肿瘤类器官（PDOs）是用取自患者体内原发性肿瘤，在实验室中培养出一微型的3D肿瘤细胞模型，首先从患者体内获取肿瘤细胞组织，清洗以防止污染，经消化、分散、过滤、离心后分离出肿瘤细胞。然后选择合适的生物材料作为3D培养的细胞外机制，通过模拟肿瘤细胞基质环境进行培植，最终形成体外类器官模型。肿瘤类器官高度模拟了来源肿瘤组织的特性，保留了个体之间的肿瘤异质性，可用于功能性的测试，例如进行高通量的药物筛选，甚至个性化治疗检测。
肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）为肿瘤微环境的一个重要组成部分，由不同淋巴细胞组成的异质性群体，包括T细胞、B细胞、NK细胞、巨噬细胞以及其他各种免疫细胞。关于它们在肿瘤生长和进展中的作用，几十年来科学家一直争论不休，但是无论何种声音都不可否认的是这群细胞TILs在肿瘤进展中发挥了关键的作用，甚至已经可以发展为一种肿瘤的治疗方式。因此TILs的表型和功能特征，与肿瘤细胞或肿瘤间质的相互作用，以及它们在预后及预测中的意义，都已经成为全球研究的热点。
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在过去的十年里，干细胞研究领域取得的关键进展之一就是类器官体系的发展，类器官属于三维细胞培养物，包含其代表器官的一些关键特性。此类体外培养系统包括一个自我更新干细胞群，可分化为多个器官器官特异性的细胞类型，与对应的器官拥有类似的空间组织并能够重现对应器官的部分功能，从而提供一个高度生理相关系统。含有成体干细胞的组织样本、单一成体干细胞或者通过多能干细胞的定向诱导分化都能够产生类器官，由于部分类器官模型系统特征是具有活性干细胞群的存在，类器官能够极大地实现扩增。
如今肿瘤类器官相对于PDX动物模型，体外培养环境相对单纯，需要人工重建才能恢复肿瘤微环境。美国斯坦福大学的Calvin J Kuo研究组在《Cell》杂志上发表了《Organoid Modeling of the Tumor Immune Microenvironment》的论文，通过气液交互法培养患者来源的肿瘤类器官的肿瘤类器官，重现了肿瘤患者的微环境。
Kuo实验室自2009年启就持续运用气液交互类器官培养技术还原原代组织和肿瘤细胞微环境，他们将该方法运用到临床肿瘤标本，并申请了ALI-PDO专利技术，该技术特点在于通过一体培养，保留了原位的肿瘤实质、基质，同时包含功能化的肿瘤特异性的肿瘤浸润淋巴细胞群，进而还原了其他类器官模型中没有的肿瘤组织原位基质和具有免疫检查点封锁的肿瘤微环境内源免疫细胞群。此外ALI-PDO模型成功保留了原肿瘤组织中固有的纤维基质和多样的免疫细胞组分，并从基因水平上得到佐证，而且PDOs中的TILs准确保留了原始肿瘤的T细胞受体谱。
在肿瘤免疫治疗如火如荼的今天，临床上迫切需要能够个体化验证疗效的体外模型，但是鉴于肿瘤微环境的复杂性，免疫治疗药物体外实验一直无法与临床疗效相匹配，PDO技术则为这一需求提供了技术出口，这大大有助于癌症研究与抗癌药物研发。
在临床应用方面：
肿瘤类器官可以用于化疗药、靶向药、新型抗肿瘤抗体药等药物敏感性检测，辅助临床治疗决策，有效优化医疗资源配置。对患者而言，通过PDOs药敏检测技术，在疾病的各个阶段，均可快速检测出最适合患者的药物治疗方案，降低药物毒副作用耐药风险和肿瘤复发几率。
在生物医药科研方面：
肿瘤类器官具备肿瘤异质性，与来源肿瘤组织的基因表达完全一致堪称“培养皿中的微器官”。在疾病模型、肿瘤分子、再生医学与精准医学研究等多方向均有广泛的应用前景。
在新药研发方面：
肿瘤类器官可作为最佳的体外试验模型，可大幅度缩短临床前试验与临床试验的周期，降低新药开发与风险，提供新药开发临床前大量生物数据的支持，为新药研发提供最优质的平台。
1. 成本低；
2. 培养周期短；
3. 多次传代保持基因组稳定性；
4. 高度保留原位肿瘤组织的生物特征和异质性。
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