當(dāng)前,全球醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭強(qiáng)勁,我國以2021年國家科技部“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃為抓手,明確指出“類器官作為一項(xiàng)重大的技術(shù)突破被用于疾病模型的建立中,且可用于研究病理狀態(tài)下干細(xì)胞變異、異質(zhì)性及其發(fā)生機(jī)理,挖掘疾病診療的新靶標(biāo),探索診療新策略”。
類器官被應(yīng)用于腫瘤精準(zhǔn)醫(yī)療研究、臨床藥敏檢測、疾病機(jī)制研究、抗癌藥物篩選、靶點(diǎn)藥物開發(fā)等方面,并與斑馬魚生物科技等有機(jī)結(jié)合、相互補(bǔ)充、協(xié)同創(chuàng)新,共同助力全球醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)重大技術(shù)突破、挖掘疾病診療新靶標(biāo),為臨床前治療策略的開發(fā)開辟了嶄新的途徑,展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價(jià)值與發(fā)展前景。
(資料圖)
開辟發(fā)展新領(lǐng)域新賽道,不斷塑造發(fā)展新動(dòng)能新優(yōu)勢。環(huán)特生物聚焦“成為醫(yī)-健-美-食產(chǎn)業(yè)斑馬魚技術(shù)應(yīng)用全球領(lǐng)導(dǎo)者”這一愿景,以國際領(lǐng)先的斑馬魚生物評價(jià)與基因編輯技術(shù)為依托,全面推出腫瘤精準(zhǔn)醫(yī)療新技術(shù)——各種類器官構(gòu)建委托技術(shù)服務(wù),以科技賦能醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展,乘風(fēng)破浪、加速奔跑!
從“斑馬魚”向“斑馬魚+類器官”
癌癥嚴(yán)重威脅著人類的健康,據(jù)統(tǒng)計(jì)2020年全球新增癌癥1930萬例,新增癌癥死亡病例達(dá)1000萬例,到2040年該數(shù)據(jù)或可增加近五成。其中,以肺癌、胃癌、結(jié)直腸癌、乳腺癌為主,近年來死亡率高居不下,缺少有效的精準(zhǔn)化治療方法。鼠PDX(patient derived xenografts)模型是指將病人的新鮮腫瘤組織簡單處理后移植到免疫缺陷小鼠上,依靠小鼠提供的環(huán)境生長,這種模型保留了原代腫瘤的微環(huán)境和基本特性,為腫瘤的機(jī)制研究、治療和藥物開發(fā)提供了一個(gè)理想的體內(nèi)模型。國內(nèi)有多家公司目前用小鼠PDX模型為多家跨國藥物研發(fā)企業(yè)提供新藥開發(fā)測試。
然而,小鼠PDX移植瘤建模周期長(6-12個(gè)月),且需要的組織樣本量大,因而不能滿足絕大部分病人的臨床需求。斑馬魚PDX模型具有快速、直觀、成本低、病人組織需求少、移植成功率高、無需免疫缺陷等優(yōu)勢,可進(jìn)行高通量腫瘤細(xì)胞移植測試和研究,而這些在小鼠模型中很難實(shí)現(xiàn)。斑馬魚PDX模型可為病人提供即時(shí)精準(zhǔn)的治療方案指導(dǎo),為腫瘤個(gè)性化治療提供了一個(gè)理想的體內(nèi)測試和診斷模型。將斑馬魚PDX模型廣泛服務(wù)于腫瘤患者并提供個(gè)體化用藥指導(dǎo),會(huì)顯著提高患者腫瘤化療精準(zhǔn)性,提高患者的生活質(zhì)量。環(huán)特生物斑馬魚PDX模型也在持續(xù)研發(fā)中。
腫瘤類器官模型是對斑馬魚PDX模型的有效補(bǔ)充和完善。類器官作為一種新興的前沿技術(shù),正成為傳統(tǒng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞實(shí)驗(yàn)方法的有效補(bǔ)充,其體外培育而成、與來源器官高度相似的遺傳學(xué)背景及組織學(xué)特征,使其成為斑馬魚等生物體體外和體內(nèi)研究之間的轉(zhuǎn)化橋梁,可以有效模擬真實(shí)的藥物測試環(huán)境,反映供體生理/病理特征,可使體外發(fā)現(xiàn)快速過渡到臨床,精準(zhǔn)預(yù)測藥物藥效和毒性對人體的效果。它具有實(shí)驗(yàn)可操作性、捕獲生物復(fù)雜性、遺傳穩(wěn)定性及高通量篩選的可擴(kuò)展性,而且時(shí)效性更高,在基礎(chǔ)研究、藥物研發(fā)、臨床轉(zhuǎn)化、精準(zhǔn)醫(yī)療等方面展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價(jià)值與市場潛力。
可以毫不夸張地說,當(dāng)前生物科技正站在了“斑馬魚生物評價(jià)與基因編輯”向“斑馬魚+類器官”升級的關(guān)鍵時(shí)期,醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)有賴于斑馬魚+類器官技術(shù)的加持,類器官與斑馬魚活體實(shí)時(shí)成像技術(shù)的結(jié)合,不僅可以相互配合,優(yōu)勢互補(bǔ),有望使人們實(shí)時(shí)觀察到早期發(fā)育過程,更有說服力地作為體外模型應(yīng)用于基礎(chǔ)研究、臨床轉(zhuǎn)化,推動(dòng)包括罕見遺傳病、復(fù)雜多因素疾病、精準(zhǔn)腫瘤治療等疾病建模、藥物發(fā)現(xiàn)/療效評估等的研究,也將打開更大的市場空間,更好地助力醫(yī)藥行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展!
類器官研究蓄勢待發(fā),其具有的細(xì)胞系與動(dòng)物模型所不具有的獨(dú)特優(yōu)勢,既能掌握人體對藥物的直接反應(yīng),又無需冒著中毒的風(fēng)險(xiǎn),可用于發(fā)展再生、疾病建模、器官移植技術(shù)改良、藥物發(fā)現(xiàn)/療效評估等,提高藥物發(fā)現(xiàn)效率、減少臨床試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)及節(jié)約資金投入,為探索致病機(jī)制、疾病建模及藥物篩選等提供了一個(gè)全新的視角,為體外預(yù)測患者對臨床治療的反應(yīng)、幫助患者制定個(gè)性化的醫(yī)療方案提供了無限的可能。
環(huán)特生物類器官委托培養(yǎng)業(yè)務(wù)要素
2022年以來,環(huán)特生物持續(xù)加大“類器官”科研投入,以國際領(lǐng)先的斑馬魚生物評價(jià)與基因編輯技術(shù)為依托,建成了“類器官委托培養(yǎng)科研平臺(tái)”,并全面推出類器官構(gòu)建委托技術(shù)服務(wù),加快從“斑馬魚”向“斑馬魚+類器官”的轉(zhuǎn)變,發(fā)展新賽道,賦能醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)新發(fā)展!
目前,環(huán)特生物類器官培養(yǎng)技術(shù)已成功培養(yǎng)出大量具有部分關(guān)鍵生理結(jié)構(gòu)和功能的類組織器官,如:小腸、結(jié)腸、食管、腎、肝臟、胰腺、肺、乳腺、腦等,并成功開發(fā)了多種腫瘤類器官培養(yǎng)基套裝。
不同類器官的形貌圖如下所示:
類器官與基礎(chǔ)研究
目前,類器官多用于發(fā)育生物學(xué)、腫瘤微環(huán)境、細(xì)胞通路等基礎(chǔ)研究中。由于人源化類器官可真實(shí)模擬人體內(nèi)真實(shí)反應(yīng)及機(jī)制改變,因此,越來越多的研究人員通過類器官來模擬人類發(fā)育和疾病,用于研究源自干細(xì)胞的人體組織且難以通過動(dòng)物模型模擬的人類疾病分析,研究疾病發(fā)生、轉(zhuǎn)移機(jī)制,以及患者對治療的反應(yīng)和耐藥機(jī)制,并為疾病的診斷和治療提供新的轉(zhuǎn)化方法。
類器官與藥物研發(fā)
類器官作為新型的藥篩模型,構(gòu)建成功率高、培養(yǎng)速度快(培養(yǎng)一周后就可以進(jìn)行藥篩)、通量高、臨床相關(guān)性強(qiáng)。通過類器官的構(gòu)建、評估、藥敏檢測等,不僅可以將自我更新的類器官培養(yǎng)物用于測試潛在新藥的毒理安全性評價(jià),而且可用于藥物篩選、藥理藥效等藥物研發(fā)方向,為個(gè)性化治療提供基礎(chǔ)。
目前,類器官可篩選的藥物種類包括化療藥、小分子靶向藥、抗體藥物等。利用類器官,不僅能夠?qū)λ幬锆熜Ш蜐撛诙拘宰龀龈暾娴脑u估,而且可以在孔板上進(jìn)行多藥物篩查,每個(gè)藥物還可以測試不同的濃度,多個(gè)實(shí)驗(yàn)平行開展。研究結(jié)果顯示,類器官藥篩達(dá)到了93%的特異性,100%的靈敏度、88%的陽性預(yù)測率和100%的陰性預(yù)測率,展現(xiàn)了極高的臨床相關(guān)性。
類器官與臨床轉(zhuǎn)化
當(dāng)前,類器官技術(shù)正在成為用于POC驗(yàn)證、生物標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)、精準(zhǔn)醫(yī)療等臨床轉(zhuǎn)化的重要載體。通過體外對類器官進(jìn)行POC驗(yàn)證,或通過從形態(tài)學(xué)、組織病理學(xué)以及分子遺傳學(xué)等多個(gè)維度對類器官開展生物標(biāo)志物發(fā)現(xiàn),進(jìn)行鑒定藥物篩選和基因型分析,制定適合個(gè)體的精準(zhǔn)治療藥物和方法。
不同腫瘤PDOs對傳統(tǒng)和正在研發(fā)的藥物所產(chǎn)生的反應(yīng)是各種各樣的。研究人員對大量個(gè)體PDOs的藥物反應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析,找出共同特征,進(jìn)而對一類相似病人進(jìn)行生物標(biāo)記物開發(fā)研究;或利用類器官來研究特定化合物對健康細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞突變譜的影響,也是進(jìn)行后續(xù)精準(zhǔn)治療的前提。
隨著精準(zhǔn)醫(yī)療時(shí)代的到來,及政策利好、科技賦能的加持驅(qū)動(dòng),我國類器官市場發(fā)展?jié)摿薮?。環(huán)特生物以國際領(lǐng)先的“斑馬魚生物評價(jià)與基因編輯技術(shù)”+類器官委托培養(yǎng)技術(shù)為依托,持續(xù)推動(dòng)新技術(shù)向臨床轉(zhuǎn)化落地,讓前沿科技成果服務(wù)于民、造福于民,以科技賦能醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展!
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