国家卫生研究院今（25）日发表最新研究成果，研究团队研发新颖体外三维癌细胞培养技术，新材质之多孔性骨支架与癌细胞具有良好相容性，缩短体外培养形成肿瘤组织的时间，14天就成功培养出直径约1公分的肿瘤组织，有助未来测试癌症新药。
依据2023年卫生福利部统计，癌症仍然佔据国人十大死因第一位，目前临床癌症治疗除了使用化学治疗之外，放射治疗、标靶治疗、免疫治疗、细胞治疗等新兴治疗方法不断发展，随着次世代基因定序、病人来源类器官、循环肿瘤细胞、T细胞治疗法等个人医疗工具的出现，依据个人病情差异所发展出的个人化医疗更是引人注目，其中体外培养肿瘤替身更是不可或缺的技术。
国家卫生研究院生医工程与奈米医学研究所董国忠副研究员研究团队研发新颖体外三维癌细胞培养技术，新材质之多孔性骨支架与癌细胞具有良好相容性，并合併数个骨微环境开发出「癌组织工厂」，缩短体外培养形成肿瘤组织的时间，此研究成果已于2022年发表于国际重要期刊，并申请专利保护，2024年8月起已开放接受「测试药物肿瘤组织学体外评估」委託服务。
现有的细胞培养方法由来已久，将人体细胞取出后培养于二维的培养皿中，细胞平行贴附于培养皿底部单层生长，细胞与细胞之间彼此接触贫乏，不仅缺乏大量细胞外基质（extracellular matrix，ECM），更少了细胞在人体内的组织特性，如细胞低密度聚集以及细胞排列所造成对外物的阻力与抗力等，与体内环境差异很大，细胞实验时无法準确评估在体内的状态。
而现有的「体外三维培养癌细胞技术」分为支架法、非支架法、微流道法与磁珠法等四种，其中以支架法的稳定性较好，在实际应用中最被接受。支架法利用组织工程原理，将癌细胞培养于多孔性的支撑物孔洞内，于动态环境下长时间培养，缺点是细胞形态较不规则且生长缓慢，并产生大量胞外物质，结合成较大的软性组织。
研究团队以磷酸钙与明胶製作成多孔性骨支架，与癌细胞具有良好相容性，与生物反应器结合用于癌细胞的三维培养，研究结果显示，乳癌细胞于支架内部孔壁良好贴附生长。利用此骨微环境可促进癌细胞形成富含细胞外基质的肿瘤组织，包括骨蛋白、骨钙、基质硬度等。运用于体外培养胰脏癌肿瘤组织，并以核磁共振影像获得肿瘤完整的三维影像，证实14天培养成功获得0.6公分的肿瘤组织。
此次研发的培养技术特色在缩短形成肿瘤组织所需的时间，且可获得直径约1公分的大尺寸肿瘤组织，此系统产生之人造肿瘤具有高密度胞外基质，可呈现药物在肿瘤内的浸润现象，有利于在体外更真实模拟肿瘤在活体内的状态，可望缩短细胞测试与动物试验的落差。「癌组织工厂」于临床医学将是一种革新的运用，不仅可落实个人化医疗，对新药开发有更大帮助。
此技术目前已进入专利审查中，并已完成大量样品测试，可在实验室内同时测试60个样品，国卫院自2024年8月起公告接受「测试药物肿瘤组织学体外评估」委託研究服务。同时与生技公司洽谈技术转移，并共同开发「细胞治疗的个人化医学」。