類器官是一類通過幹細胞體外3D培養，並可以形成一定組織結構的細胞團，類器官研究技術的出現為人們解決一系列疾病提供了新的實驗對象，此項技術也被《Nature Methods》等雜誌評選為了年度技術。
那麼，在發病率和死亡率很高的胃腸道癌症中，類器官是否可以助科學家們一臂之力呢？一篇發表在《Science》雜誌上面的文章給出了答案。這項研究通過類器官為藥物篩選工具，針對胃腸道癌症病人的個性化和精準治療提出了一套新的方法或見解。
在精準治療飛速發展的今天，高通量測序技術幫助科學家們獲得了大量的生物信息，其中包含體細胞突變，基因組轉錄譜等，這些信息的出現雖然非常有意義，但針對於預測靶向治療方面，功能性仍然十分有限。
靶向治療過程中，難免要進行藥物試驗，而各類藥物的臨床實驗主要包括臨床前試驗和臨床試驗兩部分，在整個過程中，人們得出的臨床結果需要與臨床前結果治療保持一致，以評價藥物的有效性，毒性等。
在臨床前試驗的藥物篩選過程中，人們廣泛採用基因工程小鼠或者患者衍生的異物移植，但最近的一些證據，顯示出了小鼠與人體的對藥物反應的差異，很多藥物在通過小鼠實驗後，進行人體試驗過程中都會以失敗告終，而且異物移植可能會帶來潛在的倫理問題。
當類器官出現後，人們也迅速開始各類類器官的研究，由於在早期的一些研究表明，類器官的表達譜和人體內的器官狀態十分一致，給類器官成為藥物篩選工具提供了可能性。
在腫瘤類器官的研究中，因為Lgr5+幹細胞可以從多個器官被簡單的分離出來，也就使得它成為了研究腫瘤發生和轉移的良好對象。
而在癌症發生的過程中，很多患者都會出現轉移病灶，而目前這類由轉移部位分離出的類器官模型十分罕見，在這篇論文中的作者就使用了轉移類型患者衍生的類器官進行了個性化治療藥物選擇的相關研究。
轉移性結腸癌類器官培養物（頂部），類器官與其匹配的患者活組織檢查（底部）。
研究者們首先分離了體內轉移癌症的幹細胞，並培養產生了胃腸癌相應的類器官，並且將轉移類器官和體內組織進行了各個水平的對比，以驗證體外培養的類器官可以很好的反應體內情況，實驗者通過高通量測序發現，他們培養的類器官與患者體內的病灶高度相似，並且在類器官的後面培養過程中，仍然保持高度一致。
熱圖顯示類器官（左）和維恩圖中最常發生突變和/或拷貝數改變的基因，其顯示類器官和親本組織活檢之間96％的突變重疊（右）。
那麼，這些類器官是否可以成為有效的藥物篩選工具呢？他們在兩週時間內對55種藥物進行了三維篩查試驗，結果顯示，在類器官水平上，PIK3CA基因突變並不能預測對gdc-0980（雙PI3K/mTOR抑制劑））的響應。而研究者們也觀察到RB1擴增與類器官對palbociclib （細胞週期蛋白依賴性激酶4（CDK4）/ CDK6抑制劑）的敏感性之間存在顯著相關性。
類器官中存在RB1擴增與報道的藥物篩選中對CDK4 / CDK6抑制劑palbociclib的響應之間的相關性、
而接下來的重點就是這些結果，是否可以指導科學家們進行臨床試驗研究呢？
實驗者選擇了21名臨床患者，並利用紫杉烷進行了標準的二線治療，通過紫杉醇敏感患者治療前後建立的類器官與兩個紫杉醇耐藥患者肝轉移建立的類器官患者的紫杉醇應答情況的比較。得出以下結論，來自紫杉醇敏感患者的類器官顯示出GI50（抑制癌細胞生長50％）的臨床相關紫杉醇濃度，約為來自耐藥患者類器官的四分之一;
然後研究者們將這些類器官的數據與紫杉醇耐藥患者的數據進行了對比，證實臨床數據與類器官數據具有相同的紫杉醇濃度-反應曲線。
實驗數據幾乎一致的反應了，對於化療敏感和難治性患者中收集的類器官，其中的5-氟尿嘧啶和順鉑的聯合應答中觀察到GI50的差異約為10倍，這也就表明了類器官在癌症治療中的臨床潛力。
研究者接下來又對抗EGFR單克隆抗體，regorafenib和TAS-102進行了評估，通過研究者們分析的類器官最終的數據顯示，在預測對靶向藥物或化療患者的反應時，敏感性為100％，特異性為93％，陽性預測值為88％，陰性預測值為100％（Fisher精確檢驗，P<0.0001）。
總而言之，類器官可以用於患者的功能基因組學，並可以很好的體外模擬癌症行為，相應的分子病理學結果也可以應用到早期的臨床實驗決策中，對腫瘤的治療具有推動意義。
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