纽约——肿瘤学家霍华德·范恩博士估计，在他30年的职业生涯中，他治疗了大约20000名患有胶质母细胞瘤的患者，这是最致命的脑癌形式，“几乎所有患者都去世了。”他上个月接诊的100名新确诊的胶质母细胞瘤患者中，“五年后只有三人会存活，”他说。
本月在纽约市威尔康奈尔医学院的办公室里的一次谈话中，范恩列举了更多令人沮丧的数据，例如针对胶质母细胞瘤的实验性药物的多次失败的临床试验；例如，胶质母细胞瘤患者的预期寿命从1990年的12个月微弱增加到今天的15个月；例如，关于胶质母细胞瘤如何生长以及如何在小鼠中研究它们的（事后看来）愚蠢的假设。然后，59岁的范恩停顿了几秒钟。
“我作为这个领域的老人，我的立场是，必须有人开始做一些不同的事情，”他说。他认为，“不同的事情”很可能就是人类微型大脑。
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自从生物学家发现如何创建这些“脑类器官”以来，在短短三年时间里，这种扁豆大小的结构已经席卷了神经科学界。从奥地利科学家开发的配方开始，从日本和中国到欧洲和北美的研究人员都在实验室培养皿中播种人类干细胞，添加特殊的分子——许多实验室，就像辣椒厨师一样，都有自己的秘密配方——使干细胞转化为各种脑细胞。然后，他们将培养皿放入称为生物反应器的特殊腔室中，这些腔室保持培养皿温暖，并以类似于子宫的轻柔运动，鼓励细胞形成带有工作神经元和许多其他全尺寸人脑特征的球状物。
大多数制造微型大脑的研究人员希望它们能揭示自闭症和癫痫等神经发育障碍、精神分裂症等精神疾病以及阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病的病因。范恩是少数使用类器官研究脑癌的科学家之一，他希望通过在包含癌症患者实际肿瘤细胞的微型大脑中筛选药物，将胶质母细胞瘤的治疗个性化到一个前所未有的程度。
他一直对肿瘤学的肮脏秘密感到绝望：当科学家将人类胶质母细胞瘤的片段移植到小鼠大脑中时，这是标准的研究方法，但结果并不能模仿发生在人体中的情况。一个问题是，小鼠大脑与人类大脑非常不同。另一个问题是，移植的肿瘤片段的行为与实际人脑中的癌症完全不同，范恩及其同事在2006年报告说：现实生活中的胶质母细胞瘤之所以会生长、扩散和抵抗治疗，是因为它们含有所谓的肿瘤干细胞，但肿瘤干细胞在实验室中生长不良，因此不会被移植到那些小鼠的大脑中。
实验室培养皿和小鼠大脑中的胶质母细胞瘤是假的，是小小的波将金村庄，每个人都认为它们是人类胶质母细胞瘤的忠实复制品，但由于缺乏肿瘤干细胞，它们根本不是。特别是，放入小鼠大脑的肿瘤的侵袭性远不如患者的胶质母细胞瘤，后者会向整个大脑发送数百个侵袭性肿瘤细胞和致命的小触须，甚至超出外科医生的触及范围。
难怪生物学家从他们的胶质母细胞瘤细胞培养物和胶质母细胞瘤小鼠身上学到的东西与实际患者的胶质母细胞瘤大多无关。难怪在小鼠身上根除胶质母细胞瘤的实验性化合物在人体身上失败了。
美国国立卫生研究院的拉维·巴萨瓦帕说，“小鼠模型不能重现人类疾病”，该机构授予范恩12项先锋奖之一，以表彰其“异常大胆”、高风险且可能产生高影响的研究。“希望（范恩的类器官）将是一条有希望的前进道路。”
2014年，范恩阅读了引发脑类器官革命的论文。它解释了生物学家如何诱导人类干细胞发育成人类大脑的惊人逼真的微缩模型。
“这正是我们需要的东西，”范恩回忆说。他给作者打了电话，获得了更多关于他们类器官配方的细节。“我们胡乱尝试了不同的东西，”他说，在经历了一些错误的开始之后——他们没有使用正确的脑细胞制造成分，所以干细胞发育成微型胰腺和结肠——它成功了。
“在六周内，我们现在有了一个具有成熟人脑六个皮质层中的三个皮质层的脑类器官，”他说。它们甚至诞生了能产生电活动并形成回路的特殊神经元。
现在，他和他的团队正在将人类脑肿瘤的细胞放入类器官中，这些类器官已经达到了20周大的人类胎儿的发育和复杂程度，以观察它们是否重演了患者身上发生的情况。
根据他未发表的研究结果，当他将患者的胶质母细胞瘤细胞放入含有脑类器官的实验室培养皿中时，这些细胞会附着在类器官表面，钻入其中，并在24至48小时内生长成一个肿块，最终“看起来与患者自身大脑中发生的情况完全一样，”范恩说。
一方面，微型肿瘤会发芽微管，这些微管连接单个肿瘤细胞，似乎是胶质母细胞瘤对化疗和放疗产生耐药性的原因。另一方面，脑类器官中的肿瘤“模仿了”患者自身癌症的生长距离和速度，“以及它的破坏性，”范恩说。“肿瘤干细胞会在两周内杀死类器官。”
他的团队的第一个脑类器官是由健康人的细胞创建的。但是，在过去的一个月左右，他们一直在用胶质母细胞瘤患者的脑细胞来制造它们。“我们需要让（肿瘤）干细胞在更像患者大脑的环境中生长，”他说。有什么比从她自己的细胞中生长出来的，因此包含与她相同的DNA的微型大脑更“像”患者自己的大脑呢？
如果他能获得资金并清除监管障碍，范恩将从个别胶质母细胞瘤患者身上培养数百个脑类器官，并让这些类器官患上癌症。然后，他将添加实验性化合物或已批准的药物，包括那些看似与心脏病或酗酒等无关的疾病的药物，看看他是否可以拯救原本注定失败的微型大脑。
范恩今年获得了联邦政府的批准，可以对一位他描述为“人脉广泛”的患者进行此类药物筛选，从她的细胞中创建一个类器官，并在其中添加她的肿瘤碎片，希望通过不断尝试药物，直到有一种药物消灭了类器官的癌症。然而，她的胶质母细胞瘤太晚期了，她在绝望的实验能找到任何潜在有效的药物之前就去世了。
似乎是因为没有现有药物可以治愈胶质母细胞瘤，范恩寻找一种可以根除脑类器官中癌症的化合物的努力肯定是徒劳的。但有一件事除外。即使实验性药物在临床试验中失败，通常也会有一两个患者——也许是50分之一，他说——他们的癌症停止生长甚至消失，至少是暂时的。这表明存在超级罕见的“独角兽”患者，他们独特的胶质母细胞瘤和独特的大脑，具有其特征性的免疫系统和遗传特征，可能对一种或多种药物的组合很脆弱，而这种药物总体上不起作用。
没有哪个胶质母细胞瘤患者能够经受住数百次孤注一掷的尝试，以从数千种可能帮助她的可能性中找到药物。但她的脑类器官可能会。