類(lèi)器官崛起：動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的終結(jié)者還是補(bǔ)充者？

2025年美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）正式宣布一項(xiàng)顛覆性政策：從本財(cái)年開(kāi)始，不再資助僅依賴(lài)動(dòng)物模型的臨床前研究。

幾乎同時(shí)，F(xiàn)DA聯(lián)合歐盟委員會(huì)發(fā)布路線圖，計(jì)劃在2026年制定逐步淘汰化學(xué)品評(píng)估中動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的具體方案。而這場(chǎng)變革的核心推手，正是類(lèi)器官技術(shù)。

從細(xì)胞團(tuán)到微器官：類(lèi)器官的技術(shù)演進(jìn)史

“類(lèi)器官”，也稱(chēng)“微型器官”，其概念早在一個(gè)多世紀(jì)前的海綿細(xì)胞自組織現(xiàn)象中萌芽，直到百年后2009年，荷蘭科學(xué)家Hans Clevers團(tuán)隊(duì)利用小鼠腸道成體干細(xì)胞，在體外培育出具有隱窩-絨毛結(jié)構(gòu)的腸道類(lèi)器官，首次實(shí)現(xiàn)器官功能模擬，并正式提出“Organoid”一術(shù)語(yǔ)。

- 2011年：首個(gè)視網(wǎng)膜類(lèi)器官?gòu)男∈笈咛ジ杉?xì)胞培育成功

- 2013年：人類(lèi)干細(xì)胞來(lái)源的腦類(lèi)器官問(wèn)世，登上《科學(xué)》年度十大技術(shù)

- 2014年：前列腺、肺類(lèi)器官相繼突破

……

-2025年：深度學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)卵巢癌類(lèi)器官生長(zhǎng)的模型實(shí)現(xiàn)AUC達(dá)0.85的早期預(yù)測(cè)

類(lèi)器官的優(yōu)勢(shì)來(lái)源

類(lèi)器官之所以比動(dòng)物實(shí)驗(yàn)在某些方面更具特異性，主要是因?yàn)樗苯觼?lái)源于人類(lèi)干細(xì)胞（多能干細(xì)胞或成體干細(xì)胞），其基因組、表觀遺傳特征、細(xì)胞類(lèi)型組成、組織結(jié)構(gòu)、代謝途徑和藥物反應(yīng)都高度代表人類(lèi)本身。相比之下，使用的模式動(dòng)物（如小鼠、大鼠、斑馬魚(yú)、非人靈長(zhǎng)類(lèi)）盡管存在同源基因和相似的生理過(guò)程，但物種間在基因表達(dá)、代謝酶譜、免疫系統(tǒng)、器官結(jié)構(gòu)和功能、疾病易感性等方面存在根本性差異。研究表明，小鼠與人類(lèi)基因同源性?xún)H約85%，非編碼區(qū)同源性常低于50%；關(guān)鍵的藥物代謝酶CYP家族，人類(lèi)與小鼠間的微小氨基酸差異導(dǎo)致底物特異性和酶活性顯著不同；獼猴與人類(lèi)的CYP酶氨基酸序列同源性為68-97%，仍不足以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)藥物代謝。

動(dòng)物模型無(wú)法完全模擬人類(lèi)特有的生物學(xué)特征和疾病機(jī)制。而且類(lèi)器官可以從特定患者（健康人或患者）的細(xì)胞（如皮膚、血液、活檢組織）培養(yǎng)生成，或者專(zhuān)門(mén)培養(yǎng)特定器官的類(lèi)器官（如肝、腸、腦類(lèi)器官、腫瘤類(lèi)器官等），使得研究可以高度集中在目標(biāo)組織的細(xì)胞類(lèi)型、結(jié)構(gòu)和功能上。而對(duì)于模式動(dòng)物，雖然也是在特定器官上操作，但實(shí)驗(yàn)是在完整生物體中進(jìn)行。藥物或干預(yù)措施的效果會(huì)受到全身性因素的復(fù)雜影響，使得對(duì)目標(biāo)器官特異性作用的研究變得模糊不清。

類(lèi)器官的出現(xiàn)會(huì)把動(dòng)物實(shí)驗(yàn)“干掉”嗎？