综述：从三维角度解析癌症：模型、机制及个性化治疗方案

摘要

三维（3D）癌症模型，尤其是患者来源的类器官（PDOs），通过更好地再现肿瘤的生理结构和患者特有的异质性，解决了传统临床前系统的关键局限性，这些传统系统包括二维（2D）单层培养和患者来源的异种移植（PDXs），从而彻底改变了肿瘤学研究。我们概述了这些互补的技术体系，从高保真的PDOs和可扩展的球状体到通过共培养、器官芯片（organ-on-a-chip）和3D生物打印技术重建肿瘤微环境（TME）的工程系统。除了基础生物学研究之外，这些工具还在推动功能性精准医学的发展，其中PDOs能够预测临床药物反应，并通过生理相关的筛选加速药物发现。它们的一个核心优势在于其在模拟治疗耐药性方面的无与伦比的实用性，可以诱导和多组学分析耐药克隆，解析由基质介导的保护机制，并测试合理的联合疗法以克服疾病复发。尽管在标准化和完全整合肿瘤微环境方面存在挑战，但3D模型与单细胞组学、CRISPR筛选和人工智能的结合预示着预测肿瘤学的一个新时代。最终，对这些模型的严格验证和临床转化有望弥合实验室研究与临床应用之间的差距，实现真正个性化且有效的癌症治疗方法。