The University of Queensland

2025年, 第20卷, 第5期 数据观察 类器官研究的国际发展态势分析 安琪1,2, 刘峥1,2 1中国科学院文献情报中心 北京 100190 2中国科学院大学经济与管理学院信息资源管理系 北京 100190 DOI: 10.15978/j.cnki.1673-5668.20250419 资助项目：国家科技图书文献中心专项任务“引文数据集成和组织管理”(2024XM12）。 识别查看全文 摘 要 [目的/意义] 类器官技术通过利用成体干细胞或多能干细胞进行体外三维培养，模拟人体组织的结构和功能，为生物科技领域带来了革命性的变革。分析类器官的发展态势，能为我国类器官研究与发展提供参考。[方法/过程] 基于Web of Science核心集检索的16971篇类器官领域研究论文，运用科学计量、BERTopic主题模型和文本聚类等分析方法，对类器官研究领域文献的发表年度、国家、机构、作者等进行统计分析，对比了世界范围和主要研究国家的研究主题和前沿热点。[结果/结论] 类器官研究正处于快速发展期，相关研究成果数量上升；美国、中国、德国是主要研究国家；研究机构以高校学术机构为主，高度集中；当前类器官研究主要集中在类器官培养技术、构建常规组织类器官和疾病类器官模型、药物筛选与毒性测试、精准医疗等方面。 关键词 类器官；态势分析；科学计量；BERTopic主题模型 引 言 类器官（organoid）是一种在体外利用干细胞或器官祖细胞培养出的三维微型器官模型，高度模拟真实器官的结构和功能特性，细胞能够通过空间组织和细胞特异化自行组织，重现原始器官功能，如分泌、代谢及信号传导等。类器官概念可追溯至20世纪80年代，但这一技术的真正突破发生在2009年，荷兰科学家Hans Clevers团队首次证明了单个Lgr5+肠道干细胞（ASCs）可以自行组织分化形成包含所有肠细胞类型的肠隐窝-绒毛结构，标志着现代类器官研究的开端。类器官成为替代传统细胞系和异质动物模型的新型研究模型。2010年，由于胃和肠上皮细胞具有许多分子和生理相似性，通过对肠培养系统的微小修改，从成年小鼠幽门Lgr5干细胞建立了胃类器官。2013年，由小头患者的iPSCs细胞分化形成人类大脑类器官。2014年，Lee等发现内皮细胞和成年细支气管肺泡干细胞在三维共培养模式下可培养肺类器官。2015年，培养了乳腺、输卵管和海马类器官，2020年产生了蛇毒腺类器官，2024年培养了小鼠睾丸类器官。类器官的来源主要有多能干细胞（包括胚胎干细胞和诱导多能干细胞）、成体干细胞和肿瘤组织。干细胞最常在基质中培养，在特定的外源因子(包括化学小分子抑制剂/激活剂、细胞因子和培养基添加剂）的存在下诱导形成相应器官的类器官，部分先进技术结合微流控芯片（器官芯片）或生物打印优化培养。不同类器官的制备需要不同的添加剂组合。综上，类器官研究发展过程可梳理为如图1所示。 图1  类器官研究发展过程 类器官技术作为21世纪生命科学领域最具革命性的突破之一，正以前所未有的速度推动着生物医学研究范式的转变。类器官在基础研究、发育生物学、组织工程、药物测试和筛选、再生医学等领域提供了潜在的应用和进步，是多学科交叉融合的典型范例。2022年，美国食品和药物管理局(FDA)通过的“现代化2.0法案”赋予研究人员使用类器官等创新非动物方法的权利。2025年，美国FDA发布路线图，计划逐步淘汰传统动物实验，转而采用经过科学验证的新方法，如类器官、器官芯片系统、计算模拟等基于人体的体外系统来测试药物安全性，允许药企提交基于类器官和器官芯片的非动物实验数据作为审批依据。这一政策转变直接影响了全球药物研发的范式，为替代传统动物实验提供了法规依据，极大地刺激了类器官技术在医药研发领域的应用。2013年，Hans Clevers参与创办了全球首家类器官技术孵化公司HUB（Hubrecht Organoid Technology），催生了第一批类器官企业如Epistem、Cellesce等。与此同时，美国类器官企业Emulate脱胎于哈佛大学，专注于器官芯片与类器官技术的结合，迅速成长为行业标杆。全球Top20的制药企业几乎都在布局类器官前沿领域，赛诺菲与类器官芯片公司Hesperos合作的新药成为全球首个基于“类器官芯片”研究进入临床试验的案例。这些企业的出现加速了类器官技术从实验室研究向产业应用的转化，为药物研发、个性化医疗等领域提供了新型工具和平台。 中国类器官研究虽然起步较晚，但发展势头迅猛。中国科学院院士陈晔光团队率先实现了国际类器官技术的本土化转化，2015年成功构建国内首个类器官培养体系，为国内类器官研究奠定了基础。中国团队在非生长因子依赖培养体系、多物种类器官构建等方面取得系列突破，显著拓展了类器官技术的应用边界。近年来，中国类器官企业（如丹望医疗、大橡科技等）如雨后春笋般涌现，反映出该领域在中国的蓬勃生机。 本文旨在通过科学计量学、BERTopic主题模型等定量分析方法，对类器官领域的研究国家、机构、作者、研究主题等进行梳理和分析，全面探讨类器官领域的研究现状和发展趋势，为我国在类器官领域的探索提供全新视角、有价值的思路和经验。 1  数据收集与研究方法 1.1  数据收集 本文以Web of Science（WoS）核心合集为数据来源，以TS=（organoid$） 为检索式，限定出版时间为1900年1月1日至2024年12月31日，文献类型限定为论文和综述论文，得到文献17048篇。 2008年，Eiraku等探索了使用3D聚集培养方法从ESC生成大脑皮层组织；2009年，Sato等成功将表达Lgr5的肠道干细胞在体外培养成具有隐窝和绒毛结构的三维小肠类器官，翻开了类器官研究的新篇章，是现代类器官研究的开端。因此，本文进一步限定出版时间为2009年1月1日至2024年12月31日，得到16917篇文献，构建本文最终的数据集。 1.2  研究方法 首先，利用InCites数据库和Excel工具，对所检文献的出版时间、国家、机构、作者进行指标计量和分析。然后，利用文献计量分析软件VOSviewer以可视化方式展现类器官领域主要产出国家及机构间的合作情况。最后，利用BERTopic主题模型方法识别领域研究主题、分析领域研究前沿热点。 2  类器官领域研究态势分析 2.1  时间分布 年度发文量可以反映领域研究趋势的变化，对重点时间节点的分析则有助于进一步提升对领域整体研究脉络的认识。由图2可以看出，类器官领域发文量一直处于增长状态，尤其2013—2020年，一直保持较高增幅增长，其间类器官研究产出丰富，先后建立了大脑、肾脏、肝脏、胰腺、前列腺、肺类器官等；除了模拟单个器官外，还探索了早期哺乳动物胚胎发育，如原肠胚。Lancaster等2013年成功构建大脑类器官模型，拓展了类器官在复杂器官发育建模中的适用性。2014年，纪念斯隆凯特琳癌症中心首次在体外培养出人类前列腺肿瘤类器官，为类器官在肿瘤研究领域的转化应用奠定了基础。2021—2023年，经历了3年的增幅放缓阶段，此后又开始回升。增幅放缓主要受新冠疫情冲击的影响，实验室关闭和保持社交距离的要求，使得科研活动受限，尤其是依赖实验室和研究设施的领域，如生物学、化学和天文学等，科学家科研时间投入大幅减少，以及大量科研资源优先投向COVID-19研究。 图2  类器官领域年度发文趋势 2.2  主要国家分析 论文数量可以反映一个国家科研产出的规模，被引情况则能体现一个国家科研产出的质量。全球共有109个国家/地区参与类器官研究。如表 1所示，发文量前10的国家分别为美国、中国、德国、英国、日本、荷兰、意大利、韩国、加拿大、法国，其中美国以6552篇发文位居世界第1，与中国（3519篇）、德国（1773篇）3个国家发文总量占领域发文总量的70%。长期以来，美国发文量规模优势显著，但从2021年开始有所放缓，2024年中国（1103篇）超过美国（1018篇）成为世界第1（图 3）。美国、中国、荷兰、英国、德国是被引频次和高被引全球前5的国家。 表1  类器官领域主要产出国家及其影响力 图3  类器官领域主要产出国家年度发文趋势 论文合作是科研合作最直接的体现方式，国内外合作情况可以反映一个国家在国际科研网络中的活跃程度和开放程度，合作网络可以反映不同国家的国际合作情况以及在合作网络中的重要程度和影响力。由表2可以看出，德国、荷兰、英国的类器官研究主要以国际合作形式开展，63%以上的论文为国际合作发表。美国是与各国开展合作最多的国家，与其合作产出论文最多的国家分别是中国、德国、英国、日本。中国的类器官研究主要以国内自主研究为主，国际合作比例低于30%，主要的合作国家为美国、德国、荷兰。图4展现了类器官领域国际合作情况，美国、德国、英国处于合作网络中心，美国和全球85个国家和地区建立了合作关系，合作网络最广泛，其余依次为德国（77个）、英国（72个）、意大利（71个）、中国（69个）、法国（68个）、加拿大（59个）、日本（58个）、荷兰（58个）、韩国（46个）。 表2  类器官领域主要产出国家间合作情况 单位：篇 图4  类器官领域产出国家之间合作情况 2.3  重要机构分析 分析研究机构有助于识别领域内具有较大贡献、较强影响力的研究机构。全球范围内共有4098所机构参与类器官研究，其中高校学术机构发文占比52.9%、医疗机构发文占比18.82%、科研机构发文占比18.66%、政府机构发文占比4.98%、企业发文占比4.67%。如表3所示，在所有机构中发文量前3的机构是哈佛大学、乌德勒支大学、中国科学院，其中哈佛大学以发文量1347篇远超同类机构。有3所中国机构进入了发文量前15的序列，分别是中国科学院、复旦大学、中山大学。从篇均被引的角度，乌德勒支大学篇均被引频次最多（37.80次）、位居第1，其次是哈佛大学，约翰斯·霍普金斯大学虽然发文量相对较低，但篇均被引频次仅次于哈佛大学、位于世界第3。 表3  类器官领域主要产出机构及其影响力 科研合作是科学产出的重要手段之一，图5展现了类器官领域研究的机构合作网络。在合作网络中，有4098个机构参与了类器官领域的双边/多边合作、产出论文13283篇，类器官的研究大多是机构合作完成。图5整体上形成了8个具有代表性的机构网络社群：1）哈佛大学、约翰斯·霍普金斯大学、华盛顿大学；2）中国科学院、复旦大学、浙江大学、东南大学；3）多伦多大学、西奈山伊坎医学院、安大略癌症研究所；4）德国癌症研究中心、卡罗琳斯卡学院；5）剑桥大学、牛津大学、墨尔本大学、昆士兰大学；6）乌德勒支大学及其医学中心；7）延世大学、成均馆大学；8）京都大学、新加坡国立大学、九州大学。以哈佛大学、约翰斯·霍普金斯大学、华盛顿大学为核心的群体位于整个合作网络的中心；以德国癌症研究中心、卡罗琳斯卡学院为代表的合作团体包含机构数最多（156所机构），是最大的合作网络。相较之下，中国、日本、韩国的研究机构与国内机构合作关系更为紧密。 图5  类器官领域机构合作情况 2.4  重要作者分析 学者是科学研究的核心主体，其研究产出、合作网络等对领域发展起着至关重要的作用。通过分析发文量、h指数等关键指标，可以识别领域内高产出、具有显著影响力的学者。如表4所示，在发文量前10的作者中，有4名来自荷兰的研究机构。其中Hans Clevers发文量（276篇）和被引频次（65009次）均位居首位，是该领域最具影响力的作者。图6展现了类器官领域主要研究者年度发文情况。Hans Clevers从事干细胞的研究，其领导的团队在2009年使用来自小鼠肠道的成体干细胞培育出首个肠道类器官，开启了类器官研究的新时代；此后建立了多种类器官的培养体系，用于药物研发。James M. Wells开发了基于干细胞的培养和分析技术，以模拟人类肺部疾病，所在团队开发了高度创新的诊断分析方法，能对囊性纤维化进行个性化治疗，是三维类器官技术的首次临床应用。 表4  类器官领域主要研究者及其影响力 图6  类器官领域主要研究者年度发文情况 篇均被引最高的学者Toshiro Sato和Mexritxell Huch，他们与Hans Clevers有着密切联系。Toshiro Sato是2009年Hans Clevers团队培养首个肠道类器官的研究成员之一，一直致力于消化内科研究，重点在肠道类器官、肠道肿瘤类器官、肠道再生、胰腺肿瘤类器官等。Mexritxell Huch曾跟随Hans Clevers做博士后研究，聚焦于组织再生和开发肝脏、胰腺的组织特异性疾病模型，其在马普学会的团队致力于开发类器官模型，以研究稳态和再生过程中哺乳动物组织的特性，用于探索由细胞特性和变化所导致的疾病发生机制。 2.5  研究主题分析 类器官研究能够真实模拟体内器官的生理状态，包含体内组织器官的所有细胞类型，可准确再现细胞间的相互作用，为研究细胞行为、组织发育和疾病机制提供了更接近生理实际的模型。在生命科学及医学研究领域，因其卓越的应用价值和广阔的市场前景，是目前炙手可热的研究方向之一。因此分析类器官的研究主题，不仅有助于研究者厘清研究主题的边界和范畴，还能促进学术交流与合作。 2.5.1  全球研究主题 通过BERTopic主题模型对国际类器官领域文献的标题、关键词、摘要进行建模，得到Top30的主题如表5所示。在30个主题中，涉及组织类器官12个、疾病类器官13个、类器官技术3个、药物开发2个。在所有主题中，肠道类器官的研究出现时间最早、发文量占比最大；出现时间最晚、平均发文时间最晚的是肺癌类器官、纳米颗粒药物递送与癌症治疗。为更好解读主题聚类结果、分析类器官领域的主要研究内容，接下来将从“技术工具—建模—应用”3大视角出发，展开叙述。 表5  全球类器官领域研究主题 第1大类为类器官研究的技术工具，主要涉及类器官培养方法、材料、生物工程方法，如细胞外基质材料、支架、成像与分析、生物打印、微流控、器官芯片、AI建模。 其中，类器官培养基质的研究是重点内容。Matrigel是3D类器官培养最常用的基质，它来自鼠肿瘤提取的基底膜复合物，优点是能模拟体内细胞的自然微环境，提供营养丰富的环境；缺点是成分复杂，批次间差异可能较大，影响实验的重复性和稳定性，动物来源成分有可能导致人畜共患传染。这一关键的瓶颈已经催化了向替代的、更明确的可定制的水凝胶系统发展的关键转变。这些创新的替代品包括天然聚合物基水凝胶(如胶原蛋白、藻酸盐)、合成聚合物基水凝胶(如聚乙二醇(PEG)、聚丙烯酰胺(PAA)、DNA基水凝胶)和脱细胞组织的细胞外基质(ECM)水凝胶。 第2大类为类器官建模，主要是常规组织类器官和疾病类器官模型的构建。 1）常规组织器官的类器官模型。在12个主题中，肠道、胃、肺支气管、肝脏、胆管类器官培养开始较早，目前模型构建聚焦在类器官芯片微流控模型、类器官微环境构建；而心脏、血管、脑与神经、皮肤类器官主要聚焦在器官本身培养，如类器官设计、培养方法、模型优化、器官平台。 由于类器官技术已经成功构建几乎所有的组织器官，结合类器官芯片、微流控技术、生物打印等技术，增加关键的生物和结构特征，工程化地构建更接近真实器官的类器官，形成组织微环境，是模型构建的重点发展方向。 类器官芯片技术，结合类器官与微流控装置，模拟器官微环境，已经成功在芯片上构建大脑、肝脏、结肠、胃以及多器官系统（如肝和胰岛），提升类器官的生理相关性、可控性和功能成熟度，弥补传统类器官培养的高变异性、低成熟度等缺陷。在脑类器官构建上，利用来自人类诱导多能干细胞的大脑器官样芯片系统来生成脑类器官，不仅展现了人脑发育早期阶段的关键特征，也可研究尼古丁、镉对大脑发育的影响。在肝类器官构建上，构建基于人类诱导多能干细胞衍生的肝脏类器官芯片系统的人类非酒精性脂肪性肝病模型。在肠道类器官构建上，肠道类器官缺乏研究肠道健康和疾病核心功能所必需的关键特征，如消化或液体流动，以及活微生物群、蠕动和免疫细胞，使用器官芯片来模拟人体肠道能够克服这些障碍，能够对活体肠道的结构和功能精准建模。在多器官构建上，利用类器官芯片，建立了人诱导多能干细胞（hiPSC）来源的肝-胰岛类器官互作体系，在体外模拟人体肝脏-胰岛轴及其在生理和病理条件下的糖刺激响应。利用肺-脑多器官芯片，构建整合肺泡和血脑屏障组织芯片的微生理系统，探究了新冠病毒感染引发的神经系统损伤及潜在机制。 2）疾病类器官模型。在主题聚类中，有13个主题涉及疾病类器官模型，其中80%是肿瘤类器官模型的培养。主要采用基因改造复制疾病特异性的特征，使用患者来源保留病理突变的细胞构建疾病类器官，用于模拟传染性、遗传性和退行性等疾病的致病过程。 采用基因技术的代表研究有：2015年，Sato团队使用CRISPR-Cas9基因组编辑系统将多个引发结肠癌的突变引入来自正常人肠上皮的类器官，建立了首个基于人类肠道类器官的多突变结肠癌模型，为解析致癌机制和药物筛选提供了新工具；2023年，Hans团队使用碱基编辑技术同时将多种与癌症相关的突变引入成人干细胞（ASC）来源的类器官，从而有效地制造了模拟肝癌、结直肠癌和子宫内膜癌的肿瘤类器官。采用患者来源细胞构建类器官模型的代表研究有：2015年，van de Wetering等从20例结直肠癌患者的肿瘤和癌旁正常组织中分离Lgr5+干细胞，培养22个肿瘤类器官和正常类器官，构建类器官生物样本库，用于药物筛选成功鉴定基因-药物关联。2019年，Jacob等开发一种基于病人来源的胶质母细胞瘤类器官模型构建方法，该方法能较好维持原肿瘤特性，可在短时间内完成构建。基于此方法形成了生物样本库，能再现了肿瘤间和肿瘤内的异质性。 第3大类为类器官应用。类器官的应用，既能通过构建常规组织类器官模拟器官发育、研究生理机制，也能借助疾病模型探究疾病的发病与进程，但更为突出的是它在药物研发、精准医疗和再生医学领域上的应用价值。 1）药物发现和筛选。类器官能反映疾病的组织学和突变特征，通过类器官筛选药物敏感性和毒性，可为患者开发和评估更合适的药物，这是二维细胞系或动物模型做不到的。因此，药物发现和筛选是类器官应用的重要方面。主题聚类形成了2个药物开发相关的类：一个是将类器官作为工具，模拟肿瘤微环境评估“纳米颗粒药物递送”在癌症治疗中的效果；另一个是将类器官作为“药物研发”中的变革模型，以替代动物模型的应用。 类器官对药物毒性评估具有应用价值，肝、肾、心脏、脑、卵巢、睾丸类器官都已被用于药物毒性评估。例如，Shinozawa 等发现iPSC 衍生的肝类器官对药物性肝损伤具有较高的预测价值。Ding 等利用肾类器官评估了阿司匹林、青霉素 G 和顺氯氨铂的肾毒性。患者来源的类器官能够有效捕捉患者肿瘤的异质性，助力药物筛选和药效评估。以囊性纤维化主题的研究为例，囊性纤维化(CF)是由囊性纤维化跨膜传导调节因子(CFTR)基因缺陷引起的。常见的基因突变是F508del，但10%~20%的患者具有罕见基因突变，无法适用常规治疗。Cicero等针对L1077P-CFTR 致病变异基因开展了体外个性化治疗研究，利用患者来源的细胞进行鼻条件重编程细胞模型，在体外模拟患者疾病，对罕见突变进行治疗分型发现单等位基因治疗机制。该研究为无法参加主流临床试验的罕见突变患者，提供了“体外筛选-精准用药”的途径。Berkers等开展A455E-CFTR基因突变对鲁马卡托/依伐卡托的临床实验和类器官测量，以评估治疗效果。 2）精准医学和个性化医疗。利用患者来源的疾病细胞，建立个体化的药物治疗的细胞培养模型，可用于开发检测方法、治疗方案，评估药物敏感性，预测临床疗效，尤其在罕见突变或难治性肿瘤的个体化治疗中展现潜力。He等利用转移性结直肠癌患者的原发灶和转移灶切除患者的肿瘤组织，建立患者来源的类器官，构建活体样本库,为研究肿瘤异质性提供了资源，也为筛选新型化疗方案或靶向药物提供了高效的临床前筛选工具。Seppälä 等利用从手术切除和内镜活检获得的组织中培养患者来源类器官，实现快速离体化疗筛选（药物分型）以支持胰腺导管腺癌（PDAC）患者的精准医疗计划。 3）再生医学。患者来源的类器官能够将(自体)细胞用于组织相容性类器官的再生应用和基于细胞的治疗，而没有同种反应性或排斥的风险。细胞治疗成功的例子之一是使用唾液腺类器官治疗头颈部癌症治疗引起的口干症。通过靶向高精度质子照射结合功能分析，定位唾液腺干细胞。随后，从小鼠和人类的唾液腺中建立类器官培养物，并将其用于局部照射的下颌下腺移植。在小鼠和人类中，都成功地促进了腺体的再生，显示出改善的形态和分泌功能。2022 年 12 月，荷兰的首例患者接受了来自放疗前活检的自体唾液腺类器官衍生细胞移植。Sampaziotis等在肝移植中，在移植前的常温灌注期间基于类器官修复了受损胆管，首次证明了类器官在人类肝移植物中的再生潜力，能够减少移植后并发症。 2.5.2  主要国家的研究主题 本研究选择发文量前3的国家（美国、中国、德国）以及被引频次位于前3的国家（美国、荷兰、英国），共对5个国家进行主题分析。由于一篇论文可能是由来自不同国家/地区的多位作者共同撰写的，因此本研究将此类合作论文分别计入每个国家的数据集，采用BERTopic聚类分析，得到如图 7所示的类器官领域主要研究国家研究主题分布情况。 图7  类器官领域主要国家研究主题对比 类器官作为一种新兴的体外模型技术，推动了发育生物学、疾病病理学、细胞生物学、再生医学、精准医疗及药物筛选等领域等相关领域发展。当前研究主题分布广泛，其中结直肠癌类器官模型、人脑类器官构建与神经疾病研究、肠道类器官研究、肝脏类器官构建与肝脏疾病模型是主要国家关注的重点方向。此外，类器官技术正逐步与其他前沿技术整合，形成协同发展趋势，例如：结合CRISPR基因编辑技术，深入解析疾病机制；联合放射治疗技术，优化肿瘤控制并降低正常组织损伤，推动精准癌症治疗。 美国在类器官所有研究主题的发文量远超其他国家，开创性使用多能干细胞创建复杂类器官，建立大规模来自患者的类器官生物样本库对疾病建模，并聚焦个性化医疗，特别是推动了药物筛选联合临床实验的开展。虽然基础性研究工作在全球范围内被广泛开展，但美国凭借研究生态的规模、应用广度、技术整合和临床转化力度使其在所有研究主题上表现突出，成为推动类器官研究的中坚力量。除了核心研究领域外，中国关注卵巢与生殖系统类器官模型、骨类器官与再生医学的研究；德国关注高通量筛选与药物筛选、胰岛与糖尿病病理的研究；荷兰关注肺部的囊性纤维化的病理机制与治疗。 3  总结与讨论 通过对检索得到的类器官领域论文进行计量分析和主题建模分析，揭示了全球类器官领域的研究现状、研究主题和研究方向，得到结论如下。 1）目前全球处于类器官发展的蓬勃阶段，发文量整体呈波动上升趋势。在国家层面，美国在发文量和引用频次方面长期领先，中国自2024年起发文量跃居全球第1、但整体影响力较低，有提升空间，美国、中国、荷兰、英国、德国是被引频次和高被引全球前5的国家。类器官研究的国家间合作特点显著，美国、德国、英国处于合作网络中心；美国与85个国家建立合作关系，网络覆盖最广，德国、英国等国家也非常活跃；中国发文量虽多，但国际合作相对较少。在机构层面，以哈佛大学、乌德勒支大学为代表的学术机构在发文量和影响力方面均表现突出，构成了领域的研究中枢，而中国机构多与国内机构开展合作，国际的机构合作较少。在学者层面，荷兰学者Hans Clevers在该领域发挥了主导作用，不仅开创了该研究领域，并建立了多种类器官的培养体系，推动了类器官技术在药物研发和个性医疗上的应用。 2）从研究内容的角度分析，全球研究主题主要聚焦在类器官技术、常规组织类器官、疾病类器官、药物研发。在类器官技术上，通过合成水凝胶、脱细胞基质等方法，克服传统基质的复杂性和批次差异，为精准调控类器官提供新工具，并与成像分析、微流控等技术结合，向着标准化、规模化生产的方向发展。在常规组织类器官培养上，正在结合类器官芯片、微流控技术、生物打印等技术，工程化地构建更复杂类器官，模拟体内血流等生理功能，形成组织微环境。在疾病类器官的培养上，主要聚焦在肿瘤类器官建模，采用基因改造复制疾病特异性的特征，使用患者来源、保留病理突变的细胞构建疾病类器官。建立类器官生物样本库，收集患者来源的肿瘤组织构建肿瘤类器官模型，反映本地基因和疾病特征，推动技术从实验室向本地临床应用的迈进。类器官在生命科学及医学研究领域已开展了广泛应用，尤其是在药物发现和精准医疗上表现突出。通过构建类器官模型，尤其是患者来源类器官，可精准预测个体对特定药物的毒性反应和响应概率，这一特性不仅推动新药的开发，更能设计个性化治疗方案，实现精准治疗预测的临床落地。 在国家研究主题上，结直肠癌类器官模型、人脑类器官构建与神经疾病研究、肠道类器官研究、肝脏类器官构建与肝脏疾病模型是各国关注的重点方向。美国在研究主题中展现出显著学术优势；除上述主题外，中国更关注卵巢与生殖系统类器官模型、骨类器官与再生医学的研究；德国更关注高通量筛选与药物筛选、胰岛与糖尿病病理的研究；荷兰更关注肺部的囊性纤维化的病理机制与治疗。 本研究存在一定的局限性。首先，研究数据只使用了Web of Science核心数据库的论文数据，未纳入类器官平台市场、临床试验和技术专利数据，未来研究应该扩大数据来源，以获得更全面的特征表现和更独特多样的研究视角。其次，本研究主要是通过提取标题、关键词和摘要进行分析，分析单元为词语，未来研究可以将研究层次提升为篇章层级，进行全文本分析，提高语料质量和价值。 【参考文献略】 期刊介绍 《科学观察》是由中国科学院主管、中国科学院文献情报中心主办的综合类学术期刊，旨在对世界科学发展态势和科学前沿发展动态进行观察，为科学家提供视野更加宽阔的世界科学面面观，为国家科技决策机构和科技管理部门提供科技战略决策理论支撑和参考信息。 主要内容： ■ 用科学计量学方法研究当今科学技术发展的规律及其与社会发展的关系； ■ 报道世界重大科学成就、重要科研规划以及重大科技项目等面向战略决策需求的信息； ■ 用定量方法遴选前沿科学领域的重要方向，用数据展现各国的学术影响力； ■ 依据科学家的经验判断，对科学热点和重要领域展开讨论，发表述评。 主要栏目: 前沿观察、数据观察、政策观察、科学焦点、专题分析、中国热点论文分析等。科睿唯安独家授权《科学观察》出版Clarivate Analytics中文版专栏。 收录情况： 《科学观察》被《中国科技核心期刊目录》（2024年版）、《中国科学引文数据库（CSCD）》和《中国学术期刊网络出版总库》收录。 编辑部联系方式 地址：北京北四环西路33号 中国科学院文献情报中心 《科学观察》编辑部 电话：010-82621675 E-mail: sciencefocus@mail.las.ac.cn 更多内容请查看网站和扫描下方二维码： http://www.sciencefocus.ac.cn/ 提 示 本文刊载于《科学观察》2025年第20卷第5期P12-26。© 版权所有中国科学院文献情报中心《科学观察》编辑部。 未经许可，不得转载。

Researchers found that neurons can use fat, not just sugar, to power the brain. When a protein called DDHD2 fails, this process breaks down and leads to serious brain problems. Scientists were able to restore damaged cells by feeding them fatty acids, reviving their energy in just 48 hours. The discovery could help pave the way for new brain treatments. Researchers from the University of Queensland (Australia) and the University of Helsinki (Finland) have discovered that neurons are capable of using fat as a source of energy, challenging the long-held belief that they rely only on sugar. Even more remarkably, when the brain's energy demand increases, neurons can produce their own fats by recycling components of their own cells. This process depends on a crucial protein known as DDHD2. The discovery that could change lives In a rare brain disorder called Hereditary Spastic Paraplegia 54 (HSP54), the DDHD2 protein fails to function properly. When this happens, neurons lose their ability to generate fats needed for energy and normal operation, leading to early and progressively worsening communication problems between nerve cells. Children affected by HSP54 often begin showing difficulties with movement and thinking at a young age. However, this new finding offers reason for optimism. In laboratory experiments, scientists treated damaged neurons with specific fatty acid supplements and found that within just 48 hours, the cells regained their energy production and normal activity. "This is a real game-changer," said Dr. Merja Joensuu, who conceived the project and led the study at the Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology. "We've shown that healthy neurons rely on fats for fuel, and when this pathway fails in conditions like HSP54, it may be possible to repair the damage and reverse the neuropathologies." New technologies fueling progress The researchers are now preparing for the next phase of their work, which involves testing the safety and effectiveness of fatty acid-based treatments in pre-clinical models. These studies will determine whether similar approaches could eventually be used in humans, and whether this fat-based energy system might also play a role in treating other neurological diseases that currently lack effective therapies. "We will continue the exciting collaboration with new non-invasive technologies to image the brain and therefore aid a faster development of the potential therapy. This breakthrough doesn't just rewrite the textbooks, it could transform lives" Dr. Giuseppe Balistreri from the University of Helsinki says.

点击蓝字，关注我们 2002年，国际四大医学期刊之一英国《柳叶刀》正刊发表国际乳腺癌激素因素协作组研究报告，对30个国家47项流行病学研究合计50302例乳腺癌女性和96973例非乳腺癌女性个人数据进行汇总分析，发现女性母乳喂养时间越长，乳腺癌风险越低，发达国家女性普遍缺乏母乳喂养或母乳喂养时间较短，是导致这些国家乳腺癌高发的重要原因。2022年，美国《国家癌症研究所杂志》发表国际乳腺癌协会联盟研究报告，对四大洲16个国家31项人口病例对照或队列研究合计23353例乳腺癌女性和71072例非乳腺癌女性进行大数据分析，发现生育和母乳喂养可降低乳腺癌风险，尤其三阴性乳腺癌。三阴性乳腺癌最常见于40岁以下女性，是最凶险的乳腺癌类型之一。不过，上述发现的具体机制尚不明确。 2025年10月20日，全球自然科学三大旗舰期刊之首、英国《自然》正刊以尚未编辑加速预览形式在线发表澳大利亚墨尔本大学和彼得麦卡伦癌症中心、沃尔特和伊丽莎霍尔医学研究院、墨尔本皇家儿童医院、威尔士亲王医院、悉尼西部医院癌症研究所、昆士兰医学研究理事会伯格霍夫医学研究院、皇家墨尔本医院、奥斯汀医疗中心、新南威尔士乳腺癌研究所、昆士兰大学、爱康癌症医疗中心、皇家阿尔弗雷德王子医院、加文医学研究院金霍恩癌症中心、皇家霍巴特医院、里士满乳腺癌外科医院、悉尼大学、圣文森特医院、圣约翰苏比亚科医院、利物浦医院、皇家北岸医院、莫纳什大学、皇家阿德莱德医院、皇家布里斯班妇女医院、伍伦贡医院、莫纳什医疗中心、莫纳什医疗中心、西部医疗中心、新南威尔士大学、西澳大利亚大学、约翰亨特医院、马来西亚癌症研究中心、比利时安特卫普医院、新西兰惠灵顿医院、奥克兰市医院、奥克兰大学、坎特伯雷医学实验室、基督城医院、英国伦敦帝国学院的研究报告，首次发现生育和母乳喂养可增加后天免疫细胞，这些具有乳腺癌预防作用的长寿免疫细胞在女性分娩后仍可存活数十年。 人类乳房在怀孕和产后可发生显著的自我重塑，以产生营养丰富的乳汁，帮助婴儿的器官、大脑和骨骼生长。断奶后，乳房可经历复旧过程，恢复原状。在该过程中，新细胞产生，而受损的老细胞则被清除。这种生物学重新设计也是将特殊免疫细胞（CD8阳性T淋巴细胞，包括人类正常乳腺组织具有组织驻留记忆样表现型的细胞）吸引到乳腺的主要触发因素，其他免疫因素（包括乳汁蛋白、来自婴儿的任何异物、乳腺炎和病毒）也可将CD8阳性T淋巴细胞带到乳腺组织。CD8阳性T淋巴细胞又称细胞毒性T淋巴细胞、杀手T淋巴细胞，可以杀死癌细胞、受病毒感染的细胞以及其他受损细胞，属于后天免疫系统的成员，当其杀伤活性开始表现时，先天免疫系统的自然杀手细胞活性就逐步降低。 本研究分为三个部分： 首先，观察260例预防性乳房切除术或乳房缩小术的健康女性人群（其中一些女性乳腺癌风险正常，另一些女性乳腺癌风险较高）并比较有孩子与没孩子的女性手术切除乳腺组织内CD8阳性T淋巴细胞数量。结果发现，有孩子的女性拥有更多的CD8阳性T淋巴细胞，而且这些细胞寿命更长，在怀孕后可存活长达50年。 随后，利用小鼠实验确定怀孕和母乳喂养是否能预防乳腺癌，分别将乳腺癌细胞植入从未生育过幼崽、幼崽几乎立即被移除并强制断奶、经历完整母乳喂养和复旧的三组小鼠乳腺脂肪垫。结果发现，与幼崽被移除并强制断奶的小鼠相比，经历完整母乳喂养和复旧的小鼠肿瘤显著较小，而且肿瘤内CD8阳性T淋巴细胞也显著较多。免疫力既存在于小鼠乳腺，也存在于小鼠全身，而减少CD8阳性T淋巴细胞可消除这些免疫力。因此，母乳喂养确实可改变这些小鼠的全身免疫力。重要的是，此类CD8阳性T淋巴细胞抗肿瘤免疫力仅在完整的母乳喂养和复旧周期后观察到。乳房经历完整的怀孕→母乳喂养→复旧周期后，就从普通社区，升级成拥有常驻特种部队的军事重镇，这些T淋巴细胞就像受过严格训练且长期驻扎在本地的警察，一旦发现癌变的苗头，就能立刻出手，在肿瘤形成之前就把异常细胞清除掉。 最后，对超过1000例三阴性乳腺癌女性进行分析，全部分析对象均已生育。母乳喂养女性与未母乳喂养女性相比，生存率显著较高，而且肿瘤内CD8阳性T淋巴细胞显著较多，该保护作用可以持续几十年。该保护机制的关键，不仅怀孕本身，还包括母乳喂养以及后续乳腺复旧的完整流程。这意味着，年轻时的生育和母乳喂养经历，可能为女性提供长达半生的免疫保护。 因此，这些涵盖临床前模型和超过1000例患者样本的发现，共同为生育和母乳喂养如何影响乳腺癌免疫力提供了新的认识，首次将CD8阳性T淋巴细胞定位为生育和母乳喂养预防乳腺癌的关键因素，并为预防和治疗乳腺癌提供了新的策略。 对此，美国斯坦福大学从事乳腺癌治疗和研究的肿瘤学家朱莉娅·兰索霍夫表示：该研究利用来自小鼠和人类的创新数据，表明母乳喂养和复旧可导致乳腺组织产生由CD8阳性T淋巴细胞产生的抗肿瘤免疫力，可引起三阴性乳腺肿瘤缩小。对于人类，这些免疫细胞在婴儿出生后可保留数十年。但是，一些重要的问题仍然存在，例如找出靶向这些T淋巴细胞的蛋白质、免疫细胞如何扩增并持续存在多年及其与激素敏感乳腺癌的关系，这些发现也可能对肿瘤免疫治疗具有重要意义。 人们无法或不愿进行母乳喂养的原因有很多，包括医疗限制、缺乏母乳喂养支持、职场障碍以及个人偏好。此外，越来越多的女性选择不生娃。了解抗癌免疫机制的运作方式有可能使这些女性获益，因为该工作可能有助于开发预防乳腺癌的疫苗。我们想了解T淋巴细胞对什么做出反应，因为这意味着我们或许可以制定模拟这种反应的策略。该研究打开了一扇新的大门，告诉我们癌症预防不一定总要靠吃药或手术，激活并调动人体自身免疫力可能是更根本、更长效的预防策略。未来，科学家们或许可以模仿生娃喂奶这个自然过程研发出疫苗，在不经历怀孕的情况下也能在乳腺诱导出这种T淋巴细胞，这对于高风险人群和所有女性而言，将是革命性的。 该研究也为女性生育选择提供了新的科学视角，这不仅仅是关于生不生，更是关于如何生。如果条件允许，完成母乳喂养，不仅是为了孩子的健康，也是为自己投资一份长期的健康保险。这让我们对身体的付出有了更深的理解：我们的身体，比我们想象的更懂得论功行赏，身体像最精密的公司，要求我们必须完成全部关键绩效指标，才给我们发放全额奖励。乳房经历完整的生娃、喂奶、复旧后，就像土地经过次彻底的翻耕和施肥，不仅是为了当季的庄稼，更重要的是改良了土壤的本身结构，清除了潜在的杂草种子，并留下一支强大的常驻生态维护队，让这片土地在未来很长一段时间里，都难以滋生新的杂草。这也颠覆了我们过去对身体的很多看法，我们常常把生娃和喂奶看作是牺牲和付出，但是该研究揭示身体的设计是公平的，在为下一代付出的同时，身体也偷偷给我们准备了丰厚的回报，这是利他与利己在生命最底层逻辑上的统一。生命的设计环环相扣，充满了远见和智慧！ Nature. 2025 Oct 20. IF: 48.5 Parity and lactation induce T cell mediated breast cancer protection. Virassamy B, Caramia F, Savas P, Harris MA, Pan JW, Wang J, Brown E, O'Malley MMR, van Geelen CT, Hun M, Burn TN, Sant S, Ballan JD, Kay J, Lara Gonzalez LE, Clarke K, Aw Yeang HX, Idrizi R, Jana M, Challice DJ, Salgado R, Thorne H; kConFab consortium; Poliness C, Nightingale S, Teo SH, Speed TP, Visvader J, Neeson PJ, Darcy PK, Mackay LK, Loi S. Peter MacCallum Cancer Centre, Melbourne, Australia; The University of Melbourne, Melbourne, Australia; The Walter and Eliza Hall Institute of Medical Research, Parkville, VIC, Australia; Royal Children's Hospital, Melbourne, VIC, Australia; Prince of Wales Hospital, Randwick, NSW, Australia; Westmead Hospital and Westmead Institute for Cancer Research, Westmead, NSW, Australia; QIMR Berghofer Medical Research Institute, Herston, QLD, Australia; Silverton Place, 101 Wickham Terrace, Brisbane, QLD, Australia; The Royal Melbourne Hospital, Parkville, VIC, Australia; Austin Health, Heidelberg/Melbourne, VIC, Australia; NSW Breast Cancer Institute, Westmead, NSW, Australia; The University of Queensland, St Lucia/Herston, QLD, Australia; ICON Cancer Care, Hobart, TAS, Australia; Royal Prince Alfred Hospital, Camperdown, NSW, Australia; Garvan Institute of Medical Research / The Kinghorn Cancer Centre, Darlinghurst, NSW, Australia; Royal Hobart Hospital, Hobart, TAS, Australia; Specialist Breast Cancer Surgery, Richmond, VIC, Australia; The University of Sydney, Camperdown, NSW, Australia; St Vincent's Hospital, Sydney, NSW, Australia; St John of God Subiaco Hospital, Subiaco, WA, Australia; Liverpool Hospital, Liverpool, NSW, Australia; Royal North Shore Hospital, St Leonards, NSW, Australia; Monash University, Clayton, VIC, Australia; University of Queensland Medical School, Herston, QLD, Australia; Royal Adelaide Hospital, Adelaide, SA, Australia; Royal Brisbane and Women's Hospital, Herston, QLD, Australia; Wollongong Hospital, Wollongong, NSW, Australia; Monash Medical Centre, Clayton, VIC, Australia; Western Health, Footscray, VIC, Australia; UNSW Sydney, Kensington, NSW, Australia; University of Western Australia, Perth, WA, Australia; The Gene Council, North Perth, WA, Australia; John Hunter Hospital, Newcastle, NSW, Australia; Cancer Research Malaysia, Subang Jaya, Malaysia; GZA-ZNA Hospitals, Antwerp, Belgium; Wellington Hospital, Wellington, New Zealand; Auckland City Hospital / University of Auckland, Auckland, New Zealand; Canterbury Health Laboratories, Christchurch, New Zealand; Christchurch Hospital, Christchurch, New Zealand; Imperial College London, London, UK. Parity and breastfeeding reduce the risk of breast cancer, particularly triple-negative breast cancer (TNBC), yet the immunological mechanisms underlying this protection remain unclear. Here, we show that parity induces an accumulation of CD8+ T cells, including cells with a tissue-resident memory (TRM)-like phenotype within human normal breast tissue. In murine models, pregnancy followed by lactation and involution drove the accumulation of CD8+ T cells in the mammary gland, coinciding with reduced tumour growth and increased intratumoural immune cell infiltration, effects that were abrogated by CD8+ T cell depletion. Importantly, this CD8+ T cell dependent tumour control was only observed following a complete cycle of lactation and involution. Consistent with this, primary TNBCs from parous women exhibited greater T cell infiltration and improved clinical outcomes. Together these findings, spanning preclinical models and over 1000 patient samples, provide new insight into how reproductive history shapes breast immunity, positioning CD8+ T cells as key mediators of parity-associated protection and informing novel strategies for both prevention and treatment of breast cancer. PMID: 41115453 DOI: 10.1038/s41586-025-09713-5 Nature. 2025 Oct 20. IF: 48.5 Breastfeeding boosts immune cells that protect against breast cancer. Vartan S. PMID: 41116132 DOI: 10.1038/d41586-025-03419-4 （来源：SIBCS） 声 明 凡署名原创的文章版权属《肿瘤瞭望》所有，欢迎分享、转载。本文仅供医疗卫生专业人士了解最新医药资讯参考使用，不代表本平台观点。该等信息不能以任何方式取代专业的医疗指导，也不应被视为诊疗建议，如果该信息被用于资讯以外的目的，本站及作者不承担相关责任。