33 名患者的配对组织用于不同分析

西班牙 La Paz 大学医院团队纳入 33 名未经治疗、接受手术的结直肠癌患者,取得肿瘤及距肿瘤边缘至少 2 cm 的非肿瘤组织。研究从配对组织建立 Matrigel 类器官和空气—液体界面(ALI)类器官,比较组织结构、免疫细胞和遗传特征。各项分析主要使用 7 名患者的子集,自体外周血单个核细胞(PBMC)共培养比较使用 5 名患者。

Matrigel 培养以分离的肠隐窝为起点,主要形成上皮类器官。ALI 培养则将机械分散的组织片段置于 I 型胶原和 Transwell 体系中,并加入白细胞介素 2(IL-2)支持 T 细胞。两种模型都保留部分肿瘤形态,但 ALI 中可见围绕上皮结构的基质样细胞,组织组成更复杂。

ALI 保留免疫细胞,部分比例仍发生变化

培养 7 天后,ALI 类器官中仍可检出 CD45⁺ 免疫细胞,以及 T 细胞、B 细胞、自然杀伤细胞、树突状细胞、单核细胞和巨噬细胞等群体。Matrigel 类器官中则基本缺少 CD45⁺ 群体。配对组织与 ALI 培养物的免疫组成总体相似,但不同患者之间差异很大。

ALI 肿瘤模型的 αβ T 细胞比例较原组织升高,主要由 CD4⁺ T 细胞贡献;未处理时的调节性 T 细胞(Treg)水平相近。非肿瘤来源 ALI 培养物的 B 细胞比例较原组织减少。培养液中的 IL-2 可能参与部分 T 细胞变化,作者仍需要进一步区分其他培养因素的作用。

上清分析显示,ALI 中 IL-6 和 MCP-1 的相对信号较高,而 IFN-γ、IL-12p70 和 Galectin-9 较低。这些结果经过对数转换和样本内标准化,描述的是不同因子的相对组成。研究还对 7 名患者的配对材料进行全外显子测序,两种培养形式均保留多项主要驱动基因改变;其中 6 例 ALI 的突变负荷更接近取材组织。

5-FU 的作用随患者和细胞群体而变

团队用 100 µM 5-氟尿嘧啶(5-FU)处理 5 天,分别评价 CD45⁻ 非免疫细胞群和 CD45⁺ 免疫细胞群。CD45⁻ 群体的药物反应因患者而异;患者 #16 的 ALI 模型比对应 Matrigel 模型更敏感,而 #17 在 ALI 中呈低反应。其他所测样本的两种培养形式表现较接近。

5-FU 对 ALI 中免疫细胞的影响较明显,αβ T 细胞、尤其 CD8⁺ T 细胞减少。CD45⁻ 群体覆盖培养物中的非免疫组分,分群测量同时观察药物对这些细胞和免疫细胞的作用。这组体外反应尚无配对患者化疗结局的验证。

纳武利尤单抗后 Treg 富集出现在 ALI 模型

纳武利尤单抗以 10 µg/mL 处理 5 天后,ALI 的 CD45⁻ 群体仅出现轻度减少,CD45⁺ 及 CD3⁺ T 细胞群则富集。进一步分群显示,CD4⁺ T 细胞中的 Treg 变化较突出。作者认为这可能提示局部免疫调节,但未在本研究通过去除 Treg 等功能实验确定其是否导致治疗抵抗。

在 5 名患者的直接比较中,ALI 模型的免疫组成比 Matrigel 类器官加自体 PBMC 共培养更接近原肿瘤。纳武利尤单抗引起的 Treg 富集在 ALI 中较一致,在 PBMC 共培养中未重现。组织内已有的免疫细胞与从血液中补入的细胞,因而可能支持不同的药物反应分析。

ALI 的优势主要体现在短期保留局部组织和免疫关系。免疫细胞会随培养时间逐步丢失,体系也不适合像传统上皮类器官一样持续传代和冻存扩增;新鲜手术组织的可得性限制了通量。研究提供了两种培养形式的具体比较,免疫组分的体外变化与患者疗效之间仍需要进一步研究。

结直肠癌原组织、ALI 与 Matrigel-PBMC 培养的免疫组成及纳武利尤单抗后分群比较。

窄屏可横向滑动查看完整图表。

结直肠癌原组织、ALI 与 Matrigel-PBMC 培养的免疫组成及纳武利尤单抗后分群比较。(Laura Córdoba et al. / Cancers, 2026, Figure 7;CC BY 4.0)

来源与延伸阅读

  1. Colorectal Air–Liquid Interface Organoids Preserve Tumour-Immune Architecture and Reveal Local Treg Expansion After PD-1 Blockade. Cancers (2026). ↗