1、课题来源与背景： “基于循环肿瘤细胞-类器官培养模型的难治性乳腺癌精准医疗研究”（简称“本项目”）来源于广东省科学技术厅2020年粤港澳联合创新领域计划，项目编号：2020A050515005。本项目完成了两种不同的CTC捕获方法的开发优化及其自动化CTC捕获设备的开发，同时通过活细胞的捕获和体外三维（3D）培养，完成肿瘤细胞-类器官（PDO）模型的建立及分子分析、抗肿瘤药物敏感性测试等研究内容，取得了较好的研究进展和成果并完成了所有研究内容和考核指标。本项目为乳腺癌症患者的个体化治疗提供新的思路和新靶点并有效推动粤澳深度合作和交流，具有示范作用。

    2、研究目的与意义： 恶性肿瘤/癌症是一类严重威胁患者生命健康的疾病，患者之间往往存在显著的个体差异，这给癌症的治疗带来了巨大的挑战。针对不同癌症患者各自的遗传学及病理学特征开发个体化治疗手段（即精准医疗）将极大地改善该疾病的治疗效果。本项目以乳腺癌患者的血液及肿瘤组织样本为基础，通过开发全自动的CTC捕获方法及设备，建立体外肿瘤细胞-类器官模型来开展一系列研究，为乳腺癌患者的预后判断及个体化治疗提供新思路和新靶点。

    3、主要论点与论据： 本项目通过筛选出四种高效价抗体组合，利用混合捕获抗体捕获循环肿瘤细胞，避免使用单一或少数细胞表面抗原的组合纯化而造成的CTC漏检现象，突破目前CTC捕获效率低、纯度差、数量少的技术瓶颈。项目成功开发出正负向自动化捕获方法和适用于两种捕获方法的自动化设备，实现CTC正负向捕获高效富集分离和捕获适用于体外3D类器官培养的CTC；自动化CTC富集分离设备完成了样本连续自动化操作架构的设计，实现自动加载样本、细胞分离、高效回收、免疫荧光染色等一系列操作，减少人工操作，极大地提高检测稳定性和重复性；同时，本项目成功开发出基于乳腺癌细胞和组织建立PDOs的方法，并通过对类器官DNA测序分析以及药敏测试等实验为难治性乳腺癌的精准医疗做出了有益探索，为乳腺癌症患者的个体化治疗提供新的思路。

    4、创见与创新： （1）同时开发正负向自动化捕获方法及其设备，极大提高捕获及检测效率 本项目成功开发并优化乳腺癌正负向两种不同的CTC捕获方法，结合微流控鞘流及免疫磁珠等技术，验证不同的CTC捕获技术及对应自动化设备方案，以捕获到患者血液中数量稀少的CTC，避免使用单一或少数细胞表面抗原的组合纯化而造成的CTC漏检现象。此外，本项目所开发的自动化CTC富集分离设备（正负向一体机）样机设计了样本连续自动化操作架构，可实现自动加载样本、细胞分离、免疫荧光染色等一系列动作，减少人工操作，极大提高检测稳定性和重复性。 （2）建立乳腺癌肿瘤组织-类器官模型，为难治性乳腺癌的精准治疗研究提供一种重要工具 本项目通过循环肿瘤活细胞培养条件的研究，同时开展对取自于乳腺癌患者的肿瘤组织及CTC进行PDO的培养研究，两种样本类型互相补充，成功构建出乳腺癌肿瘤组织-类器官模型，为难治性乳腺癌的精准治疗研究提供一种重要工具。 （3）对乳腺癌肿瘤组织-类器官进行多维度分子及药敏分析，为乳腺癌症患者的个体化治疗提供新的思路和新靶点 本项目充分结合CTC取样便捷、无创且可以多次取样的优势以及PDO可以很好地在基因水平和组织病理学层面维持肿瘤细胞在体特征的特点，从全外显子测序、单细胞测序分析等分子分析和抗肿瘤药物敏感性测试等方面进行分析，整合肿瘤细胞基因突变以及药物敏感性等多维度信息，从而为乳腺癌症患者的个体化治疗提供新的思路和新靶点。

    5、社会效益： （1）圣美生物与澳方参与单位澳门大学及中山大学附属第一医院在本项目申报前期已建立了良好的合作伙伴关系，在粤港澳大湾区科技产业创新规划下，圣美生物牵头发起并建立了集基础研究、成果转化及技术开发为一体的“粤港澳液态活检联合研究中心”。通过本项目的开展，进一步加强了粤澳深度合作、成果转化和粤澳两地高端人才交流和培养，对于粤港澳大湾区科技创新资源的融合和发展起到了积极的推动和示范作用。 （2）通过本项目的开发，可通过药物筛选指导临床治疗方案的确定和优化，进一步证实治疗的有效性，项目研究成果对癌症精准医疗方案的制定具有指导意义，项目在临床上具有潜在的巨大社会效益和经济效益。