近年生醫領域的類器官（organoids）備受關注，因能體外培養功能接近真器官的「微器官」，有潛力為藥物開發等醫學應用帶來突破進展。然類器官仍面臨可重複性不足等挑戰。因細胞來源、培養條件等細微差異，都可能導致類器官形態和功能不一，影響結果可靠性。
加州大學聖地牙哥分校人類類器官（HUMANOID）中心，以整合生物工程、資訊科學與臨床醫學專業知識，盼增進類器官可重複性與臨床應用潛力。主要目標包括建立標準化流程、建立大型生物資料庫、開發數據分析工具，並促進合作。期望為類器官研究建立更可靠的平台，加速新藥開發、增進病患福祉。
類器官是由人類幹細胞或前體細胞（progenitor cells），3D 培養條件下逐漸生長、分化成微小組織結構，部分模擬真器官細胞組成與功能。特定生長因子與環境引導細胞生長分化，最終產生類似腦腸等器官結構。類器官已用於疾病機制研究、藥物開發與個人化醫療等領域，還能取代部分動物實驗，提高藥物篩選準確性，降低研發成本，有助精準醫療發展。
類器官潛力獲 FDA 及學界認可，2022 年通過《 FDA 現代化法案 2.0》（FDA Modernization Act 2.0），取消新藥申請（New Drug Application）必須做過動物實驗的強制要求，並認可類器官等微生理系統（microphysiological systems）為實驗替代方案。
類器官在臨床前毒理研究更顯優勢。以動物試驗預測藥物對人類的毒性準確性猶如「擲骰子」碰運氣，無法確保人體實驗也一樣安全，故許多藥物雖通過動物實驗，卻在臨床三期因不預期毒性宣告失敗。先前研究顯示，以肝臟類器官模型預測 200 多種藥物毒性，準確性近 90%，更準確篩出有害藥物，降低臨床實驗風險，保護受試者安全。
然而類器官仍缺乏再現性，已知原因不少，如細胞來自不同個體，就限制可重複性（指紋效應）；即使細胞來自同個體，但因細胞異質性，仍可能產生性質各異的類器官（雪花效應）；各實驗室培養類器官的方法也不同，缺乏標準化流程，也影響可重複性（混合效應）。
HUMANOID 為了克服類器官技術再現性低的問題，採取以下策略：
- 培養條件標準化：嚴格控制培養基成分、溫度、濕度，確保每次類器官培養條件一致。
- 建立自動化培養系統：精確控制培養過程各項參數，降低人工操作誤差。
- 嚴控細胞來源：選用品質穩定幹細胞或前體細胞為起始材料。
- 精進培養參數：制定詳細分化誘導方案，確保類器官形態和功能一致性。
- 加強品管：培養時定期以形態學觀察、基因表現分析和功能測試等方法評估品質，及時發現並排除品質異常的類器官。
HUMANOID 有效提升類器官培養再現性，為科學研究和藥物開發提供更可靠模型系統。
類器官若廣泛應用，可為生物醫學研究創造新視野，值得期待。但之前仍有許多挑戰有待克服，有賴 HUMANOID 中心及全球學者共同努力。有理由相信他們通力合作，能充分發揮類器官潛力，為人類健康貢獻更多。
（首圖來源：Image by Freepik）
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