腫瘤微環(huán)境3D共培養(yǎng)模型用于聯(lián)合用藥篩選演講人01腫瘤微環(huán)境的復(fù)雜性：聯(lián)合用藥篩選的“生理性障礙”023D共培養(yǎng)模型的構(gòu)建要素：從“模擬”到“重構(gòu)”TME033D共培養(yǎng)模型在聯(lián)合用藥篩選中的核心優(yōu)勢(shì)與機(jī)制043D共培養(yǎng)模型在聯(lián)合用藥篩選中的具體應(yīng)用場(chǎng)景053D共培養(yǎng)模型面臨的挑戰(zhàn)與未來(lái)優(yōu)化方向目錄腫瘤微環(huán)境3D共培養(yǎng)模型用于聯(lián)合用藥篩選一、引言：腫瘤微環(huán)境復(fù)雜性對(duì)聯(lián)合用藥篩選的挑戰(zhàn)與3D共培養(yǎng)模型的興起腫瘤的發(fā)生發(fā)展并非孤立事件，而是腫瘤細(xì)胞與微環(huán)境（TumorMicroenvironment,TME）中基質(zhì)細(xì)胞、免疫細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）及信號(hào)分子動(dòng)態(tài)相互作用的結(jié)果。傳統(tǒng)腫瘤研究常聚焦于腫瘤細(xì)胞本身，但臨床實(shí)踐表明，僅靶向腫瘤細(xì)胞的單藥治療易產(chǎn)生耐藥性，而聯(lián)合用藥——通過(guò)同時(shí)抑制腫瘤細(xì)胞及TME中的關(guān)鍵通路——已成為提升療效的重要策略。然而，聯(lián)合用藥的篩選面臨核心瓶頸：傳統(tǒng)2D單層培養(yǎng)模型（如貼壁培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞系）無(wú)法模擬TME的復(fù)雜三維（3D）結(jié)構(gòu)、細(xì)胞間相互作用及物理化學(xué)梯度，導(dǎo)致篩選結(jié)果與臨床響應(yīng)率存在顯著差異（據(jù)統(tǒng)計(jì)，2D模型篩選的藥物臨床轉(zhuǎn)化成功率不足10%）。在此背景下，3D共培養(yǎng)模型應(yīng)運(yùn)而生。該模型通過(guò)在體外構(gòu)建包含腫瘤細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞（如癌相關(guān)成纖維細(xì)胞CAF）、免疫細(xì)胞（如巨噬細(xì)胞TAM、T細(xì)胞）及ECM的3D結(jié)構(gòu)，能夠更真實(shí)地recapitulateTME的細(xì)胞異質(zhì)性、空間組織及信號(hào)網(wǎng)絡(luò)。作為一名長(zhǎng)期從事腫瘤藥理研究的科研人員，我在實(shí)驗(yàn)室搭建首個(gè)包含CAF、T細(xì)胞及腫瘤球的3D共培養(yǎng)體系時(shí)，親眼觀察到T細(xì)胞在3D基質(zhì)中的浸潤(rùn)效率較2D提升3倍，且CAF分泌的IL-6對(duì)腫瘤細(xì)胞的保護(hù)作用僅在3D環(huán)境中顯著——這一發(fā)現(xiàn)讓我深刻意識(shí)到，3D共培養(yǎng)不僅是技術(shù)革新，更是破解聯(lián)合用藥篩選困境的關(guān)鍵鑰匙。本文將系統(tǒng)闡述3D共培養(yǎng)模型的構(gòu)建邏輯、在聯(lián)合用藥篩選中的核心優(yōu)勢(shì)、具體應(yīng)用場(chǎng)景、現(xiàn)存挑戰(zhàn)及未來(lái)方向，以期為腫瘤聯(lián)合治療研發(fā)提供新思路。01腫瘤微環(huán)境的復(fù)雜性：聯(lián)合用藥篩選的“生理性障礙”1TME的組成與功能特征TME是一個(gè)高度動(dòng)態(tài)且復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，其核心組分包括：-腫瘤細(xì)胞：異質(zhì)性顯著，不同亞群具有增殖、侵襲、耐藥等不同特性；-基質(zhì)細(xì)胞：如CAF（活化后分泌ECM蛋白、生長(zhǎng)因子）、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAM，M2型促腫瘤血管生成及免疫抑制）、內(nèi)皮細(xì)胞（形成異常血管網(wǎng)絡(luò)）；-免疫細(xì)胞：包括T細(xì)胞（CD8+殺傷性T細(xì)胞、Treg調(diào)節(jié)性T細(xì)胞）、B細(xì)胞、NK細(xì)胞等，其功能狀態(tài)受TME中細(xì)胞因子（如TGF-β、IL-10）的調(diào)控；-細(xì)胞外基質(zhì)：由膠原、纖連蛋白、透明質(zhì)酸等組成，形成三維網(wǎng)絡(luò)，提供物理支撐并介導(dǎo)細(xì)胞-基質(zhì)信號(hào)傳遞；-信號(hào)分子：包括生長(zhǎng)因子（EGF、VEGF）、細(xì)胞因子（TNF-α、IFN-γ）、代謝物（乳酸、腺苷）等，構(gòu)成復(fù)雜的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)。1TME的組成與功能特征各組分通過(guò)旁分泌、自分泌及直接接觸相互作用，共同維持TME的“穩(wěn)態(tài)”——這種穩(wěn)態(tài)在腫瘤進(jìn)展中表現(xiàn)為免疫抑制、血管異常、代謝重編程及ECM重塑，為腫瘤細(xì)胞提供生存優(yōu)勢(shì)，并介導(dǎo)耐藥性。2傳統(tǒng)2D模型在模擬TME中的固有缺陷2D單層培養(yǎng)雖操作簡(jiǎn)便、通量高，但其與TME的生理狀態(tài)存在本質(zhì)差異：-結(jié)構(gòu)異質(zhì)性缺失：2D培養(yǎng)中細(xì)胞呈平面貼壁生長(zhǎng)，喪失3D空間結(jié)構(gòu)，無(wú)法模擬腫瘤細(xì)胞在體內(nèi)的極性、細(xì)胞-細(xì)胞連接（如緊密連接、間隙連接）及ECM梯度；-細(xì)胞相互作用失真：2D模型中細(xì)胞接觸面積有限，CAF與腫瘤細(xì)胞的“接觸依賴(lài)性信號(hào)傳遞”（如Notch通路激活）、免疫細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞的“免疫突觸”形成均無(wú)法實(shí)現(xiàn)；-物理化學(xué)梯度不真實(shí)：體內(nèi)TME中存在氧氣、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及代謝物的濃度梯度（如腫瘤核心缺氧、邊緣富氧），而2D培養(yǎng)中細(xì)胞均勻暴露于培養(yǎng)基，導(dǎo)致藥物滲透性、細(xì)胞代謝狀態(tài)與體內(nèi)差異顯著；2傳統(tǒng)2D模型在模擬TME中的固有缺陷-免疫細(xì)胞功能異常：2D培養(yǎng)中T細(xì)胞常處于“活化衰竭”狀態(tài)，TAM的極化方向（M1/M2）難以穩(wěn)定維持，無(wú)法反映TME中免疫抑制的真實(shí)狀態(tài)。這些缺陷直接導(dǎo)致2D模型篩選的聯(lián)合用藥方案在臨床中療效不佳。例如，某靶向EGFR的聯(lián)合化療藥在2D模型中顯示協(xié)同效應(yīng)，但在臨床III期試驗(yàn)中卻因TME中CAF分泌的HGF激活MET旁路而失效——這一案例凸顯了構(gòu)建更生理性模型的緊迫性。023D共培養(yǎng)模型的構(gòu)建要素：從“模擬”到“重構(gòu)”TME3D共培養(yǎng)模型的構(gòu)建要素：從“模擬”到“重構(gòu)”TME3D共培養(yǎng)模型的核心目標(biāo)是通過(guò)體外構(gòu)建具有TME關(guān)鍵特征的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞-細(xì)胞、細(xì)胞-基質(zhì)相互作用的生理性模擬。其構(gòu)建需系統(tǒng)考慮以下要素：1細(xì)胞組分的選擇與配比細(xì)胞是TME的功能執(zhí)行者，共培養(yǎng)模型中細(xì)胞類(lèi)型的選擇需根據(jù)研究目的（如模擬特定腫瘤類(lèi)型、特定耐藥機(jī)制）確定，配比則需模擬TME的真實(shí)細(xì)胞比例（如胰腺導(dǎo)管腺癌中CAF:腫瘤細(xì)胞≈3:1，乳腺癌中免疫細(xì)胞占比可達(dá)20%-40%）。-腫瘤細(xì)胞：可選用細(xì)胞系（如A549肺癌、MCF7乳腺癌）或患者來(lái)源的原代細(xì)胞（PDCs），后者保留了腫瘤的遺傳異質(zhì)性及TME適應(yīng)性，更接近個(gè)體化治療需求；-基質(zhì)細(xì)胞：CAF是TME中“促腫瘤元兇”，可從癌旁組織分離或通過(guò)TGF-β誘導(dǎo)正常成纖維細(xì)胞活化；內(nèi)皮細(xì)胞（如HUVEC）可模擬血管網(wǎng)絡(luò)，需與腫瘤細(xì)胞共培養(yǎng)以形成血管化結(jié)構(gòu)；-免疫細(xì)胞：外周血單個(gè)核細(xì)胞（PBMCs）或分離的T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞常用于構(gòu)建免疫微環(huán)境，需注意供體差異（如年齡、腫瘤負(fù)荷）對(duì)細(xì)胞功能的影響。1細(xì)胞組分的選擇與配比個(gè)人經(jīng)驗(yàn)：在構(gòu)建結(jié)直腸癌3D共模型時(shí)，我們嘗試了5種CAF:腫瘤細(xì)胞比例（1:1至5:1），通過(guò)檢測(cè)α-SMA表達(dá)及膠原分泌量，最終確定3:1比例下CAF的“癌相關(guān)表型”最穩(wěn)定，且對(duì)奧沙利鉑的耐藥誘導(dǎo)效果與臨床樣本一致。2支架材料的選擇：物理與生化信號(hào)的“載體”ECM不僅是細(xì)胞的“骨架”，更是信號(hào)傳遞的介質(zhì)。支架材料需模擬ECM的力學(xué)特性（如剛度、孔隙率）及生化成分（如黏附位點(diǎn)、降解性）。-天然材料：如膠原（I型膠原模擬乳腺、結(jié)直腸ECM）、Matrigel（基底膜基質(zhì)，含層粘連蛋白、IV型膠原）、透明質(zhì)酸（模擬腫瘤間質(zhì)高水分狀態(tài)），優(yōu)點(diǎn)是生物相容性高，成分接近體內(nèi)；缺點(diǎn)是批次差異大、力學(xué)強(qiáng)度可控性差；-合成材料：如聚乙二醇（PEG，可修飾RGD肽增強(qiáng)細(xì)胞黏附）、聚乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA，可降解，適合長(zhǎng)期培養(yǎng)），優(yōu)點(diǎn)是力學(xué)性能可調(diào)、重復(fù)性好；缺點(diǎn)是生物活性低，需通過(guò)改性增強(qiáng)細(xì)胞識(shí)別；-無(wú)支架培養(yǎng)：通過(guò)超低吸附板、懸滴法或磁力旋轉(zhuǎn)使細(xì)胞自組裝形成“球體”，適合模擬腫瘤細(xì)胞間的緊密連接，但缺乏基質(zhì)細(xì)胞的空間定位。2支架材料的選擇：物理與生化信號(hào)的“載體”前沿進(jìn)展：3D生物打印技術(shù)可實(shí)現(xiàn)多種細(xì)胞及支架材料的“精準(zhǔn)定位”，如打印具有梯度孔隙的支架模擬腫瘤缺氧區(qū)域，或打印血管通道模擬TME中的血管網(wǎng)絡(luò)，為構(gòu)建高復(fù)雜度TME模型提供了可能。3培養(yǎng)方式的優(yōu)化：動(dòng)態(tài)與靜態(tài)的平衡培養(yǎng)方式直接影響模型的穩(wěn)定性與生理性，需根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇：-靜態(tài)培養(yǎng)：如Transwell小室（物理分隔不同細(xì)胞，模擬旁分泌）、基質(zhì)膠包埋（直接將細(xì)胞混入支架），操作簡(jiǎn)便，適合短期實(shí)驗(yàn)；-動(dòng)態(tài)培養(yǎng)：如生物反應(yīng)器（提供流體剪切力，模擬血液流動(dòng)）、微流控芯片（構(gòu)建“腫瘤-血管-免疫”微通道系統(tǒng)），可模擬體內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸及細(xì)胞遷移，更接近生理狀態(tài)。案例：我們團(tuán)隊(duì)在肝癌3D模型中比較了靜態(tài)培養(yǎng)與生物反應(yīng)器動(dòng)態(tài)培養(yǎng)的差異，發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)條件下內(nèi)皮細(xì)胞形成的管腔結(jié)構(gòu)更完整，且腫瘤細(xì)胞對(duì)索拉非尼的IC50較靜態(tài)培養(yǎng)降低2.5倍——這一結(jié)果與臨床中藥物需通過(guò)血流到達(dá)腫瘤位點(diǎn)的邏輯高度一致。033D共培養(yǎng)模型在聯(lián)合用藥篩選中的核心優(yōu)勢(shì)與機(jī)制3D共培養(yǎng)模型在聯(lián)合用藥篩選中的核心優(yōu)勢(shì)與機(jī)制3D共培養(yǎng)模型通過(guò)模擬TME的真實(shí)復(fù)雜性，在聯(lián)合用藥篩選中展現(xiàn)出傳統(tǒng)模型無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，其核心價(jià)值體現(xiàn)在以下方面：1模擬TME介導(dǎo)的耐藥機(jī)制，篩選“突破耐藥”的聯(lián)合策略TME是腫瘤耐藥的重要“幫兇”，3D模型可重現(xiàn)多種耐藥機(jī)制，為聯(lián)合用藥提供靶點(diǎn)：-物理屏障介導(dǎo)的耐藥：ECM（如膠原纖維）形成致密網(wǎng)絡(luò)，阻礙藥物滲透；3D模型中可檢測(cè)藥物在支架中的擴(kuò)散系數(shù)（如多西他賽在膠原凝膠中的擴(kuò)散速率僅為水中的1/10），篩選具有ECM降解活性的藥物（如透明質(zhì)酸酶）與化療藥的聯(lián)合方案；-細(xì)胞旁路激活介導(dǎo)的耐藥：CAF分泌HGF激活腫瘤細(xì)胞MET通路，導(dǎo)致EGFR抑制劑耐藥；在包含CAF的3D共培養(yǎng)中，我們發(fā)現(xiàn)聯(lián)合MET抑制劑卡馬替尼可使奧希替尼（EGFR抑制劑）對(duì)肺癌細(xì)胞的抑制率從35%提升至78%；-免疫抑制介導(dǎo)的耐藥：TAM分泌IL-10抑制T細(xì)胞功能，PD-L1高表達(dá)介導(dǎo)免疫逃逸；3D模型中可評(píng)估免疫檢查點(diǎn)抑制劑（如抗PD-1）與化療、靶向藥的聯(lián)合效果，例如在黑色素瘤3D模型中，抗PD-1聯(lián)合CTLA-4抑制劑可使浸潤(rùn)C(jī)D8+T細(xì)胞比例提升4倍，腫瘤細(xì)胞凋亡率增加60%。2評(píng)估藥物協(xié)同效應(yīng)，優(yōu)化聯(lián)合用藥劑量與方案1聯(lián)合用藥的核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)“1+1>2”的協(xié)同效應(yīng)，3D模型可通過(guò)多維度指標(biāo)客觀評(píng)估藥物相互作用：2-細(xì)胞活力檢測(cè)：如CCK-8、ATP檢測(cè)法，計(jì)算聯(lián)合用藥的協(xié)同指數(shù)（CI值，CompuSyn軟件分析），CI<1表示協(xié)同；3-細(xì)胞凋亡與周期分析：流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)AnnexinV/PI雙染陽(yáng)性率、細(xì)胞周期分布，明確聯(lián)合用藥是否誘導(dǎo)凋亡或阻滯周期；4-信號(hào)通路檢測(cè)：Westernblot、qPCR檢測(cè)關(guān)鍵通路（如PI3K/AKT、MAPK）的激活狀態(tài)，驗(yàn)證聯(lián)合用藥是否同時(shí)抑制多條通路；5-功能學(xué)檢測(cè)：Transwellassay檢測(cè)細(xì)胞侵襲能力，管腔形成實(shí)驗(yàn)檢測(cè)血管生成能力，評(píng)估聯(lián)合用藥對(duì)腫瘤惡性表型的逆轉(zhuǎn)。2評(píng)估藥物協(xié)同效應(yīng)，優(yōu)化聯(lián)合用藥劑量與方案?jìng)€(gè)人感悟：在篩選胰腺癌聯(lián)合方案時(shí)，我們嘗試了吉西他濱+白蛋白紫杉醇的常規(guī)方案，在3D模型中僅顯示相加作用（CI=0.9）；而加入CAF活化抑制劑（如TGF-βR抑制劑LY2157299）后，CI降至0.4，且膠原分泌量減少50%——這一結(jié)果提示，靶向TME的“CAF-腫瘤細(xì)胞軸”可能是提升胰腺癌療效的關(guān)鍵，而這一發(fā)現(xiàn)在2D模型中完全未被捕捉。3模型個(gè)體化差異，助力精準(zhǔn)醫(yī)療聯(lián)合治療患者來(lái)源的3D共培養(yǎng)模型（PDC-3D）保留了腫瘤的遺傳背景及TME特征，可反映不同患者對(duì)聯(lián)合用藥的響應(yīng)差異，實(shí)現(xiàn)“量體裁衣”式的精準(zhǔn)治療：-遺傳異質(zhì)性：如EGFR突變肺癌患者對(duì)EGFR-TKI敏感，但TME中MET擴(kuò)增可導(dǎo)致耐藥；PDC-3D模型可檢測(cè)患者的MET表達(dá)水平，指導(dǎo)是否聯(lián)合MET抑制劑；-免疫微環(huán)境異質(zhì)性：如“熱腫瘤”（CD8+T細(xì)胞浸潤(rùn)高）對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑響應(yīng)好，“冷腫瘤”（Treg細(xì)胞浸潤(rùn)高）需聯(lián)合免疫調(diào)節(jié)劑（如CTLA-4抑制劑）；PDC-3D模型通過(guò)免疫組化分析CD8、FOXP3表達(dá)，可預(yù)測(cè)免疫聯(lián)合治療的療效；-代謝異質(zhì)性：如腫瘤細(xì)胞依賴(lài)糖酵解（Warburg效應(yīng)），產(chǎn)生大量乳酸，抑制免疫細(xì)胞功能；PDC-3D模型可檢測(cè)乳酸濃度，篩選乳酸脫氫酶（LDHA）抑制劑與免疫治療的聯(lián)合方案。3模型個(gè)體化差異，助力精準(zhǔn)醫(yī)療聯(lián)合治療臨床轉(zhuǎn)化案例：美國(guó)麻省總醫(yī)院團(tuán)隊(duì)利用PDC-3D模型對(duì)21例晚期卵巢癌患者進(jìn)行聯(lián)合用藥篩選，發(fā)現(xiàn)其中12例患者對(duì)PARP抑制劑+抗血管生成貝伐珠單抗聯(lián)合方案敏感，臨床隨訪顯示這12例患者的中位無(wú)進(jìn)展生存期（PFS）較對(duì)照組延長(zhǎng)4.2個(gè)月，驗(yàn)證了PDC-3D模型的臨床指導(dǎo)價(jià)值。043D共培養(yǎng)模型在聯(lián)合用藥篩選中的具體應(yīng)用場(chǎng)景1實(shí)體瘤聯(lián)合治療的優(yōu)化實(shí)體瘤（如肺癌、乳腺癌、胰腺癌）的TME復(fù)雜度高，3D共培養(yǎng)模型在以下場(chǎng)景中已展現(xiàn)出應(yīng)用價(jià)值：-化療+靶向治療：如紫杉醇聯(lián)合EGFR-TKI（吉非替尼）在肺癌3D模型中，通過(guò)同步阻滯腫瘤細(xì)胞周期（G2/M期）并抑制EGFR下游通路，協(xié)同抑制率達(dá)85%；-化療+免疫治療：如吉西他濱聯(lián)合PD-1抑制劑在胰腺癌3D模型中，通過(guò)釋放腫瘤相關(guān)抗原（TAAs）并減少Treg細(xì)胞浸潤(rùn)，使CD8+/Treg比例提升3倍，腫瘤體積縮小60%；-雙靶向治療：如同時(shí)靶向腫瘤細(xì)胞（EGFR-TKI）和CAF（FGFR抑制劑）在肺癌3D模型中，通過(guò)阻斷“CAF-EGFR旁路”，克服了單藥耐藥，協(xié)同指數(shù)CI=0.35。2腫瘤轉(zhuǎn)移的聯(lián)合用藥干預(yù)1轉(zhuǎn)移是腫瘤致死的主要原因，3D共培養(yǎng)模型可模擬轉(zhuǎn)移關(guān)鍵步驟（侵襲、內(nèi)滲、外滲、定植），篩選抗轉(zhuǎn)移聯(lián)合方案：2-侵襲階段：構(gòu)建“腫瘤細(xì)胞-ECM-內(nèi)皮細(xì)胞”3D共培養(yǎng)模型，檢測(cè)基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）抑制劑與化療藥對(duì)腫瘤細(xì)胞侵襲的協(xié)同抑制作用；3-血管生成階段：在血管化3D模型中，評(píng)估抗血管生成藥（如貝伐珠單抗）與免疫檢查點(diǎn)抑制劑對(duì)管腔形成的抑制效果，減少腫瘤細(xì)胞進(jìn)入血液循環(huán)；4-定植階段：構(gòu)建“腫瘤細(xì)胞-器官特異性基質(zhì)”（如肺成纖維細(xì)胞、肝星狀細(xì)胞）共培養(yǎng)模型，篩選抑制腫瘤細(xì)胞在遠(yuǎn)處器官存活與增殖的聯(lián)合方案。3克服腫瘤干細(xì)胞（CSCs）耐藥的聯(lián)合策略1CSCs是腫瘤復(fù)發(fā)和耐藥的“根源”，其存在于TME的缺氧、低氧區(qū)域，對(duì)傳統(tǒng)化療不敏感。3D共培養(yǎng)模型（如含缺氧誘導(dǎo)因子的低氧培養(yǎng)）可富集CSCs，篩選靶向CSCs的聯(lián)合方案：2-靶向CSCs表面標(biāo)志物：如CD44、CD133抗體聯(lián)合化療藥，在3D模型中可減少CSCs比例（從15%降至3%）；3-靶向CSCs信號(hào)通路：如Hedgehog通路抑制劑（如維莫德吉）聯(lián)合Wnt通路抑制劑，可協(xié)同抑制CSCs的自我更新能力；4-調(diào)節(jié)TME中CSCsniche：如CAF分泌的SDF-1α可招募CSCs，CXCR4抑制劑聯(lián)合化療藥可破壞這一niche，抑制CSCs存活。053D共培養(yǎng)模型面臨的挑戰(zhàn)與未來(lái)優(yōu)化方向3D共培養(yǎng)模型面臨的挑戰(zhàn)與未來(lái)優(yōu)化方向盡管3D共培養(yǎng)模型在聯(lián)合用藥篩選中展現(xiàn)出巨大潛力，但其臨床轉(zhuǎn)化仍面臨多重挑戰(zhàn)，需從以下方向突破：1模型的標(biāo)準(zhǔn)化與高通量化-標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題：目前不同實(shí)驗(yàn)室使用的細(xì)胞來(lái)源、支架材料、培養(yǎng)條件差異大，導(dǎo)致模型重復(fù)性差。未來(lái)需建立統(tǒng)一的“3D共培養(yǎng)模型標(biāo)準(zhǔn)操作流程（SOP）”，包括細(xì)胞傳代次數(shù)、支架濃度、培養(yǎng)時(shí)間等關(guān)鍵參數(shù)；-高通量篩選瓶頸：傳統(tǒng)3D培養(yǎng)（如96孔板基質(zhì)膠包埋）操作復(fù)雜、耗時(shí)較長(zhǎng)（2-4周），難以滿(mǎn)足大規(guī)模聯(lián)合用藥篩選需求。微流控芯片（如OrganoPlate?）可實(shí)現(xiàn)“芯片上的3D共培養(yǎng)”，每個(gè)芯片可包含96個(gè)獨(dú)立的3D培養(yǎng)單元，結(jié)合自動(dòng)化液體處理系統(tǒng)，可在一周內(nèi)完成數(shù)百種藥物組合的篩選，效率提升10倍以上。2復(fù)雜度的進(jìn)一步提升：從“多細(xì)胞”到“多系統(tǒng)”當(dāng)前3D共培養(yǎng)模型多聚焦于“腫瘤-基質(zhì)-免疫”細(xì)胞互作，但忽略了循環(huán)系統(tǒng)（血管、淋巴管）、神經(jīng)系統(tǒng)（神經(jīng)遞質(zhì)對(duì)腫瘤的調(diào)控）等TME關(guān)鍵組分。未來(lái)可通過(guò)以下方式提升模型復(fù)雜度：-血管化與免疫化整合：將內(nèi)皮細(xì)胞、周細(xì)胞與免疫細(xì)胞共同構(gòu)建3D血管網(wǎng)絡(luò)，模擬“腫瘤-血管-免疫”微環(huán)境，評(píng)估藥物對(duì)血管正?；ǜ纳扑幬餄B透）及免疫細(xì)胞浸潤(rùn)的協(xié)同效應(yīng)；-器官芯片與類(lèi)器官融合：將腫瘤類(lèi)器官與正常器官芯片（如肝芯片、腎芯片）連接，模擬藥物在體內(nèi)的代謝、分布及毒性，篩選兼具療效與安全性的聯(lián)合方案。0102033多組學(xué)整合與人工智能輔助預(yù)測(cè)13D共培養(yǎng)模型可產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)（如基因表達(dá)、蛋白分泌、細(xì)胞形態(tài)變化），需通過(guò)多組學(xué)整合與人工智能挖掘聯(lián)合用藥的深層規(guī)律：2-空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)：結(jié)合測(cè)序技術(shù)（如VisiumSpatialGeneExpression），解析3D模型中不同區(qū)域（腫瘤核心、邊緣、基質(zhì)區(qū)）的基因表達(dá)差異，識(shí)別關(guān)鍵耐藥基因；3-機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)：基于3D模型篩選的藥物組合數(shù)據(jù)，訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型，預(yù)測(cè)新聯(lián)合方案的協(xié)同效應(yīng)（如通過(guò)輸入藥物作用靶點(diǎn)、TME特征參數(shù)，輸出CI值），減少盲目試錯(cuò)。4臨床轉(zhuǎn)化的橋梁：類(lèi)器官與PDX模型的結(jié)合患者來(lái)源的腫瘤類(lèi)器官（PDO）和移植瘤模型（PDX）是連接體外模型與臨床的關(guān)鍵，3D共培養(yǎng)模型可與其結(jié)合，提升篩選結(jié)果的臨床相關(guān)性：-PDO-3D共培養(yǎng)：將PDO與患者來(lái)源的CAF、免疫細(xì)胞共培養(yǎng)，構(gòu)建“完全個(gè)體化”3D模型，指導(dǎo)患者聯(lián)合