由上海中山醫院客座教授劉華率領的科研團隊，日前成功創建體外三維腫瘤生物模型，將原本在人體內生長發展的癌細胞，放到體外培養、觀察直至消滅。這是中國首次實現在離體條件下構建腫瘤，開辟了中國腫瘤科學研究的新領域。

    目前，三維腫瘤模型已進入臨床前期實驗階段，部分研究論文已在《腫瘤》、《歐洲癌癥雜志》和部分國內權威期刊上發表。劉華團隊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”兩項國際專利申請，根據專利合作條約組織的國際檢索結果通知書，目前國際上尚無同類專利。

    在體外構建三維腫瘤生物模型，首先要按照常規方法將腫瘤細胞培養，讓其長到80%-90%時消化，消化后的腫瘤細胞置于其自主研發的三維細胞培養單元中，再放入液體培養基中，最后放于常規的二氧化碳培養箱中培養，使腫瘤細胞生長形成腫瘤。

    在三維腫瘤模型中，腫瘤細胞可在早期（48-72小時）就形成腫瘤，同時也可以在體外培養的條件中長期生長達數月之久。

    劉華說，與傳統二維培養模式相比，三維腫瘤模型最大的優點在于，可以觀測到腫瘤細胞在類似人體內的環境內，在三維空間里長期生長、增生、分化、成熟、運動的全過程。

    實驗結果顯示，體外培養所獲得的腫瘤生物模型具有與體內惡性腫瘤相似的生物學和細胞學特性，所形成的惡性腫瘤具有和體內惡性腫瘤相似的生長狀態、生物學特性和基因表達。 利用三維細胞培養單元，劉華團隊已成功構建出包括肝臟、結腸、卵巢、肺、胃、乳腺等惡性腫瘤模型，以及從癌性胸水、腹水標本中構建腫瘤，并在顯微鏡下發現不同類型腫瘤具有不同的生物學特性和不同的細胞凋亡特性。

    中科院院士、肝癌研究專家湯釗猷認為，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方面具有非常廣闊的應用前景。
當前80%的癌癥患者死于腫瘤的侵襲和轉移，但在臨床上要研究腫瘤的浸潤和轉移過程是非常困難的，三維腫瘤模型的創建有助于解決這個問題。因為三維空間培養系統是可透見的，醫療人員能夠隨時觀察和動態追蹤腫瘤細胞和腫瘤的生長、分化、移行、運動、浸潤、轉移或凋亡等特性。

    記者在三維腫瘤模型的照片上，清晰看到大量腫瘤細胞和腫瘤脫離母體腫瘤向周邊和遠處轉移，以原發性腫瘤為中心呈放射狀向四周運動擴展；大約一周內，腫瘤細胞大量增生，形成繼發性和多發性腫瘤轉移。

    三維腫瘤模型為開發抗癌良藥，制定個性化治療方案提供了試驗平臺。運用這一平臺，醫生可在體外測定和查明不同個體對腫瘤藥物的反應，從而設計針對不同病人的個性化最佳治療方案。通過篩除沒有反應的藥物，病人可以避免不必要的毒性反應，增加有效治療反應的概率。

    臨床上經常遇到有些腫瘤隨著時間的延長，其侵襲性更強、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胞群體中的高轉移性細胞亞系，篩選出轉移性潛能高低不同的細胞，并對這些細胞與侵襲和轉移相關的生物學特性以及對免疫反應的應答力等進行研究。

    劉華說，三維腫瘤模型還提供了一種制備治療和預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答反應的細胞群，形成遏制和吞噬腫瘤細胞的“生物武器”。這種方法用時短、效率高，所獲得的抗腫瘤免疫應答反應的細胞群體不僅數量多，而且具有滅殺腫瘤活性能力強等優點。