利用人源肿瘤类器官构建癌症模型与精准治疗

人源肿瘤类器官通过保留患者特异性的异质性和功能性药物反应，推进了癌症建模的发展。然而，由于培养条件的多样性和肿瘤微环境重建的不完整，将类器官的研究发现转化为常规临床决策仍然具有挑战性。

在本综述中，我们提出了一个清晰且具有操作性的框架，将肿瘤类器官定位为动态的“活体生物传感器”，以此连接机制研究、肿瘤微环境重建、功能性药敏表型分析以及精准治疗决策。

本综述总结了类器官的主要来源和建立策略，并重点介绍了培养工程和生物材料如何影响表型稳定性及药敏结果的可解释性。我们进一步整合了肿瘤类器官微环境共培养设计以及新兴的赋能技术，这些技术提升了转化应用中的可扩展性和标准化水平。

本综述的核心观点包括：

1. 用于转化应用的活体生物传感器框架： 我们提出了一个统一的框架，使肿瘤类器官能够连接分子机制、微环境背景、功能读数和疗法选择，为从模型构建到临床相关输出提供了一条实用的路线图。

2. 培养工程决定结果的可解释性： 生物物理和生化学信号，连同生物材料设计（合成基质、脱细胞细胞外基质、无支架格式及动态灌注系统），能够改变肿瘤状态和药物反应，直接影响实验的可重复性和转化性。

3. 重建肿瘤微环境相互作用至关重要： 我们综合了可重复的共培养策略，这些策略纳入了间质成分（如癌症相关成纤维细胞）、免疫成分、血管化模块和细胞外基质重构；同时，我们总结了支持标准化评估的实用验证读数。

4. 关键技术加速规模化与标准化： 类器官芯片平台、三维生物打印、高通量微型化筛选，以及利用机器学习和多组学分析的数据驱动分析方法，是推动类器官从静态培养向可扩展转化平台迈进的关键驱动力。

本文综述了肿瘤类器官来源、建立和培养系统、模拟癌变、异质性、进化和转移、肿瘤微环境重建、临床转化和试验以及面临的挑战、标准化、伦理和未来发展方向。

总体而言，本综述为如何工程化和应用肿瘤类器官进行癌症建模和精准治疗提供了整合视角。这些见解支持了临床相关性的提升和更可靠的功能测试。未来的工作应优先考虑质量控制、跨实验室标准化和伦理治理，以实现更广泛的现实世界应用。