黑色背景中呈分枝形态的紫红色与白色顺铂晶体。
顺铂晶体。(Larry Ostby / NCI / Wikimedia Commons;Public domain)

先确认临床标志物能否在类器官中检测

加州大学旧金山分校(University of California, San Francisco)等机构在 Cell Reports Medicine 报道一种标志物指导的乳腺癌类器官研究流程。团队希望把临床治疗反应相关的基因表达信息用于选择体外模型,再寻找对低敏感模型有效的药物。

研究先分析 HUB 既有的 26 个乳腺癌类器官转录组,覆盖不同激素受体和 HER2 状态,并与 TCGA 肿瘤资料整合。多数生物学特征可以在类器官中检测,但部分免疫相关信号较弱,激素受体阳性模型也受到培养条件影响。

在临床已评估的 23 组表达标志物中,团队挑出类器官中可检测、可用于预测建模的 9 组,作为后续分析的输入。

HUB 分析对约 100 组通路表达特征作检查,其中约 75% 在模型间可变。可测特征要求在相应组织参照的第 10 百分位以上表达,并覆盖至少 10% 的模型;筛选步骤为后续模型建立限定输入范围。

用临床数据建立预测模型,再开展体外试验

预测模型使用 I-SPY2 的 986 位患者、987 份样本,终点为术后病理完全缓解。团队按受体亚型和治疗组建立多变量逻辑回归模型,其中维利帕尼加卡铂的三阴性亚组模型用于后续类器官验证。

该模型最终使用 PARPi7 和 LYMPHS_PCA 两组表达特征,临床数据中的 ROC 曲线下面积为 0.912。这个数值反映本次临床模型分析,类器官实验则另行比较预测排序与实际体外反应。

团队新建 14 个三阴性乳腺癌类器官,与原 26 个模型资料合计覆盖 40 个培养模型。新模型经过病理和分子检查,剔除正常细胞占优、不能确认肿瘤来源的培养物,并比较传代前后的标志物状态。

临床治疗中的铂类为卡铂,体外实验选用化学稳定性和效力更适合该设置的顺铂。研究因此分别报告临床的维利帕尼—卡铂模型,以及类器官的维利帕尼—顺铂试验。

用存活、死亡和生长三类指标检查预测

14 个新模型先按预测分数排序,随后对可开展实验的培养物测试固定剂量组合。快速反应检测实际覆盖 7 条类器官系,使用 10 μM 顺铂与 20 μM 维利帕尼,处理 72–120 小时,时间根据各模型生长速度确定。

活细胞明场成像记录生长和面积,CellTox 记录细胞死亡,进一步实验用 ATP 法检查存活。4 个代表模型的反应总体与预测排序一致,但中间组仍呈现不同程度的体外反应。

4 个代表模型中,预测低敏感的 TORG40 和中间组的 TORG58 对顺铂单药及组合都较不敏感;预测敏感的 TORG146 对顺铂反应较强,TORG139 则呈中间程度。团队据此比较表达特征预测与实际药敏是否一致。

在一个低敏感模型中筛查 386 种小分子

团队选择生长稳定、对组合低敏感的 TORG40,在有无 5 μM 顺铂的条件下筛查 386 种小分子。药物设置浓度梯度,处理 3 天后检测 ATP,按两种条件的剂量反应曲线面积差别筛选联合候选。

初筛中有 20 种药物加入顺铂后,剂量反应曲线面积下降至少 40%。团队再结合效力和作用机制选出 8 种复测,涉及 HDAC、Bcl-2 家族、DNA 合成、IAP 和 Aurora 激酶等靶点或过程。

8 种候选在至少一个测试浓度下与顺铂呈现更强的细胞死亡。随后,Bcl-2/Bcl-xL 抑制剂 ABT-263 在 TORG40、TORG58 和 TORG139 中进行正式浓度矩阵比较,Bliss 平均协同分数约为 11.02–31.57。

筛查归一化使用各自溶剂参照;含顺铂条件另以固定顺铂参照归一化,控制基础杀伤的影响。联合候选再通过明场形态、死亡成像和 ATP 多种测量确认。

HSP90 药敏结果促使团队回查临床亚组

单药筛查中,HSP90 抑制剂也表现突出,ganetespib 在另外两个相关亚型模型中得到复测。团队据此回查 I-SPY2 中 HER2 阴性、免疫及 DNA 修复缺陷特征均较低的亚组。

该亚组有 38 位患者接受含 ganetespib 方案、186 位接受标准参照;病理完全缓解比例为 13% 和 9%,差异没有统计学显著性。远处复发无事件生存分析则出现较好结果,属于延长随访后的探索性亚组发现。

团队根据临床标志物选择类器官,完成药物试验后,再回查相应临床亚组。作者提出在独立队列中验证这些发现,并加入免疫和基质成分,检验表达特征与联合候选药物在更完整模型中的作用。

生存分析有 37 位 ganetespib 组及 185 位参照组患者的随访资料可用,中位随访约 5.4 年,数据收集截至 2025 年 9 月。

来源与延伸阅读

  1. Biomarker-guided responses in patient-derived organoids predict effective therapies in breast cancer. Cell Reports Medicine (2026). ↗