通过个性化3D生物打印彻底改变胃癌治疗

据国际癌症研究机构报告，胃癌是亚洲人群中最常见的疾病之一，其中韩国人的发病率在2020 年位居全球第三。最近，浦项科技大学(POSTECH)和延世大学之间的合作研究在胃癌精准个性化医疗领域取得了进展。通过使用3D生物打印精确复制胃癌细胞周围的生物环境，研究人员取得了一项重大成就——在临床前阶段预测患者对抗癌药物的反应。这标志着胃癌精准个性化医疗探索的一个重要里程碑。

机械工程系、融合IT工程系、生命科学系、融合科学技术学院的Jinah Jang教授、机械工程系的Dong-Woo Cho教授等研究人员组成的团队，博士浦项科技大学跨学科生物科学与生物工程学院的候选人 Jisoo Kim、外科系的 Jae-Ho Cheong 教授和延世大学生物医学科学研究所的 Jungmin Kim 博士合作开发了一种用于个性化药物治疗的血管化胃癌模型，使用患者来源的类器官(PDO)。他们的研究成果发表在国际期刊《先进功能材料》上。

旨在评估新药或治疗方法疗效的临床试验通常在人体上进行。在临床前阶段预测患者反应的能力对于为这些试验选择合适的候选者至关重要。这不仅有助于最大限度地减少意外的副作用，而且还提高了总体成功率。不幸的是，现有技术在准确复制胃癌的病理学和体外肿瘤周围复杂的环境方面面临局限性。

为了应对这一挑战，研究团队使用从胃癌患者身上获得的类器官以及 3D 生物打印技术。这种方法导致了血管类器官模型(VOM)的开发，该模型忠实地再现了胃癌的实际脉管系统和环境。掺入胃源性脱细胞细胞外基质 (st-dECM)，富含胶原蛋白等胃特异性基质蛋白，有助于细胞存活率超过 90%。此外，该模型与实际胃癌状况高度相似。

基于这些发现，该团队生成了患者特异性血管类器官模型(VOM)，用于药物试验。结果显示不同患者模型对同一种药物有不同的反应，与真实世界的临床试验结果一致。创建的 VOM 忠实地复制了胃癌的微观脉管系统和生物学条件，使团队能够预测临床前阶段患者的反应。

此外，VOM 准确地模拟了血管内皮生长因子受体 (VEGFR2) 的临床反应。该研究强调了目前临床上使用的人类上皮细胞增殖因子受体(HER2)作为唯一靶点的局限性，强调其对于对该靶点无反应的患者无效。这项研究为更广泛的治疗方法创造了新的可能性。

领导这项研究的 Jinah Jang 教授表示：“我们开发了一个有前景的个性化癌症治疗平台。”她补充道：“该平台在药物通过血管发挥作用的其他类型癌症中具有潜在的应用前景。”延世大学的 Jae-Ho Cheong 教授评论道：“先进的生物模型平台对于在实验室水平模拟各种临床试验至关重要。它不仅有利于癌症机制的研究，而且可以提前评估抗癌药物的有效性，为癌症精准医疗的实施提供了新的范例。”

这项研究得到了韩国再生医学基金的支持，该基金由科学和信息通信技术部、健康和福利部、韩国技术进步研究院 (KIAT) 和共和国贸易、工业和能源部 (MOTIE) 资助韩国国立癌症中心。这项研究得到了科学和信息通信技术部和韩国政府 (MSIP) 资助的韩国国家研究基金会 (NRF) 拨款以及韩国国家研究基金会 (NRF) 资助的基础科学研究计划的部分支持。教育部。