引领类器官药敏检测新纪元——专家共识解读与Countstar智能化解决方案

发布日期:2024-07-09 17:02:45浏览次数:112

近年来,类器官技术在癌症研究和治疗中展现出了巨大的潜力。作为癌症精准医疗和药物开发的新利器,类器官药敏检测(Drug Sensitivity Testing, DST)得到了广泛关注和认可。2024527日,由陈晔光院士和高绍荣院士领衔,联合国内顶尖科研院所及医院专家发表的首篇类器官药敏检测英文专家共识——《Building consensus on the application of organoid-based drug sensitivity testing in cancer precision medicine and drug development》,在国际顶尖期刊《Theranostics》上正式发表。这篇共识不仅重新定义了基于患者衍生类器官(Patient-Derived Organoids, PDOs)的药物敏感性测试,还为标准化PDOs药物敏感性测试提供了首个指导原则,填补类器官药敏检测领域专家共识的空白


专家共识的核心内容

1. 背景与意义

随着癌症精准医疗的发展,个体化治疗方案的重要性日益突出。然而,当前传统的药物敏感性测试方法存在显著局限性,主要体现在模型与患者肿瘤微环境的差异较大,导致测试结果在临床应用中的预测准确性不高。因此,建立更加符合实际肿瘤微环境的测试模型成为了亟需解决的问题。

PDOs作为一种新兴的三维细胞培养技术,能够在体外构建出与患者肿瘤组织结构和功能相似的微型器官不仅能够模拟肿瘤的异质性和微环境,还能在药物敏感性测试中提供更加真实和准确的结果。专家共识旨在系统性地介绍PDOs的培养、药物处理、测试方法及其在临床应用中的潜力和标准化操作,为研究人员和临床医生提供指导。


2. 标准化指导原则

为确保PDOs药物敏感性测试的标准化和可重复性,专家共识提出了详细的指导原则,涵盖了实验设计、操作流程、数据分析等各个环节。

2.1 PDOs的培养

PDOs的培养是整个DST流程的基础。共识指出,PDOs的培养需要从患者肿瘤组织中提取细胞,然后在特定的三维培养基中进行培养。这一过程中,培养基的选择、细胞的提取和处理方法、培养条件等都需要严格控制,以确保PDOs的质量和稳定性。

2.2 药物处理与测试方法

在药物敏感性测试中,PDOs需要经过药物处理和反应监测。共识提出了具体的药物处理方法,包括药物浓度的设定、处理时间的控制等。对于测试方法,共识推荐使用多种手段,包括但不限于高通量筛选技术、成像技术和分子生物学检测方法,以全面评估药物对PDOs的影响。

2.3 数据分析与结果解释

数据分析是DST的重要环节,共识强调了数据标准化处理和结果解释的必要性。通过建立统一的数据分析标准和算法,确保测试结果的可靠性和可重复性。同时,共识还建议结合临床数据和生物信息学分析,对DST结果进行全面解读,以提供更加精准的个体化治疗建议。


4. 应用前景

PDOs药物敏感性测试在癌症精准医疗和药物开发中具有广阔的应用前景。

4.1 个体化治疗方案

通过PDOs药物敏感性测试,可以为癌症患者制定更加精准的个体化治疗方案。共识指出,PDOs能够模拟患者肿瘤的微环境,提供真实的药物反应数据,从而帮助医生选择最适合患者的治疗方案,提高治疗效果。

4.2 药物筛选与开发

在药物筛选与开发过程中,PDOs药物敏感性测试能够显著提高新药的筛选效率和成功率。通过在早期药物筛选阶段应用PDOs,可以筛选出具有更高临床应用潜力的药物,减少后期临床试验的失败风险和成本。


5. 未来展望

尽管PDOs药物敏感性测试具有广阔的应用前景,但仍存在一些挑战和亟需解决的问题。

5.1 多学科合作

PDOs药物敏感性测试的成功应用需要多学科的合作。建议加强基础研究与临床应用的结合,促进生物学、医学、药学等多学科领域的协同合作,共同推进这一领域的发展。

5.2 技术创新

技术创新是推动PDOs药物敏感性测试发展的关键。共识鼓励研究人员不断探索和开发新的培养技术、检测方法和数据分析算法,以提高测试的准确性和效率。

5.3 标准化与规范化

标准化和规范化是确保PDOs药物敏感性测试广泛应用的前提。共识呼吁建立国际统一的标准和规范,推动不同研究机构和临床中心之间的数据共享和合作,以提高测试结果的可重复性和可靠性。

5.4 临床转化

共识强调了PDOs药物敏感性测试的临床转化应用,建议通过临床试验验证其在不同癌症类型和治疗阶段的适用性和有效性,推动其在临床实践中的应用。

Countstar类器官解决方案

为帮助研发人员更好地利用PDOs进行癌症研究和治疗,围绕类器官的高效构建、培养与分析,Countstar推出了先进的类器官解决方案。不仅满足当前科研和临床应用的需求,还为未来的发展提供了强有力的支持。


一、Countstar Mira FL

类器官的构建和分析始于对组织样品的精确消化和评估。高质量的类器官样品能够提供更准确的实验数据。将组织样品消化后进行计数和活率分析,可以及时评价消化效果,预估后续类器官生长状态,这是保证类器官药敏检测结果有效性和可靠性的重要一环。

Countstar Mira FL的类器官计数模块能够同时定量分析消化后的组织样品中的单细胞、细胞簇的个数和活率结果,实现对样品的质控。通过高精度、自动化的计数和分析,筛选出活力不达标的样品,确保实验过程中使用的类器官具备良好的生长状态和功能表型,从而提高实验的准确性和可靠性,减少人为误差。其自动化分析功能可以在短时间内处理大量样品,显著提升实验效率,适用于大规模实验。

二、Hvita 3D活细胞自动灌流培养系统

类器官的高效扩增和标准化培养对于高通量药敏检测和精准医疗至关重要。通过标准化的培养条件和操作流程,可以减少人为操作带来的变异,确保每次实验的条件一致,从而提高结果的重复性和可靠性。这种标准化方法减少了实验间的变异性,使得不同来源的数据可以相互比较和整合,为临床决策提供更加可靠的依据。

Hvita 3D活细胞自动灌流培养系统,将灌流系统嵌合到培养舱内,实现全封闭3D细胞灌流培养,通过灌流系统将培养液均匀输送到类器官的各个部位,以实现细胞生长环境的均匀性和稳定性。相比于传统的静态培养方式,灌流培养技术在解决细胞尺寸不均一和生长环境不均匀方面表现出显著优势。与传统孔板培养相比,灌流培养不仅节省了大量人力,还能生成体积更大、形态更规则、活率更高的类器官样品。其全封闭的培养环境确保了细胞的稳定生长和高效代谢,为类器官的长期培养提供了理想的条件。配备强大的数据管理与分析软件,系统能够实时监控培养过程,自动记录和分析数据,便于实验结果的快速解读和决策。软件自动记录每一步操作和培养条件,提供完整的实验记录,确保数据的可追溯性。

三、Castor S高通量智能细胞分析平台

类器官自动化成像和功能分析在高通量药物敏感性检测中扮演关键角色,通过快速、准确地捕获和分析类器官模型的多参数数据,可实现对大量药物的高效评估。其标准化的操作流程确保了数据的一致性和可复现性,同时节省了时间和人力资源,为药物测试提供了可靠的决策支持和科学依据。

Castor S 系列高通量智能3D细胞分析仪具备卓越的高通量成像与分析能力,能够通过快速Z轴层扫和2D投影技术,捕捉类器官的高清图像,实现大视野范围内样品状态的精准反映。其高效的AI算法模型可快速、准确地处理复杂样本的明场和荧光图像,自动拼接多视野图像,并进行类器官的精准识别和定量分析,提供包括类器官数量、活率、总面积等详细表型参数,显著减少人工误差,提高分析效率。

在类器官药敏检测中,Castor S 的应用优势尤为突出。既可通过多色荧光成像进行活率分析,还可以实现明场类器官无标记、无损伤药敏分析,样品在检测后可继续培养和分析。通过无标记的药敏分析,Castor S能够定时监测类器官的生长和药物反应,提供更真实的实验数据,避免了传统标记方法对细胞的损伤。保持样品的完整性和高质量。此外,Castor S 具有强大的多功能扩展性,除了药敏检测,还能应用于类器官的生长监测、心脏类器官/肿瘤球分析、免疫细胞与类器官共培养分析等,满足多种科研需求。

类器官药物敏感性测试在癌症精准医疗中具有重要意义,通过标准化的操作流程和先进的技术手段,PDOs-DST可以为个体化治疗方案的制定提供重要依据。专家共识为PDOs-DST的标准化和规范化提供了指导原则,为未来类器官技术的发展指明了方向。Countstar通过先进的类器官解决方案,致力于推动这一领域的快速发展,为研发人员提供可靠的技术支持。我们期待与您一起,共同探索类器官技术的无限可能,为癌症患者带来更好的治疗方案和希望。