Nature系列综述：类器官之父解读类器官在药物研发中的机缘和挑战

类器官（Organoid）是从干细胞衍生出的三维（3D）布局，可以或许重现响应组织的要害布局和功能特点。与传统的二维（2D）细胞系比拟，人类类器官能供给更切近人体心理的尝试模子。它们可以或许捕获人体组织的复杂性和异质性，从而有助在研究疾病机制、药物疗效和毒性。当由患者来历的生成时，类器官还能用在评估个别对医治药物的响应。

近日，“类器官之父” Hans Clevers 传授、王代松博士等在 Nature 旗下综述期刊 Nature Reviews Drug Discovery 上颁发了题为：Human organoids as 3D in vitro platforms for drug discovery: opportunities and challenges 的研究论文。

在这篇综述中，作者们切磋了类器官在药物发现中的利用，概述了当前的生成和保持类器官的方式，考查了它们在疾病建模、药物挑选和平安性评估方面的利用，并斟酌了监管方面和在药物发现中更普遍采取所面对的挑战。

在药物研发范畴，体外模子阐扬着要害感化，为研究细胞对药物的反映供给了明白的尝试系统。人类细胞系因为相对简单、本钱低且在各研究尝试室中易在获得，一向是药物研发的主力。细胞系凡是源自肿瘤，并已顺应在二维塑料概况发展。

但是，细胞系没法代表组织布局，也不包括个别器官中所有功能细胞类型。这促令人们摸索更接近心理状况的三维培育系统，例如类器官（Organoid），它们能更切确地摹拟体内微情况。与动物尝试比拟，类器官更具本钱效益，可以或许进行高通量挑选（HTS），同时避免了动物尝试中的物种差别和伦理问题。

在这篇综述中，作者们概述了类器官生成和保持的方式，并强调了其在疾病建模、医治挑选和药物药理学和毒理学评估方面的利用。还会商了类器官在个性化医疗中的潜力，便可以从患者本身的细胞构建出类器官，从而实现个性化的药物测试。最后，作者们切磋了监管方面的斟酌和类器官平台要成为药物开辟中成熟东西所必需解决的挑战。

多能干细胞和组织干细胞来历的人类类器官

人类类器官与传统临床前模子的比力

疾病建模中的分歧类型的类器官

疾病建模和药物平安性评估中的进步前辈类器官系统

主动化高通量药物挑选策略

在药物开辟中利用类器官为临床前研究供给了向更正确、更切近患者现实环境的模子迈进的庞大奔腾。类器官代表了一个可以或许重现人体组织复杂性的平台，比拟传统的二维细胞培育和动物模子，它能供给更合适心理前提的情况。但是，虽然该范畴已获得主要进展，但仍存在挑战。特殊是在高通量挑选（HTS）的布景下，类器官培育的可扩大性和可反复性仍需进一步完美。这将需要延续开辟和验证尺度化、主动化的类器官平台，并成立清楚的监管框架以增进行业采取。

另外，提高类器官对人类医治反映的猜测能力——特别是在癌症、神经退行性疾病、慢性炎症和代谢疾病等复杂疾病方面——还需要在血管化、免疫系统整合和多器官建模方面进行立异，同时连系单细胞组学、高速图象收集和人工智能撑持的数据阐发等前沿阐发手艺。

跟着手艺的成熟，估计基在类器官的平台将成为药物研发流程中不成或缺的一部门，弥合根本科学与临床成果之间的差距。类器官可能会完全改变我们理解和医治疾病的体例，其在药物开辟中的将来前景广漠。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41573-025-01317-y