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【精彩回放】類(lèi)器官超全研發(fā)進(jìn)展和應(yīng)用趨勢(shì)
2009 年，Hans Clevers 等人使用來(lái)自小鼠腸道的成體干細(xì)胞培育出首個(gè)腸道類(lèi)器官，開(kāi)創(chuàng)了類(lèi)器官研究的時(shí)代。此后，類(lèi)器官領(lǐng)域不斷地開(kāi)始涌現(xiàn)出一些優(yōu)秀的研究成果，類(lèi)器官技術(shù)也在迅速實(shí)現(xiàn)突破。
在全球范圍內(nèi)，類(lèi)器官已經(jīng)成為了跨國(guó)藥企的必爭(zhēng)之地。2015 年以后，強(qiáng)生、默克、阿斯利康、輝瑞、賽諾菲、百時(shí)美施貴寶等?20 余家跨國(guó) MNC 通過(guò)購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)品、合作授權(quán)以及投資等形式入場(chǎng)，推動(dòng)了類(lèi)器官技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程。
類(lèi)器官技術(shù)多點(diǎn)開(kāi)花
近幾年來(lái)，類(lèi)器官行業(yè)在多種聲音中，在多重因素的擾動(dòng)下，有目共睹地迎來(lái)快速發(fā)展。從美國(guó) FDA 批準(zhǔn)賽諾菲使用類(lèi)器官療效數(shù)據(jù)申請(qǐng)的新適用癥，到行業(yè)代表性企業(yè)的逆勢(shì)融資，均表明類(lèi)器官行業(yè)進(jìn)入新的發(fā)展階段。在這段時(shí)間里，各種不同類(lèi)型的類(lèi)器官也迎來(lái)了諸多進(jìn)展。
首先便是腸類(lèi)器官，自 Hans Clevers 利用小鼠干細(xì)胞體外培養(yǎng)出首個(gè)腸類(lèi)器官模型后，諸多研究人員在這一領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了進(jìn)一步的突破。2022 年 2 月，Meghan M. Capeling 團(tuán)隊(duì)利用藻酸鹽和懸浮培養(yǎng)液對(duì)干細(xì)胞進(jìn)行懸浮培養(yǎng)，成功構(gòu)建了腸類(lèi)器官，該種類(lèi)器官相較于傳統(tǒng)腸類(lèi)器官間充質(zhì)組織更為真實(shí)。2022 年 10 月，Sunghee Estelle Park 團(tuán)隊(duì)對(duì)傳統(tǒng)類(lèi)器官培養(yǎng)基質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良，推出類(lèi)器官模塊化培養(yǎng)平臺(tái) OCTOPUS，該平臺(tái)在傳統(tǒng)三維培養(yǎng)基礎(chǔ)上對(duì)營(yíng)養(yǎng)提供方式進(jìn)行了優(yōu)化，之后該團(tuán)隊(duì)還利用 OCTOPUS 平臺(tái)構(gòu)建了患者來(lái)源的炎癥性腸病（IBD）類(lèi)器官模型。
其次是腦類(lèi)器官，人腦體外模型的開(kāi)發(fā)是類(lèi)器官研究的熱點(diǎn)之一，目前的腦類(lèi)器官模型在形態(tài)、成熟度、實(shí)際應(yīng)用方面取得了較大突破。2023 年 5 月，Simon T. Schafer 團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了移植人腦類(lèi)器官的小鼠模型，為自閉癥等神經(jīng)免疫疾病提供了一個(gè)潛在的研究平臺(tái)。2023 年 12 月，郭峰團(tuán)隊(duì)在《Nature Electronics》雜志發(fā)文，介紹了一種由電子器件和腦類(lèi)器官組成的混合計(jì)算系統(tǒng)。該系統(tǒng)具備執(zhí)行語(yǔ)音識(shí)別、非線性方程預(yù)測(cè)等多項(xiàng)任務(wù)的能力。
第三，肝類(lèi)器官的相關(guān)研究也取得了許多進(jìn)展。由于肝類(lèi)器官在毒理檢測(cè)和藥物中毒患者器官移植領(lǐng)域有著良好前景，這一領(lǐng)域也是研究熱點(diǎn)。2019 年 8 月，Muhammad Nadzim Bin Ramli 等發(fā)文介紹了最新開(kāi)發(fā)的肝臟類(lèi)器官平臺(tái)，該平臺(tái)包含多種實(shí)質(zhì)肝細(xì)胞類(lèi)型和肝臟結(jié)構(gòu)，能夠模擬復(fù)雜肝臟疾病。2023 年 2 月，Hans Clevers 團(tuán)隊(duì)引入了一種新型的人類(lèi)非酒精性脂肪性肝病類(lèi)器官模型以及用于篩選 NAFLD 潛在靶點(diǎn)的技術(shù)平臺(tái) FatTracer，能夠加速靶點(diǎn)篩選和應(yīng)用。
心臟類(lèi)器官的研究在近幾年迎來(lái)了爆發(fā)，人類(lèi)心臟是發(fā)育過(guò)程中形成的第一個(gè)功能器官，也是最難建模的器官之一。2021 年，維也納奧地利科學(xué)院的科研團(tuán)隊(duì)，通過(guò)人類(lèi) iPSC 成功培養(yǎng)出全球首個(gè)體外自組織心臟類(lèi)器官模型。2023 年 5 月，來(lái)自德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)的研究人員用干細(xì)胞成功培育出了首個(gè)與人類(lèi)早期胚胎心臟相似的“微型心臟”。2023 年 11 ?月，Sasha Mendjan 團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出了首個(gè)多腔心臟類(lèi)器官模型，該模型包括了所有主要的心臟發(fā)育結(jié)構(gòu)，這一類(lèi)器官模型的建立有助于推進(jìn)心臟病藥物開(kāi)發(fā)和毒理學(xué)研究。
類(lèi)器官應(yīng)用前景廣闊也面臨諸多挑戰(zhàn)
總體而言，經(jīng)過(guò)多年積累，類(lèi)器官技術(shù)在近年來(lái)迎來(lái)了爆發(fā)，其應(yīng)用范圍也更加廣闊，實(shí)際應(yīng)用效果也得到了顯著提升。類(lèi)器官的應(yīng)用領(lǐng)域可以大致分為醫(yī)學(xué)研究（包括生理學(xué)研究和病理學(xué)研究）、藥物研發(fā)（早期研究和臨床研究）、精準(zhǔn)醫(yī)療和再生醫(yī)學(xué)。
通過(guò)類(lèi)器官對(duì)發(fā)育和疾病進(jìn)行建模，研究人員可以通過(guò)類(lèi)器官來(lái)模擬人類(lèi)發(fā)育和疾病，從而發(fā)現(xiàn)潛在靶點(diǎn)、確定新型生物標(biāo)記物。另外，將類(lèi)器官用于臨床試驗(yàn)也是當(dāng)下的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)之一，類(lèi)器官試驗(yàn)有望提升臨床試驗(yàn)患者招募的精準(zhǔn)化程度，從而降低臨床試驗(yàn)失敗率，控制臨床試驗(yàn)成本。
在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，患者衍生的類(lèi)器官也被證明為有價(jià)值的診斷工具，類(lèi)器官技術(shù)能夠幫助罕見(jiàn)基因突變患者測(cè)試藥效與癌癥組合療法篩選。最后，當(dāng)前器官移植存在嚴(yán)重的供體短缺問(wèn)題和免疫排斥問(wèn)題，類(lèi)器官在器官修復(fù)和移植領(lǐng)域前景廣闊。雖然類(lèi)器官技術(shù)展現(xiàn)出了巨大的商業(yè)價(jià)值并且進(jìn)展迅速，但其仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。包括器官表型、人體系統(tǒng)的還原度低、標(biāo)準(zhǔn)化不足、監(jiān)管還有待進(jìn)一步完善等。類(lèi)器官技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)價(jià)值首先需要克服標(biāo)準(zhǔn)化不足的問(wèn)題。目前類(lèi)器官培養(yǎng)過(guò)程中人為參與過(guò)多，學(xué)術(shù)界難以達(dá)成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，商業(yè)應(yīng)用帶來(lái)了阻礙。
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針對(duì)這些難題，2023 年 12 月 26 日 19:00 - 21:00，醫(yī)麥客將攜手美谷分子，以“類(lèi)器官的研發(fā)進(jìn)展及標(biāo)準(zhǔn)化”為主題，對(duì)當(dāng)下類(lèi)器官領(lǐng)域的研發(fā)進(jìn)展和其商業(yè)化挑戰(zhàn)進(jìn)行分享，探討當(dāng)下類(lèi)器官標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案，屆時(shí)歡迎各位在線交流學(xué)習(xí)！
時(shí)間：12 月 26 日 19:00 醫(yī)麥客講堂
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講師介紹
耿興超
中國(guó)食品藥品檢定研究院
國(guó)家藥物安全評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)中心負(fù)責(zé)人
時(shí)間
19:00 - 19:30
演講主題
中國(guó)類(lèi)器官和器官芯片發(fā)展現(xiàn)狀及監(jiān)管思考
1. 類(lèi)器官與器官芯片的區(qū)別
2. 類(lèi)器官與器官芯片在新藥研發(fā)中的應(yīng)用現(xiàn)狀
3. 監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)類(lèi)器官與器官芯片技術(shù)的考量與推動(dòng)
嚴(yán)俊
深圳市人民醫(yī)院胃腸外科科主任、學(xué)科帶頭人
深圳市衛(wèi)健委普外科質(zhì)控中心主任
時(shí)間
19:30 - 20:00
演講主題
類(lèi)器官的進(jìn)展與臨床應(yīng)用
1. 胃腸腫瘤類(lèi)器官成功構(gòu)建的影響因素
2. 腫瘤類(lèi)器官藥敏體系的建立方法
3. 案例分享：使用患者腫瘤類(lèi)器官模型精準(zhǔn)預(yù)測(cè)治療方案
寧航??
美谷分子儀器（上海）有限公司
高內(nèi)涵成像技術(shù)應(yīng)用科學(xué)家
時(shí)間
20:00 - 20:30
演講主題
類(lèi)器官培養(yǎng)和成像分析自動(dòng)化解決方案
1.類(lèi)器官的自動(dòng)化培養(yǎng)
2.AI 類(lèi)器官分析技術(shù) ??
3.類(lèi)器官自動(dòng)化 3D 成像分析
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關(guān)于美谷分子儀器
Molecular Devices 始創(chuàng)于上世紀(jì) 80 年代美國(guó)硅谷，并在全球設(shè)有多個(gè)代表處和子公司。2005 年，Molecular Devices 在上海設(shè)立了中國(guó)代表處，2010 年加入全球科學(xué)與技術(shù)的創(chuàng)新者丹納赫集團(tuán)，2011 年正式成立商務(wù)公司：美谷分子儀器 (上海) 有限公司。Molecular Devices 以持續(xù)創(chuàng)新、快速高效、高性能的產(chǎn)品及完善的售后服務(wù)著稱業(yè)內(nèi)，我們一直致力于為客戶提供在生命科學(xué)研究、制藥及生物治療開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域蛋白和細(xì)胞生物學(xué)的創(chuàng)新性生物分析解決方案。
