类器官指实验室中由组织特异性细胞培养的三维微细胞集合体。它们具有模仿原始组织特征的能力，如从肿瘤中提取细胞，那么他们就可以生长出具有原始肿瘤特征的癌症类器官。癌症的精确治疗就是通过实验数据为每位患者制定更好的治疗方案，其中最理想的方法就是使用源自患者的癌症类器官，将药物对其产生的作用进行监测，从而评估药物疗效，再将有效的药物提供给患者。当前使用的信息收集方法存在信息有限或器官破坏的缺点。近日，美国威斯康星大学及Morgridge 研究所的研究人员开发出一种无损癌症类器官样品的测量药物治疗反应的新方法。研究的相关结果于2021年3月22日发表在《Journal of Biomedical Optics》期刊上。

该研究拟利用宽场单光子氧化还原成像来分割和跟踪单个患者衍生的癌症类器官（PCO），以提取药物治疗反应的形态学和代谢变量。研究人通过大肠PCO 实验对上述设想进行验证，该实验采用宽场单光子落射式荧光显微镜观察内源性荧光团烟酰胺二核苷酸（NADH）、烟酰胺二核苷酸磷酸（NADPH）及黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）的氧化还原成像，通过自动图像分析工具跟踪48 h内多个时间点的PCO的变化，捕获每个PCO光学氧化还原比（ORR）、类器官面积等量化的变量，从而监测PCO的代谢状态和形态，以评估2个大肠PCO系中的药物反应。实验结果显示已知的抗癌药物改变PCO代谢物的氧化还原信号，从而提示细胞生长速率降低。

上述方法可以对PCO 中的药物反应进行非破坏性监测，快速提供药物在PRO 中活动相关的大量信息，适合用于药物对大量类器官有效性的评价。