来源：Advanced Science 发布时间：2026/10/21 10:39:39

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从单细胞到器官芯片：Advanced Portfolio精准医学专题带你纵览前沿进展

为庆祝Wiley向生命健康与环境科学重点领域进行战略拓展，Advanced Portfolio重磅推出精准医学领域线上专题精选合集。本合集涵盖单细胞与多组学分析、遗传因果推断、肿瘤免疫分型、患者来源类器官、三维疾病模型、器官芯片与微流控药物筛选、人工智能辅助研究、基因编辑、智能生物传感及靶向纳米递送等前沿方向，集中展现精准医学从疾病机制解析和生物标志物发现，到个体化药物筛选、精准治疗、实时监测与临床转化的最新进展。

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https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/toc/10.1002/(ISSN)9999-0053.precision-medicine

2.Integrating Single-Cell Transcriptome-Wide Mendelian Randomization and Differentially Expressed Gene Analyses to Prioritize Dynamic Immune-Related Drug Targets for Cancers

作者：Jie Zheng, Qian Yang, Haoyu Liu, Huiling Zhao, Shuangyuan Wang, Yi Liu, Xueyan Wu, Yilan Ding, Hui Ying, Youqiu Ye, Xi Huang, Lei Ye, Ruizhi Zheng, Hong Lin, Mian Li, Tiange Wang, Zhiyun Zhao, Min Xu, Yi Duan, Hao Guo, Zhongshang Yuan, Philip Haycock, George Davey Smith, Richard M Martin, Guang Ning, Fang Hu, Weiqing Wang, Tom R. Gaunt, Jieli Lu, Yufang Bi

First published: 11 November 2025

https://doi.org/10.1002/advs.202507451

受证据三角验证理念启发，本研究开发了一种新的敏感性分析方法——MR-DEG。该方法将差异表达基因（DEG）结果作为附加证据，用于降低多效性对分析结果的影响，并增强孟德尔随机化（MR）因果效应估计的可靠性。以动态单细胞表达数量性状位点（eQTL）为例，研究表明，MR-DEG可将约35%原本提示存在潜在多效性的MR估计重新识别为更可能具有因果关系的结果。进一步通过整合MR-DEG与遗传学、基因组学、生物学及临床试验证据，研究最终优先筛选出8个具有癌症预防潜力的靶基因。

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3.Integrative Multi-Omics Analysis Uncovers Immunological Phenotypes Predictive of Combinatorial Immunotherapy Response in Gastric Cancer

作者：Jianchao Wang, Wenfang Zhang, Jiyang Zhang, Chenhui Zhao, Wei Zhang, Menghan Fang, Fangfang Chen, Zhida Wu, Xiaoya Xu, Ziqing Yu, Qiong Zhu, Yi Shi, Dadong Zhang, Xiaofeng Chen, Gang Chen

First published: 13 November 2025

https://doi.org/10.1002/advs.202514482

当前对胃癌免疫特征的认识仍不充分，在一定程度上限制了免疫治疗疗效的进一步提升。本研究提出了一种新的肿瘤免疫微环境分类体系，将胃癌分为炎症型（Inflamed）、免疫荒漠型（Desert）和免疫排斥型（Excluded），推动胃癌分型由传统的组织病理学或分子分型进一步转向具有功能意义的免疫学框架。该分类方法有助于识别可能从联合免疫治疗中获益的“冷肿瘤”患者，并为胃癌精准治疗提供了潜在的生物标志物分层框架。

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4.A Novel 3D High-Throughput Phenotypic Drug Screening Pipeline to Identify Drugs with Repurposing Potential for the Treatment of Ovarian Cancer

作者：Nazanin Karimnia, Amy L. Wilson, Brittany R. Doran, Jennie Do, Amelia Matthews, Gwo Y. Ho, Magdalena Plebanski, Thomas W. Jobling, Andrew N. Stephens, Maree Bilandzic

First published: 20 March 2025

https://doi.org/10.1002/adhm.202404117

卵巢癌具有较高的复发率和治疗耐药性，因此亟需开发新的治疗策略。本研究建立了一套基于三维肿瘤球（3D spheroids）的高通量药物筛选流程，并发现其筛选结果与传统二维（2D）模型的一致性较低，提示3D模型可能更能反映肿瘤的真实药物反应。基于该筛选体系，研究鉴定出雷帕霉素这一具有潜力的候选药物。进一步研究显示，雷帕霉素与顺铂联合应用后，在体外和体内均表现出显著的抗肿瘤效果，表明药物再利用策略在卵巢癌治疗中具有较大的应用潜力。

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5.Patient-Derived Bladder Cancer Organoids as a Valuable Tool for Understanding Tumor Biology and Developing Personalized Treatment

作者：Hongda Zhao, Na Lin, Vincy Wing Sze Ho, Kang Liu, Xuan Chen, Hongwei Wu, Peter Ka-Fung Chiu, Linda Huang, Zahra Dantes, Ka-Leung Wong, Ho-Fai Chau, Ivan Ching-Ho Ko, Chris Ho-Ming Wong, David Ka-Wai Leung, Steffi Kar-Kei Yuen, Dinglan Wu, Xiaofan Ding, Chi Fai Ng, Jeremy Yuen-Chun Teoh

First published: 07 February 2025

https://doi.org/10.1002/advs.202414558

本研究建立了首个以亚洲人群为基础的膀胱癌患者来源类器官（PDOs）生物样本库，并证实这些PDOs能够较为准确地保留其来源肿瘤的主要生物学特征。药物筛选结果显示，不同PDO对化疗药物和靶向治疗表现出显著差异化的敏感性，这些结果进一步通过PDO异种移植模型以及患者实际临床结局得到验证。遗传特征分析进一步识别出若干与标准化疗应答相关的关键基因。此外，共培养模型还显示，PDOs可用于模拟和研究肿瘤微环境，为探索膀胱癌个体化药物反应及精准治疗策略提供了具有潜力的研究平台。

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6.One-Step Drug Screening System Utilizing Electrophysiological Activity in Multiple Brain Organoids

作者：Hyogeun Shin, Yeonjoo An, Ju-Hyun Lee, Ji Hun Kim, Renuka Prasad, Keun-Tae Kim, Hoon-Chul Kang, Woong Sun, Seung-Woo Cho, Il-Joo Cho

First published: 12 September 2025

https://doi.org/10.1002/advs.202504913

本研究开发了一种一体化平台，可向脑类器官施加不同剂量的药物刺激，并利用集成式三维微电极同步监测其神经活动。该系统将剂量特异性的微流控给药与高分辨率电生理记录相结合，可对多个脑类器官的神经反应进行同步、实时筛选。该平台具有较好的可扩展性，可为临床前药物筛选及神经系统药效评价提供有力的技术工具。

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7.Tumor-on-Chip Platforms for Precision Oncology: Bridging Tumor Heterogeneity and Preclinical Drug Testing

作者：Chiao-Min Lin, Hsuan-Yu Steven Mu, Ching-Tso Chen, Jen-Huang Huang

First published: 08 February 2026

https://doi.org/10.1002/adhm.202505347

本综述重点介绍了肿瘤芯片（tumor-on-chip）技术作为连接临床前模型与临床验证的转化桥梁。传统临床前模型受物种差异、肿瘤异质性不足以及实验周期较长等因素限制，而临床验证阶段又面临患者个体差异显著和多维数据整合复杂等挑战。通过重建肿瘤异质性并整合具有生理相关性的关键参数，肿瘤芯片平台有望提高肿瘤药物研发的预测性、人体相关性和整体效率，从而为更精准、更高效的抗肿瘤药物开发提供新的技术路径。

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8.Design of Safe and Efficient Adenine Base Editors via Protein Language Model Screening for Osteoarthritis Treatment

作者：Jiawei Yao, Dalin Chen, Ziyi Zhang, Jingxuan Ren, Chengcheng Zhao, Shengfang Wang, Mengyu Shang, Dawei Jiang, Yinuo Li, Suan Tang, Kai Li, Xiaohui Zhang, Xiaogang Wang

First published: 29 April 2026

https://doi.org/10.1002/advs.202519807

本研究利用人工智能辅助设计了一种更安全、精准的腺嘌呤碱基编辑器RDLot-ABE。与高效但脱靶风险较高的ABE8e相比，RDLot-ABE具有更窄的4 nt编辑窗口，并显著降低DNA脱靶编辑活性。进一步研究显示，利用RDLot-ABE靶向抑制Fscn1可减轻人源骨关节炎软骨外植体的软骨退变；在小鼠骨关节炎模型中，关节腔内递送RDLot-ABE同样能够有效延缓疾病进展。上述结果表明，RDLot-ABE具有较高的安全性与编辑精度，并进一步拓展了碱基编辑技术在骨关节炎基因治疗中的应用潜力。

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9.Engineering Complexity: Advances in 3D Breast Cancer Models for Precision Oncology

作者：Wonwoo Jeong, Sang Jin Lee

First published: 04 September 2025

https://doi.org/10.1002/adhm.202503104

与肿瘤微环境中复杂的生物学和细胞相互作用高度相似的乳腺癌体外模型，有望进一步提升我们对肿瘤进展、免疫系统行为以及治疗耐药机制的认识。这些信息对于开发个体化乳腺癌治疗策略具有重要意义。

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10.Advanced Microfluidics for Single Cell-Based Cancer Research

作者：Adriana Carneiro, Marta Aranda Palomer, Margarida Esteves, Carolina Rodrigues, José Maria Fernandes, Francisca Oliveira, Alexandra Teixeira, Carlos Honrado, Lorena Dieguez, Sara Abalde-Cela, Miguel Xavier

First published: 11 July 2025

https://doi.org/10.1002/advs.202500975

前沿微流控平台正推动单细胞肿瘤研究快速发展。本综述重点介绍了从液滴微流控到肿瘤芯片（tumor-on-chip）等先进技术，这些平台可实现功能性和空间维度的单细胞分析。通过整合生物传感、免疫组分及患者来源材料，这些系统能够更深入地揭示肿瘤异质性及治疗应答差异，并为个体化精准医学的发展提供新的技术基础。

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11.Proteome-Wide Mendelian Randomization Identifies Candidate Causal Proteins for Cardiovascular Diseases

作者：Chen Li, Nicolas De Jay, Shan-Shan Zhang, Xin Fang, Supriya Sharma, Katrina A. Catalano, Venkatesh Sridharan, Zhaoqing Wang, Lei Zhao, Joseph D. Szustakowski, Ching-Pin Chang, Joseph C. Maranville, Emily R. Holzinger, Erika M. Kvikstad

First published: 10 March 2025

https://doi.org/10.1002/ggn2.202500003

本研究采用基于人类遗传学的方法，系统评估了2940种血浆蛋白与19种心血管疾病（CVD）之间的因果关系。结果共鉴定出218种其血液水平可能影响心血管疾病风险的蛋白，其中约一半为此前未报道的新发现，并且大部分结果在独立队列中得到验证。部分候选蛋白还表达于心肌细胞中，提示其可能成为心血管疾病干预的新型潜在靶点。

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12.Nanobody-Conjugated Theranostic Prodrug Targeting αvβ3 Integrin Enables Precision Cancer Therapy With Real-Time Imaging

作者：Sanu Karan, Hyunseung Lee, Rema Naskar, Mi Young Cho, Hye Sun Park, Eun Hee Han, Soumyadip Hore, Sun Hee Cho, Truc Ngoc Kim Lam, Taewoong Son, Tae Jung Park, Inkyu Hwang, Jonathan L. Sessler, Kwan Soo Hong

First published: 20 April 2026

https://doi.org/10.1002/adhm.202505197

该研究展示了一种靶向肿瘤相关αvβ3整合素的纳米抗体偶联诊疗一体化前药平台（NBD）。NBD系统通过纳米抗体介导的特异性肿瘤识别实现靶向递送，并利用谷胱甘肽（GSH）响应性二硫键断裂触发多柔比星释放，同时引入基于aza-BODIPY的近红外荧光成像模块，实现治疗过程的实时可视化监测。该多功能设计集精准药物递送、肿瘤选择性激活与影像引导监测于一体，为精准肿瘤治疗提供了具有潜力的诊疗一体化策略。

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13.Engineering Tertiary Lymphoid Structures: Nanomedicine, Bioengineering, and Biomaterials for Precision Immunotherapy

作者：Shaza Karaman, Mei ElGindi, Jeremy Teo

First published: 16 January 2026

https://doi.org/10.1002/anbr.202500220

本综述系统阐述了如何利用生物材料和纳米颗粒诱导或调控三级淋巴结构（TLSs）。TLSs是在慢性疾病和肿瘤等情况下形成于非淋巴组织中的异位免疫组织，可作为局部免疫反应的重要枢纽。文章通过比较不同构建策略，总结了用于模拟TLSs或重现其关键结构特征的设计原则，包括B/T细胞区域化分布以及滤泡树突状细胞网络的构建等，为TLSs的工程化建模及相关免疫调控研究提供了重要参考。

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14.Primary Human Tissue Models for Metabolic Dysfunction-Associated Liver Disease -toward Streamlining Drug Discovery with Patient-Derived Assays

作者：Sonia Youhanna, Nayere Taebnia, Yingxin Liang, Ningtao Cheng, Yi Wang, Maurice Michel, Volker M. Lauschke

First published: 07 November 2025

https://doi.org/10.1002/adbi.202500337

本综述对当前脂肪性肝病人源体外模型的发展现状进行了系统且批判性的梳理，涵盖肝细胞球、类器官、器官芯片、生物打印肝组织构建体以及精密肝切片等多种模型。文章重点评估了这些模型在忠实模拟代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）及代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）不同疾病阶段方面的适用性，并讨论了各类模型与不同研究和应用场景之间的匹配性。

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15.Evolution of Prime Editing: Enhancing Efficiency and Expanding Capacity

作者：Jihyeon Yu, Ju-Chan Park, Heesoo Uhm, Yong-Woo Kim, Hyeon Woo Im, Sangsu Bae

First published: 11 February 2026

https://doi.org/10.1002/advs.202521015

大多数罕见病由遗传突变引起。先导编辑（PE）作为一种高度灵活的基因编辑工具，可在不引发DNA双链断裂的情况下实现多种类型的基因修饰。尽管PE具有显著的临床应用潜力，但其目前仍受到编辑效率和可扩展性等方面的限制。本综述系统总结了近年来围绕提升PE编辑性能及拓展相关工具体系所取得的研究进展，并进一步讨论了其在治疗应用中的未来发展方向。

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16.Advanced Materials for Biological Field-Effect Transistors (Bio-FETs) in Precision Healthcare and Biosensing

作者：Minal Pandey, Manish Bhaiyya, Prakash Rewatkar, Jitendra B. Zalke, Nitin P. Narkhede, Hossam Haick

First published: 10 April 2025

https://doi.org/10.1002/adhm.202500400

本综述探讨了先进材料如何提升生物场效应晶体管（Bio-FETs）在精准医疗与生物传感中的性能，内容涵盖其工作原理、表面功能化策略以及超灵敏检测能力。文章进一步讨论了柔性器件设计、人工智能（AI）和物联网（IoT）与Bio-FETs的融合，以实现实时健康监测。同时，综述也分析了当前Bio-FETs在材料重复性、制造成本等方面面临的挑战，并展望了其作为新一代精准生物传感与健康监测技术的发展前景。

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17.N-Amino Peptide–Graphene Quantum Dot Loaded Small Extracellular Vesicles for Targeted Therapy of Tauopathies

作者：Runyao Zhu, Gaeun Kim, Benjamin H. Rajewski, Isaac J. Angera, Juan R. Del Valle, Yichun Wang

First published: 22 July 2025

https://doi.org/10.1002/anbr.202500065

本研究构建了一种神经元靶向药物递送系统，将具有tau蛋白特异性的N-氨基肽mxyl-NAP2与石墨烯量子点（GQDs）结合，并进一步将该复合物封装于表面功能化神经元靶向配体的小型细胞外囊泡中。该策略克服了GQD类抑制剂存在的非特异性靶向局限，并可有效抑制tau蛋白的聚集及其在神经元之间的传播，从而为神经退行性tau蛋白病提供了一种具有潜力的靶向治疗平台。

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18.Immuno-Engineering in the AI Era: From Fundamental Research to Clinical Translation

作者：Meng Zhu, Andy Tay, Xianlei Li

First published: 02 July 2025

https://doi.org/10.1002/adtp.202500087

人工智能（AI）正在为免疫工程中的关键难题提供新的解决路径。本文重点阐述了AI如何通过机制解析、治疗策略创新和临床转化加速，推动实验室研究向临床应用衔接。通过将计算预测与生物学实验相结合，AI有望提高免疫治疗研发的效率与精准性。与此同时，AI驱动的免疫工程仍面临算法偏倚、数据隐私及全球统一标准缺失等伦理与监管挑战。建立透明、可解释且规范化的AI决策体系，将是推动其安全、负责任临床应用的重要前提。

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19.How Everything Is Connected to Everything Else – Population-Specific Connections between Adaptive Evolution, Disease Susceptibility, and Drug Responsiveness

作者：Ji Tang, Hao Zhu

First published: 10 September 2025

https://doi.org/10.1002/ggn2.202500018

既往研究揭示了适应性进化、疾病易感性与药物反应之间广泛且具有群体特异性的关联。本文在此基础上重新审视并拓展相关发现，以进一步探讨其潜在机制。同时，文章提出可利用适应性进化事件中的关键变量，辅助识别具有因果作用的遗传变异，并改进全基因组关联研究（GWAS）中基因型–表型关系的解析。此外，本文还总结了现有研究中常见的局限性，提出相应的改进策略，并展望了未来研究方向，以更全面地揭示适应性进化与人类疾病风险及药物应答之间的复杂联系。

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20.Toward Customization of Pickering Emulsion Nanocarriers for Personalized Delivery of Therapeutics in Cancer Treatments: A Review

作者：Nutan Shukla, Aayushi Chanderiya, Ratnesh Das, Supriya Vyas, Elizaveta Mukhanova, Alexander Soldatov, Samuel Adeloju

First published: 04 November 2025

https://doi.org/10.1002/anbr.202500154

基于Pickering乳液的纳米载体正逐渐成为肿瘤治疗领域具有突破性潜力的新型递送体系。凭借独特的结构特征与功能优势，这类系统已成为新一代智能药物递送平台的重要发展方向，有望进一步提升抗肿瘤治疗的精准性、疗效与安全性。本综述系统总结了Pickering乳液纳米载体近年来的研究进展与关键挑战，并进一步展望了其在精准化、个体化肿瘤治疗中的未来发展策略。

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21.Revolutionizing Precision Medicine: Unveiling Smart Stimuli-Responsive Nanomedicine

作者：Ayushi Taneja, Himanshu Sekhar Panda, Jiban Jyoti Panda, Thakur Gurjeet Singh, Avneet Kour

First published: 17 July 2025

https://doi.org/10.1002/adtp.202500073

刺激响应型纳米材料可通过感知特定生理或病理刺激，实现更加精准和靶向的药物递送。本综述重点总结了此类纳米材料的设计原则、响应机制及其在肿瘤、神经系统疾病和炎症性疾病治疗中的应用。此外，文章还讨论了刺激响应型纳米材料在精准医学中的应用潜力，并强调未来仍需通过系统的临床验证，进一步评估其安全性、有效性及临床转化可行性，以推动其真正应用于疾病治疗。

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期刊介绍

Advanced Science 是 Wiley旗舰期刊 Advanced 系列中的一种完全开放获取的跨学科科学期刊，发表材料科学、物理、化学、医学、生命科学、环境科学、工程和社会科学等领域的前沿基础和应用研究。我们的使命是通过开放获取出版，使前沿创新的科学研究具有更广泛的可访问性。Wiley 的 Advanced 系列是全球公认的高影响力期刊系列，传播来自资深和青年研究人员的科学成果，帮助他们实现使命并扩大科学发现的影响力。

Advanced Science最新2025影响因子（JIF）为 14.1，五年平均影响因子为 15.6，JCI 引文指标为1.90，CiteScore 为 18.1。