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2024最新专家共识推荐使用类器官技术开展药物敏感性检测

点击次数:212 更新时间:2024-05-19

政策法规:2024最新专家共识推荐使用类器官技术开展药物敏感性检测


2024年4月12日,中华医学会呼吸病学分会发布《难治性肺癌中国专家共识》,其中明确指导了包括类器官芯片在内的多种精准诊疗新技术方案。


2024最新专家共识推荐使用类器官技术开展药物敏感性检测

"难治性肺癌患者会面临多重耐药等复杂情况,临床医师可在取得患者知情同意前提下,利用类器官芯片技术、人源肿瘤异体移植瘤模型(PDX)及MiniPDX技术开展药物敏感性检测,结合基因测序,综合判断,制定个体化用药方案,推荐如表6。“

——《难治性肺癌中国专家共识》精准诊疗新技术方案推荐


这其实并非类器官芯片技术在国内GUAN方文件中的第一次亮相。更早之前,就已经有多项肿瘤精准诊疗相关文件,对类器官与器官培养芯片技术提出支持。


2022年8月,FDA批准了全球SHOU个WAN全基于“类器官芯片"研究并获得临床前数据的新药(NCT04658472)进入临床试验。这一里程碑事件,意味着“类器官芯片"实验正式介入传统动物实验和临床人体实验之间,作为药物安全性评价新的替代技术方案,正式获得GUAN方认可。


近十几年来,在全球生命科学研究人员共同努力下,数十种类器官模型构建完成,并进入商业化应用。

德国TissUse类器官串联培养系统(能够模拟人体病理微环境的“Patient-on-a-Chip"串联培养技术):

能够模拟人体内生理环境,包括温度、压力、真空度、微流道循环频率、时间等参数,芯片有不同的微流道设计,针对不同的器官可以单独设置提供相应的培养条件,提供精准的培养和分化环境。可提供不同类器官的串联共培养方案,避免单一类器官无法模拟人体复杂生理学条件下器官相互通讯交流的不足。通过类器官模拟人类器官组织的生理发育过程,应用于疾病模型、肿瘤发生、以及药物安全性、有效性、毒性、ADME等方面的评估,旨在减少和取代实验室动物测试,简化人体临床试验。

2024最新专家共识推荐使用类器官技术开展药物敏感性检测

人体是一个复杂的调控网络,即便明确病灶部位,但深度解析病理机制就会发现,临床给药“牵一发而动全身",需要综合考量细胞与细胞、组织与组织、器官与器官之间的信息流动,做到掌握全局变化。单一的类器官培养后用作药物敏感性检测,距离真正的临床替代仍旧非常遥远。

基于此,假如我们不仅仅可以体外重构人体类器官,同时可以模拟人体内的网络调控模式,把“芯片上的类器官"(Organs- on- chips)一步步无限趋近于“芯片上的人体"(“Patient/Human-on-a-Chip"),或许可以获取一些新的问题解决方案。越来越多的关于人类疾病建模和人体组织芯片治疗测试的科学文献指出,当生物体可以在MPS上WAN 全功能性地建立时,这种微生理平台有能力精确模拟疾病的病理生物学和药物或治疗的作用模式。


在体内,每个器官都保持着自己的独立性,同时通过血液中的细胞和因子,与其他器官保持相互通讯交流。类器官培养技术在保持表型的同时,如何维持多个类器官间的交流通讯一直是该领域的一个挑战。所以,将几种类器官串联在一个共同的培养基的循环中,通过分泌的因子进行通讯和交流,以此模拟多器官之间的交流,可以研究每个器官代谢的产物对其他器官产生的影响,以及环境因子对于多器官的系统性效应,才能真正反应体内多器官之间相互协调共同行使功能的生理系统。

人类系统性疾病的发生过程都是通过破坏两个或多个器官的自我平衡和相互交流。研究疾病和药物治疗就需要复杂的多器官平台作为体外生理模型的工具,以确定新的药物靶点和治疗方法。同时,多器官串联培养应用于药物筛选,才能同时评估药物的有效性和安全性,以及药物的吸收,分布,代谢和排泄(ADME)全过程。

相较于药物筛选所用的小动物模型或者单器官芯片,多器官串联芯片可以将多个类器官整合到通用的培养基环境中,从而支持更复杂、更符合生理学意义的药物筛选,具备更大的临床应用价值。多器官串联培养的发展目标是建立各种不同的器官组合模型,用于药物有效性和安全性评估以及药动学/药效学(PK/PD)测试。



2024最新专家共识推荐使用类器官技术开展药物敏感性检测

企业介绍


2010年,柏林工业大学的科学家团队在德国柏林成立TissUse公司,开发出了全球LING 先的“多器官芯片"(Multi-Organ-chip,简称MOC)平台,这是一种基于微流控的微观生理学系统(MPS),利用微型化人体器官模型在系统层面提供临床前的预测,是第YI家专注于多器官芯片方案的公司。德国TissUse公司专注于类器官培养系统研究22年,推出的HUMIMIC类器官串联芯片培养系统,得到FDA的推荐,可提供不同类器官的串联培养解决方案,避免单一类器官培养无法模拟人体器官相互通讯关联的缺陷,同时也提供相关的技术方案和后续方法试剂支持,在“Multi-Organ-Chip" 和“Human-on-a-chip"领域技术LING 先。相关方案已被广泛应用于药物开发、化妆品、食品与营养和消费产品等多个领域。。MPS能以生物可接受的最小尺度在体外模拟人类生物学。通过控制动态液体的微循环,可在尽量小尺寸的环境中用人体细胞和组织的情况下模拟器官功能,为类器官提供生理营养和氧气供应。基于此技术,MOC平台能够维持和培养微型器官培养物(类器官),长期模拟多个器官各自对应物的生物学功能及其在真实生理环境中的活动。MOC技术平台提供了一种新方法来预测药物的毒性、药代动力学以及体外疗效,能够减少和替代实验室动物试验,并简化人体临床试验。这项技术是有史以来,第一次使用人的类器官在芯片上完成串联培养,以提供无种源差异的临床前研究数据支持,并预测化学物质及其代谢产物对临床病理模型的可能影响。


技术平台


HUMIMIC技术平台是TissUse GmbH公司建立一个专有的通用 "多器官芯片 "技术平台,在芯片上可以将多个类器官进行共培养的系统。该系统能够模拟人体内生理环境,包括温度,气流,压力,液体流动,提供生物剪切力等,芯片底部有不通的微流道设计,针对不同的器官,可以单独设置提供相应的培养条件,提供精准的培养和分化环境。

HUMIMIC技术平台能高效均一的获得用于研究或药物筛选的类器官模型,具有较好的重复性,升级版Autolab包括:自动培养;自动加样,自动换液(可以执行多种不同的培养基/溶液的换液操作);自动观察等一体化功能。科研版HUMIMIC Starter通过24个预先校准的气动连接器,实现芯片上微流系统的最佳运行状态。

目前,HUMIMIC的MOC平台支持从单一器官到复杂多器官的培养,甚至已经可以做到2个,3个,4个不同类器官的串联共同培养,现已有28套成熟的多类器官串联培养技术方案可供用户选用。TissUse 还开发了10个不同类器官的串联共同培养方案,配合全自动的HUMIMIC AutoLab设备,用于精准医疗和药物筛选的应用场景。


应用场景


  • 骨髓-毒性评估,单一药物和多种药物组合的肿瘤治疗方案;

  • 肝脏-药物代谢及毒性评价;

  • 不同供体的皮肤和免疫细胞共培养-预防同种异体移植组织排斥反应的疗法评估;

  • 小肠和肝脏-药物吸收代谢和毒性的评价;

  • 肝脏和胰腺-2型糖尿病治疗新靶点鉴定;

  • 皮肤和肿瘤-抗肿瘤抗体安全有效性评估、治疗窗口评估;

  • 胰岛、胰腺肿瘤和内皮化血管-溶瘤病毒的安全性和有效性测试;

  • 血管化骨髓和淋巴结-基因组编辑造血干细胞的致瘤性和增殖能力的评估;

  • 血管化肝肾移植-评估调节性T淋巴细胞预防肾移植排斥反应的潜力;

  • 心脏、肝脏和胰脏-评估心脏代谢疗法的作用方式;

  • 肠、肝、肾、脑和血脑屏障(BBB)-药物ADME分析、药代动力学、器官特异性毒性和血脑屏障迁移能力;

  • 淋巴组织培养-维持免疫功能正常的淋巴组织;

  • 甲状腺和肝脏共培养-内分泌干扰物鉴定模型;

  • ……



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