Cancer research
非标记光学氧化还原成像技术用于评估患者来源类器官治疗反应
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该研究开发了一种基于非标记宽场光学氧化还原成像（WF ORI）的方法，结合前沿分析技术，显著提高了患者来源结直肠癌类器官（PDCO）药物反应评估的灵敏度和可重复性。相比传统的双光子成像，该方法更快速且设备通用，适合临床前药物开发和个性化医疗场景。
文献概述
本文《Wide-Field Optical Redox Imaging with Leading-Edge Detection Enables Assessment of Treatment Response and Heterogeneity in Patient-Derived Cancer Organoids》，发表于《Cancer research》杂志，回顾并总结了利用宽场光学氧化还原成像（WF ORI）结合前沿分析技术，实现患者来源结直肠癌类器官治疗反应评估的研究成果。该研究通过测量代谢辅酶NAD(P)H和FAD的自体荧光，定义光学氧化还原比率（ORR），并开发了隔离信号的分析工具，以提高成像的灵敏度和重复性。
背景知识
患者来源类器官（PDCO）是精准医疗中的重要工具，用于模拟患者肿瘤的分子和代谢特征，支持个性化药物筛选。然而，传统方法在评估类器官药物反应时受限于其破坏性及低通量，无法有效捕捉类器官异质性。氧化还原状态作为细胞代谢的标志，其变化可早于形态学改变，为早期药效评估提供可能。本研究通过宽场成像和分析优化，解决了现有方法的局限性，为快速、非标记评估提供新路径，同时结合机器学习预测突变驱动的类器官代谢差异，为临床试验和药物开发提供支持。此外，该方法在评估靶向治疗耐药性方面优于传统直径测量，具有显著转化潜力。
研究方法与实验
研究团队使用WF ORI技术，在标准宽场显微镜下测量NAD(P)H和FAD的自体荧光强度，计算光学氧化还原比率（ORR = NAD(P)H / (NAD(P)H + FAD)）以评估代谢状态。通过手动分割PDCO并进一步定义32μm的前沿区域（去除核心非活性区），结合背景归一化方法，提升测量稳定性。此外，采用随机森林分类器，基于ORR、NAD(P)H和FAD强度预测PDCO突变状态（野生型 vs. KRAS+PIK3CA双突变）。
关键结论与观点
研究意义与展望
本研究为PDCO的高通量药效评估提供了一种非标记、快速且可重复的成像框架，有望在临床前药物筛选和患者个体化治疗管理中广泛应用。未来研究可进一步验证该方法在更多突变类型和癌症模型中的适用性，并结合多组学数据提升预测精度。
结语
本研究确立了宽场光学氧化还原成像（WF ORI）结合前沿分析在患者来源结直肠癌类器官中的实用性。通过非标记代谢成像，该方法在48小时内快速评估治疗反应，并有效识别具有不同突变特征的类器官亚群，为个性化医疗提供新工具。相比传统双光子成像，WF ORI设备通用性高，适合在多数研究和临床实验室推广。该技术在评估PDCO异质性、预测耐药突变方面具有显著优势，可提升药物筛选效率。此外，其在纵向监测和多条件比较中展现出良好的可重复性，为未来大规模类器官研究奠定基础。尽管该研究基于有限的患者样本，后续仍需扩大队列以验证其普适性，但该方法已展现出在精准医学中的巨大潜力。
