精彩回顾丨类器官AI在新药研发中的探索

10月8日，「类器官大讲坛」第9期，创芯国际生物科技（广州）有限公司研发总监陈泽新博士的精彩分享圆满结束。陈泽新博士的分享主题为：类器官AI在新药研发中的探索

接下来，为大家带来精彩片段文字版。

药物的研发顺序通常是这样的：药物的早期发现-高通量筛选确定先导化合物-细胞学/体外试验-动物试验-临床试验。在药物研发的每一个过程都需要耗费大量的人力物力，然而体外试验与体内试验、临床试验结果的不一致，让药物的研发、生产乃至临床应用面临挑战。

类器官技术在新药研发中的作用

类器官是体外培养的、能重现来源组织的结构和生理功能的3D培养物。与传统的细胞培养不同，类器官可以在体外重现来源组织的组织架构、表达来源组织的特征，在新药研发、精准治疗方面都有广泛的应用前景。

从药物的发现到体外试验阶段，类器官可以代替细胞系进行中高通量的药物筛选，经过类器官试验筛选出的化合物用于体内试验时成功率可能更高；类器官可以用于药物作用机制的研究；在药物正式进入临床试验阶段之前充分利用类器官技术的研究数据，可以减少临床试验的失败率，提高临床试验的成功率，为精准定位“目标患者”提供参考；药物上市之后类器官技术可以为患者的精准用药方案提供参考，延长患者生存周期，提高患者生存质量。

类器官技术面临的瓶颈

即使类器官技术的优势在实际应用中得到了验证，但不可否认的是类器官技术也面临着一些瓶颈和限制。陈泽新博士表示，在实际应用中类器官技术还存在以下限制：

• 类器官缺乏肿瘤免疫微环境。当遇到需要借助免疫微环境发挥作用的药物时，类器官不能完全反映药物的作用效果。

• 类器官缺乏血管。血管的生成和抑制对于肿瘤发生发展的作用已经在临床上得到验证，许多抗血管生成药物也得以应用，但针对此类药物，类器官还不能很好的反映这些药物的作用效果。

• 类器官尚未能充分表达和重现肿瘤的异质性。同一肿瘤的不同部位、原位肿瘤和转移肿瘤、原发肿瘤和复发肿瘤之间都存在相当明显的异质性，而类器官是由肿瘤的一部分培养而来，类器官能否代表肿瘤的异质性在科研和临床上还存在争议。

• 类器官本身的不稳定性。

• 类器官的培养成本相对较高。

  
  

类器官AI在新药研发中的应用

根据目前已经发表的研究，类器官AI在新药研发中的作用主要有三个方面：

第一、大数据分析，即将所有和类器官相关的各类信息与患者的临床信息整合，更好的进行大数据的分析和挖掘。

第二、在高通量药物筛选工作中，AI可以在数据的获取、处理、清理等工作中发挥巨大作用。

第三、AI可以在类器官图像分析发挥作用，对类器官进行特征分析、定量分析以及细胞水平的分析。

创芯国际的探索

基于类器官AI的不断发展，创芯国际也开展了自己的探索，给出了自己的解决方案。通过不断的优化和验证机器学习，创芯国际开发出一套自己的系统：通过拍摄不同层面的类器官图像并交付机器学习，可以识别失焦的类器官，实现图像中噪音的精准过滤和类器官形态的精准标记。

除此之外，创芯国际也正在积极构建类器官大数据系统，可以实现各项数据的整合，希望可以进行更深入的数据挖掘。

总结

类器官是一个非常有前景和潜力的模型，值得进一步开发和深入应用，但也不可避免地存在瓶颈和限制；AI技术的引入可以帮助突破部分瓶颈，但目前类器官AI依旧以图像分析为主，数据分依旧比较缺乏，若能实现数据的进一步整合和挖掘，类器官AI将会有更深入的发展。

更详细的内容，请观看陈泽新博士分享回放视频。可以扫描下面二维码进入「类器官大讲坛」直播间观看回放视频。

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「类器官大讲坛」由南方医学网、南方类器官、创芯国际联合打造的线上分享交流平台，邀请类器官技术研究与应用方面的专家学者，围绕基础研究、技术进展、转化应用等方面进行线上分享。类器官大讲坛致力于推广类器官技术，通过类器官知识科普方式，让更多医生、行业人全面了解肿瘤类器官技术。