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用3D技术帮癌症患者精准用药

来源:北京晚报 2016-3-3 代丽丽


  近日,北京市“东升杯”国际创业大赛暨大学生创新创业促进行动总决赛颁出了各个奖项大奖。从国内外1000余个优秀大学生创新创业项目参赛当中脱颖而出的8个项目在复赛当中进行了激烈的角逐,清华大学鄢晓君团队的创业项目“3D Cellular”斩获大赛一等奖。

  什么是“3D Cellular”?“用最简单的一句话来说,这个项目的核心就是将癌细胞在三维环境下进行培养,再用多种药物进行试验,看哪种药物能够杀死癌细胞,为医生用药提供一个精准参考。” 鄢晓君告诉记者。

癌症患者用药 仅凭医生经验

  鄢晓君是新加坡籍,目前正在清华大学攻读博士学位,她的创业项目实际上就是几年来她跟随导师一直在钻研的一个科研课题。

  近年来,我国癌症的发病率越来越高,制药公司生产出大量治疗癌症的药物,针对肺癌、肝癌、乳腺癌等每一种癌症,都会有少则几种,多则几十种的药物可供选择。但每个人的体质、病情都有不同,对药物的反应也有差异,因此并非每一种药物都适合于一个特定的患者。但是该如何筛选呢?其实医生也不知道,他们更多的还是凭经验来选择药物,或者是一个一个地试,这种药用一段时间,效果不好,就换另一种,另一种不行,那就再换一种。这样的选择缺乏准确的技术支撑,对患者来说,很可能会影响治疗效果,甚至延误病情。

  鄢晓君和她的团队,就是希望能够针对每个癌症患者,提供属于他们每个个体的个性化用药方案。要研究某种药物对于特定患者的作用,就要从他们体内的癌细胞下手。

营造三维空间 还原生长环境

  “我们治疗肿瘤,常常会做一个肿瘤切除手术,切下来的肿瘤块有时会被当作医疗垃圾处理掉。实际上,这个肿瘤块在我们看来,是非常宝贵的资源。”

  鄢晓君说,她们在实验室中利用仪器和试剂将癌细胞从切下的肿瘤块当中提取出来,在一个模拟的环境当中进行培养。而这个模拟的环境就是他们的技术核心所在。目前绝大多数的医学检验还是基于2D模式,说得通俗点,就是将细胞放置在玻璃片、塑料片或者扁平的小皿当中,在这种平面的环境下对细胞进行试验。而细胞在人体当中的环境可不是平面的,人体环境是一个非常复杂的三维空间。“癌细胞在三维的环境下才能展现出它们最真实的表情,我们就是创造这样一个接近人体结构的环境,创造一个让细胞‘回家’的感觉,所以才有了3D Cellular这个名字。”

  鄢晓君进一步解释说,她们使用特殊的生物材料,将癌细胞培养在立体的空间中,并加入药物对癌细胞进行刺激,观察细胞对于药物的反应;如果癌细胞被这种药物杀死, 即可证明这种药物对于这名患者有着较好的疗效。有些药物的刺激对癌细胞并没有发挥什么作用,有些甚至适得其反,加速了癌细胞的生长。针对每一种药物,她们会形成一个检测报告。假如有10种药物参与试验,她们会根据10种药物的检测结果,形成一个最为优化的个性化用药报告,指导医生和病人精准用药。在用药之前就能掌握某种药物对于这名患者的效果,这比先用药、再观察、再筛选的传统方式更加安全可靠。同时,这项技术还可用于新药有效性筛选及成药安全性评价。

比小白鼠试验更便宜更快捷

  目前,与鄢晓君团队的技术有些类似的还有美国的检测方法,但美国使用的是小白鼠,将癌症患者的癌细胞移植到小白鼠身上,让肿瘤生长在小白鼠身上,再对小白鼠进行药物实验。这项服务不仅耗时长,而且费用很高,检测一种药物就要花费1万美元。通常要做到5至8种药物,患者至少要花费五六万美元,等待3至6个月才能有结果。这对于大多数家庭来说,不仅是一笔沉重的负担,也是耗不起的等待。现在,他们不使用小鼠进行试验, 如果能把时间和成本都压低到一个适宜的水平,那对癌症患者来说,可就真是一个福音了。

  在鄢晓君的脑海中,未来的癌症治疗应该是这样的:患者来到医院,医生通过肿瘤切除或者微创穿刺技术提取他体内的癌细胞,紧接着送往医院的病理室,病理室将癌细胞放置在模拟人体结构的三维环境中进行用药试验,仅用几天的时间就能得出针对这个患者的用药报告。医生根据这份报告,为患者选择最为有效的一种药,而这项检测的价格也要做得足够便宜,国家甚至能将其纳入医保。

  很多的创业团队都将创业大赛视为一个重要的契机,在这之后通过开办公司的方式转化他们的研究成果。但鄢晓君对成立公司有自己的规划,不着急接受一时的奖励。“大赛之后,我们的团队成员就达成了一个共识。大家都觉得最重要的事情还是把技术做实、做精,比如缩短药物的检测时间,控制检测成本,优化试验方法以提取更多癌细胞等,都是我们眼下要攻克的难题。等到把这些问题都解决了,那时候再向社会推广也不迟。”鄢晓君说。

编辑:苑苑

 

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2016-03-07 15:31:20]
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