在市场与政策的共同推动下,全球类器官与器官芯片产业进入了快速发展阶段。
类器官技术使我们能够更准确地模拟人体器官的功能,从而更好地测试新药的效果和安全性,提高药物研发的效率和准确性;有望将新药研发、精准医疗等行业快速带入“低风险,准数据,高通量”的时代。
大橡科技是国内最早专注于类器官芯片研发与应用的高新技术企业,推出了国内首个商业化类器官芯片IBAC®系列,并成功开发了包含类器官芯片、仪器设备、类器官试剂盒等在内的类器官全产品线,同时为广大客户提供类器官建模、药物临床前评价、临床药敏检测等在内的一站式类器官技术解决方案。
为更好的帮助大家了解类器官以及类器官芯片技术,大橡科技将连续推出四期类器官科普栏目【大橡小课堂】,深入浅出的与大家分享类器官/类器官芯片知识及常见问题,欢迎大家关注!
问
肿瘤类器官芯片药敏检测适合哪些人?
答
1. 想实现个体化医疗的患者;
2. 想节约治疗时间,治疗成本的患者;
3. 出现原发性或继发性耐药的患者;
4. 基因检测无靶向药治疗的患者;
5. 错过最佳治疗时机的患者;
6. 疑难罕见癌症,无标准化治疗方案的患者等。
问
已做肿瘤基因检测,还有必要作肿瘤类器官芯片药敏检测吗?
答
基因检测是通过大量癌症病人基因异常数据的分析,筛选出对药物治疗敏感的药物靶点,间接预测疗效;而类器官药敏检测是通过与病人肿瘤组织具有高度相似性的肿瘤类器官模型,直接验证药物治疗敏感性。由于基因检测经常会出现病人并没有基因突变点、或者对应突变点还没有对应上市药物,因此并不能很好解决患者精准用药的问题,而类器官的应用,有助于提高临床用药的精准性,实现真正意义上的精准化和个体化治疗。
问
肿瘤类器官芯片药敏检测的技术原理是什么?怎样检测肿瘤类器官对药物的敏感性?
答
类器官药敏检测依托大橡科技拥有发明专利的类器官芯片技术,具备高仿生和高稳定性,可以在体外培养与患者肿瘤高度一致的“微肿瘤”,通过对微肿瘤进行不同的药物测试,以反映患者体内肿瘤对抗肿瘤药物的药效反应。这相当于在药物实际进入病人体内之前,已经在“患者替身”上进行了必须的测试,可大幅减轻患者实际试药的风险,并加速试药的速率,快速找到患者的最佳治疗方案的参考。
检测对药物的敏感性主要有两种途径:
1)利用ATP荧光定量,进行细胞活力检测;2)通过高内涵成像技术拍摄肿瘤的大小(面积或者直径)进行分析。
问
肿瘤类器官芯片药敏检测是如何操作的,是否有风险?
答
新鲜肿瘤样本主要来自常规诊疗操作的剩余组织,不会给患者造成额外伤害或风险。少数患者需要专门为获取样本进行穿刺或内镜下活检,所有标本的取样均由专业医生操作。
问
如果进行药敏检测,培养肿瘤类器官需要多少原始肿瘤组织?
答
因肿瘤具有较高的异质性,建议多点位取材以尽量减小建模或药物筛选的误差。
(点击查看大图)
问
肿瘤类器官一般长到什么程度可以用来进行药物测试?
答
对于新鲜培养的类器官进行临床药物敏感性测试,考虑时效性以及准确性要求,都会使用低代次类器官(5代以内)进行药物筛选,以最大限度的减少体外突变累积对药物测试的影响,类器官的直径大小在几十微米。
对于经过了冻存的类器官,为了避免冻存复苏时可能造成的类器官形态的改变,建议在进行实际药敏检测前至少传代一次。
问
肿瘤类器官芯片药敏检测的敏感性、特异性和准确率如何?
答
一项合并17项肿瘤类器官药物性敏感检测的临床疗效预测结果:总体灵敏度84%,特异度81%[1],其中最有代表性的研究结果显示:对71例患者的分析结果显示,肿瘤类器官表现出100%的敏感性,93%的特异性,88%的阳性预测值与100%的阴性预测值[2]。显示出类器官技术在精准医学的临床应用价值。因此,可以将肿瘤类器官作为一种临床预测模型,指导患者个体化用药。而在叠加芯片技术后的类器官,在培养效率、药敏测试数据的一致性和重复性上具有更大的优势,可确保测试结果更加可信。
问
肿瘤类器官培养中,正常的类器官是否会影响药敏测试的结果?
答
肿瘤类器官来源即为肿瘤组织,专业的肿瘤培养试剂盒不适合正常组织的类器官生长。而且,即使少量的正常细胞生存,其也是肿瘤微环境的一部分,且其干性、增殖能力远弱于肿瘤细胞,因此肿瘤类器官建立后在主要为肿瘤细胞,极少量的正常细胞不会影响药敏测试。
问
患者可以根据肿瘤类器官药敏检测报告的结果直接购买药物吗?
答
不可以。虽然肿瘤类器官可以最大限度的模拟患者真实的情况并得出不同药物的敏感性结论,但报告的结果仍只能作为重要的临床用药参考,不能直接作为治疗方案。此外,由于患者的病程差异和用药情况差异,类器官药敏结果也仅针对测试范围内的项目的结果,无法确保与实际用药效果完全一致。具体的治疗方案和用药的选取需要医生结合其他临床数据进行决定。
问
在针对患者样本进行肿瘤类器官药敏检测时,如何避免类器官培养过程中出现显著的孔间差异?
答
类器官在体外是自组装的、由不同类型的细胞组成的结构,很容易存在同一样本在相同培养条件下的孔间差异。用于患者个性化医疗指导的肿瘤类器官,则更需要精准地、稳定的模拟患者体内肿瘤的特征,用以进行多种药物测试。
大橡科技的肿瘤类器官药敏检测采用自主研发的肿瘤类器官芯片体系,为肿瘤类器官的培养提供更仿生、更可控的微环境,使肿瘤类器官芯片药物敏感性检测标准化程度更高,数据更稳定。相比其他采用传统微孔板的检测体系,具有以下优势:
(点击查看大图)
此外,大橡还有严格的质控体系,包含采样质控、保存与运输质控、肿瘤类器官培养质控及药物敏感性检测体系质控等质量控制过程。同时在检测中,采用复孔技术检测,保证复孔间CV值小于12%,z factor大于0.7。多种方式同时保障检测数据的准确有效,最大程度减小孔间差异带来的检测误差。