编者按：类器官（Organoid）作为一种新兴的实验模型，能够很好地保持其来源组织的形态特征、细胞功能、生物行为及基因谱特征。因此，类器官被称为“活组织库”（living biobank），具备体外培养、低温保存及再利用的特点。在新药研发及药物敏感性筛选中，类器官作为实验动物的替代品起着至关重要的作用，其质量直接影响实验的精准性。因此，及时规范和制定类器官构建的各个环节标准显得尤为重要。目前，类器官构建领域主要有两个方向：成体干细胞（ASC）来源的类器官（又称患者源类器官，PDO）和诱导性多潜能干细胞（iPSC）/胚胎干细胞（ESC）来源的类器官。

今天，我们分享一项由瑞金医院普外科/上海消化外科研究所的于颖彦教授与生物芯片上海国家工程研究中心的郜恒骏教授团队于2024年11月共同发布在《Chinese Medical Journal》（IF=75，Q1）的研究成果。该研究集中于成体干细胞源性类器官，系统地阐述了类器官构建的规范操作流程、实验室标准化建设以及国内外现有的类器官相关标准和指南，同时提出了该领域面临的挑战和未来发展方向。

研究背景

在生物医药领域，药物研发、疾病诊断与治疗以及病理机制研究均依赖于实验模型，如细胞系和实验动物。然而，细胞系在体外培养过程中经过基因组的选择压力，往往难以反映原始肿瘤的生物学行为及对药物的反应。基于此，肿瘤细胞系进行的药物筛选虽然在体外治疗中有效，但在临床试验中常常面临失败的局面。传统的实验动物模型，如免疫缺陷小鼠或人源性异种移植瘤模型，在研究疾病与肿瘤发病机制、新型分子靶点的识别以及临床前药物敏感性评价中可以发挥一定作用，但因缺乏完整的免疫系统，与人类生长体系的差异仍然显著。

2009年，类器官作为新型实验模型得到问世，具备了对多种组织细胞的体外培养、低温保存和再利用的能力，因此在生物医药界受到广泛青睐。2022年底，随着美国FDA通过一项新法案，临床前新药研究不再强制动物实验，可以采用类器官芯片或人工智能等新技术作为替代，这为类器官在新药研发中奠定了重要地位。随着类器官在生物医药研究及临床转化应用中的广泛使用，该领域的技术标准制定与实施问题也逐渐浮现。

类器官构建标准化

类器官构建的标准化包括对组织样本前处理、3D细胞培养、类器官传代、冻存、复苏、表型鉴定、基因谱分析及质量评估等多个环节的规范操作，确保产出的类器官质量高且性能稳定。这对于推动类器官技术从实验室研究走向临床应用及产业化具有重要意义。

组织收集与预处理

在组织收集与预处理阶段，需严格遵循人类生物库的伦理要求，专业医生需在30分钟内对新鲜组织样本进行处理，样本大小不少于5×5mm，放入含抗生素的DMEM/F12保存液。若无法当天培养，则需使用含Y27632的保存液过夜，并在24小时内开始培养。

类器官培养

类器官培养过程中，消化酶和时间需要根据组织类型灵活调整，处理后需过滤、离心并将细胞球与培养基混合接种于孔板，在37℃培养。在此之后，类器官需在2周后进行传代，并根据代数进行分类，无论是早期、中期还是后期。通过冷冻液的混合，将细胞保存于-80°C，利用快速解冻原理复苏后再进行培养。

分子特性与质量控制

尽管类器官能够保留亲本组织的遗传特征和生物学功能，然而长期传代、冷冻保存、复苏及再培养对其分子特性仍需进一步研究。通过基因组学的方法，如WGS、WES、RNA-seq和scRNA-seq等进行分子分析，利用形态学观察、多种染色技术及ATP含量检测等方法评估类器官质量便至关重要。

实验室标准化建设

高质量类器官的构建需要完善的实验室设施。在中国，细胞培养室的结构可分为基础研究、药物开发和生产治疗级生物药品三个层次，严格遵循相关的洁净室设计和标准，以确保在研究与开发中达到最高的安全和质量标准。

在类器官的研发过程中，尊龙凯时积极参与并推动标准化及规范化建设，携手行业内各方开展健康美丽产业的CRO服务，同时建立了多血压、多维生物技术服务体系。随着生物医疗领域的发展，尊龙凯时将不断适应并引领市场需求，推动类器官在新药研发及其他应用中的重要性，为健康和美丽产业提供强大的技术支持。

当前，类器官构建面临挑战，主要体现在标准化建设的不足以及多种组织细胞来源的生态空白。为此，结合人工智能及自动化技术，优化标准化类器官培养技术，将有助于提高质量评估的精准性，为新药研发及药物敏感性的精准预测提供强有力的支持。