由上海中山醫(yī)院客座教授劉華率領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)，日前成功創(chuàng)建體外三維腫瘤生物模型，將原本在人體內(nèi)生長發(fā)展的癌細(xì)胞，放到體外培養(yǎng)、觀察直至消滅。這是中國首次實(shí)現(xiàn)在離體條件下構(gòu)建腫瘤，開辟了中國腫瘤科學(xué)研究的新領(lǐng)域。

    目前，三維腫瘤模型已進(jìn)入臨床前期實(shí)驗(yàn)階段，部分研究論文已在《腫瘤》、《歐洲癌癥雜志》和部分國內(nèi)權(quán)威期刊上發(fā)表。劉華團(tuán)隊(duì)已向國際專利局提交了“體外三維腫瘤生物模型”和“腫瘤生物治療”兩項(xiàng)國際專利申請(qǐng)，根據(jù)專利合作條約組織的國際檢索結(jié)果通知書，目前國際上尚無同類專利。

    在體外構(gòu)建三維腫瘤生物模型，首先要按照常規(guī)方法將腫瘤細(xì)胞培養(yǎng)，讓其長到80%-90%時(shí)消化，消化后的腫瘤細(xì)胞置于其自主研發(fā)的三維細(xì)胞培養(yǎng)單元中，再放入液體培養(yǎng)基中，最后放于常規(guī)的二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，使腫瘤細(xì)胞生長形成腫瘤。

    在三維腫瘤模型中，腫瘤細(xì)胞可在早期（48-72小時(shí)）就形成腫瘤，同時(shí)也可以在體外培養(yǎng)的條件中長期生長達(dá)數(shù)月之久。

    劉華說，與傳統(tǒng)二維培養(yǎng)模式相比，三維腫瘤模型最大的優(yōu)點(diǎn)在于，可以觀測(cè)到腫瘤細(xì)胞在類似人體內(nèi)的環(huán)境內(nèi)，在三維空間里長期生長、增生、分化、成熟、運(yùn)動(dòng)的全過程。

    實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，體外培養(yǎng)所獲得的腫瘤生物模型具有與體內(nèi)惡性腫瘤相似的生物學(xué)和細(xì)胞學(xué)特性，所形成的惡性腫瘤具有和體內(nèi)惡性腫瘤相似的生長狀態(tài)、生物學(xué)特性和基因表達(dá)。 利用三維細(xì)胞培養(yǎng)單元，劉華團(tuán)隊(duì)已成功構(gòu)建出包括肝臟、結(jié)腸、卵巢、肺、胃、乳腺等惡性腫瘤模型，以及從癌性胸水、腹水標(biāo)本中構(gòu)建腫瘤，并在顯微鏡下發(fā)現(xiàn)不同類型腫瘤具有不同的生物學(xué)特性和不同的細(xì)胞凋亡特性。

    中科院院士、肝癌研究專家湯釗猷認(rèn)為，體外三維腫瘤生物模型在惡性腫瘤治療和腫瘤疫苗研究開發(fā)方面具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
當(dāng)前80%的癌癥患者死于腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移，但在臨床上要研究腫瘤的浸潤和轉(zhuǎn)移過程是非常困難的，三維腫瘤模型的創(chuàng)建有助于解決這個(gè)問題。因?yàn)槿S空間培養(yǎng)系統(tǒng)是可透見的，醫(yī)療人員能夠隨時(shí)觀察和動(dòng)態(tài)追蹤腫瘤細(xì)胞和腫瘤的生長、分化、移行、運(yùn)動(dòng)、浸潤、轉(zhuǎn)移或凋亡等特性。

    記者在三維腫瘤模型的照片上，清晰看到大量腫瘤細(xì)胞和腫瘤脫離母體腫瘤向周邊和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，以原發(fā)性腫瘤為中心呈放射狀向四周運(yùn)動(dòng)擴(kuò)展；大約一周內(nèi)，腫瘤細(xì)胞大量增生，形成繼發(fā)性和多發(fā)性腫瘤轉(zhuǎn)移。

    三維腫瘤模型為開發(fā)抗癌良藥，制定個(gè)性化治療方案提供了試驗(yàn)平臺(tái)。運(yùn)用這一平臺(tái)，醫(yī)生可在體外測(cè)定和查明不同個(gè)體對(duì)腫瘤藥物的反應(yīng)，從而設(shè)計(jì)針對(duì)不同病人的個(gè)性化最佳治療方案。通過篩除沒有反應(yīng)的藥物，病人可以避免不必要的毒性反應(yīng)，增加有效治療反應(yīng)的概率。

    臨床上經(jīng)常遇到有些腫瘤隨著時(shí)間的延長，其侵襲性更強(qiáng)、惡性程度更高。三維腫瘤模型可用于分離鑒定這些在腫瘤細(xì)胞群體中的高轉(zhuǎn)移性細(xì)胞亞系，篩選出轉(zhuǎn)移性潛能高低不同的細(xì)胞，并對(duì)這些細(xì)胞與侵襲和轉(zhuǎn)移相關(guān)的生物學(xué)特性以及對(duì)免疫反應(yīng)的應(yīng)答力等進(jìn)行研究。

    劉華說，三維腫瘤模型還提供了一種制備治療和預(yù)防性腫瘤疫苗的新概念和新途徑。即通過模型在體外制備大量具有抗腫瘤免疫應(yīng)答反應(yīng)的細(xì)胞群，形成遏制和吞噬腫瘤細(xì)胞的“生物武器”。這種方法用時(shí)短、效率高，所獲得的抗腫瘤免疫應(yīng)答反應(yīng)的細(xì)胞群體不僅數(shù)量多，而且具有滅殺腫瘤活性能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。