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综述:组织难题的破局之道:通过冷冻活检及肺癌类器官与芯片器官在精准医学中的应用克服肺癌组织限制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月17日 来源:Experimental Cell Research 3.3
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这篇综述聚焦肺癌诊疗中的组织获取难题,创新性提出冷冻活检(cryobiopsy)技术联合肺癌类器官(LCOs)和芯片器官(organ-on-a-chip)的解决方案。文章系统梳理了冷冻活检在获取高质量组织样本中的优势,阐述了LCOs在模拟肿瘤微环境、药物筛选及个性化治疗中的价值,并探讨了微流控芯片技术如何弥补类器官培养的高成本与低通量缺陷,为肺癌精准医学(precision medicine)提供新范式。
肺癌作为全球癌症相关死亡的首要原因,每年导致180万人死亡,约75%患者确诊时已出现淋巴结或远处转移,治愈率极低。病理诊断依赖活检组织,但传统方法如经支气管镜活检(TBLB)样本量小且易产生挤压伪影,而手术活检对晚期患者不适用。循环肿瘤细胞检测虽可作为替代,但难以满足后续多组学分析需求。
治疗层面,早期肺癌术后仍存在微转移风险,晚期患者虽受益于靶向治疗、免疫检查点抑制剂(ICIs)及抗体偶联药物(ADC),但肿瘤异质性和耐药突变导致疗效差异显著。嵌合抗原受体(CAR)-T/NK细胞疗法面临肿瘤微环境免疫抑制等挑战,凸显个性化治疗方案筛选的迫切性。
传统细胞系和动物模型存在遗传漂变、缺乏微环境互作等局限。肺癌类器官(LCOs)作为三维(3-D)培养体系,保留了原发肿瘤的组织结构和分子特征,可用于靶点筛选和药物测试。例如,与患者外周血单核细胞(PBMCs)共培养的LCOs可预测PD-1抑制剂响应。
冷冻活检通过低温(-70°C至-196°C)快速黏附病灶核心组织,样本量较传统活检提升10倍,显著减少挤压伪影并提高肿瘤纯度。其联合径向超声支气管镜(EBUS)可精准获取外周病灶,为LCOs培养提供优质原料。
类器官培养面临成本高、重复性差等问题,而芯片器官通过微流控技术模拟器官生理动态,实现高通量药物测试。两者结合可构建“患者替身”平台,加速个性化治疗方案优化。
冷冻活检和EBUS的普及度不足,且LCOs培养成功率受限于样本质量和培养基优化。未来需标准化操作流程,并探索类器官与人工智能的联合分析。
冷冻活检、LCOs和芯片器官的整合为肺癌精准医学开辟新路径。从组织获取到体外模型构建,这一技术链条有望实现“从患者到实验室再到临床”的闭环,最终提升治疗应答率并延长生存期。
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