類器官（Organoids）指利用成體干細胞或多能干細胞進行體外三維（3D）培養(yǎng)而形成的具有一定空間結(jié)構(gòu)的組織類似物。盡管類器官并不是真正意義上的人體器官，但能在結(jié)構(gòu)和功能上模擬真實器官，能夠最大程度地模擬體內(nèi)組織結(jié)構(gòu)及功能并能夠長期穩(wěn)定傳代培養(yǎng)（因此也被稱為“微型器官”）。

過去十年中，類器官的發(fā)展被譽為是干細胞研究中最令人振奮的進展之一。早在 20 世紀 80 年代，“organoid”一詞就已經(jīng)提出，但直到 2009 年， 2009年，荷蘭科學(xué)家Hans Clevers團隊成功將Lgr5+腸道干細胞在體外培養(yǎng)成具有隱窩狀和絨毛狀上皮區(qū)域的三維結(jié)構(gòu)，也就是小腸類器官（small-intestinal organoids），使得類器官的研究翻開了快速發(fā)展的新篇章[1]。

2013年，類器官被Science評為年度十大技術(shù)。2018年初，類器官被Nature Method 評為2017年度最佳方法。目前，多種臟器類器官已被成功構(gòu)建，其中包括小腸、胃、結(jié)腸、肺、膀胱、大腦、肝臟、胰腺、腎臟、卵巢、食道、心臟等，不僅包括正常器官組織類器官，還有相應(yīng)腫瘤組織類器官。

近幾年，從PubMed公開發(fā)表文獻中搜索“Organoids”，涉及類器官技術(shù)的文獻數(shù)量呈現(xiàn)直線上升，其中不乏多篇CNS等各大頂級期刊文獻。中國發(fā)表的類器官文獻數(shù)量在全球的排名從第六位（2009-2019年）躍至第二位（2020年），僅次于美國。中國科研積累的提升將加速類器官產(chǎn)業(yè)化的進程。

類器官可以從成體干細胞（ASCs）、多能干細胞（PSCs，包含胚胎干細胞或誘導(dǎo)多能干細胞）中衍生。類器官培養(yǎng)系統(tǒng)主要包括基質(zhì)膠、維持類器官生態(tài)所需因子和分化所需因子這幾個主要元素。基質(zhì)膠中含有膠原、巢蛋白和纖連蛋白等等，為類器官形成三維空間結(jié)構(gòu)提供基質(zhì)。維持類器官生態(tài)因子主要目的為促進細胞的增殖和抑制細胞凋亡等。常用的基質(zhì)膠為美國BD Biosciences公司的Matrigel?，在行業(yè)內(nèi)處于較為壟斷的地位，價格較高。Matrigel可以產(chǎn)生類似于哺乳動物細胞基底膜的生物活性基質(zhì)材料，幫助多種類型的細胞達到附著和分化。

類器官技術(shù)作為一種工具，在基礎(chǔ)研究和臨床診療研究中擁有廣闊的應(yīng)用前景，包括發(fā)育生物學(xué)、疾病病理學(xué)、細胞生物學(xué)、精準醫(yī)學(xué)以及藥物毒性和療效測試。這項技術(shù)也為再生醫(yī)學(xué)提供了巨大的潛力，通過用類器官培養(yǎng)物替換受損或患病的組織，為自體或異體細胞治療提供了可能性。將類器官技術(shù)應(yīng)用于臨床，指導(dǎo)臨床用藥和精準治療是近期類器官技術(shù)的主要發(fā)展方向。事實上，自2016年起，類器官技術(shù)已被納入臨床試驗中，截止到2020年9月，已有63起臨床試驗于FDA官方備案。中國國內(nèi)2017年起注冊且獲倫理委員會批準的類器官臨床試驗研究有20項，涵蓋8個癌種。主要關(guān)注化療方法的療效預(yù)測，但已有研究開始關(guān)注免疫療法在類器官中的應(yīng)用（長海醫(yī)院，pd-1）。從癌種分布看，目前國內(nèi)研究癌種多為消化系統(tǒng)腫瘤、胰腺腫瘤、乳腺腫瘤。

相關(guān)報道稱，2019年北美類器官市場達到2.9139億美元，預(yù)計將在2027年達到14.0647億美元，將以21.7％的復(fù)合年增長率增長。根據(jù)世界衛(wèi)生組織發(fā)布的最新數(shù)據(jù)，2018年，全球新發(fā)癌癥1810萬例，而中國新發(fā)癌癥429萬，占比全球23.7%。預(yù)計2040年，全球新發(fā)癌癥病例高達2950萬例[3]。預(yù)估國內(nèi)類器官市場將達百億以上。隨著新的藥物管線的不斷涌現(xiàn)，臨床和患者對個體化治療的需求日益增進，市場空間將持續(xù)增長。

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