结直肠癌原发灶与肝转移灶的化疗反应：配对类器官研究

原发灶与肝转移灶的配对模型库

原发肿瘤与肝转移灶有共同的来源，也可能经历不同的演化。对于结直肠癌，能否保留这两处病灶的差异，并在体外比较它们对化疗的反应，是患者来源模型需要回答的一个具体问题。2022 年发表于 Advanced Science 的研究，采用配对取样与多组学分析，建立了用于这一比较的类器官库。

研究由复旦大学附属肿瘤医院等机构团队开展。2018 年 9 月至 2020 年 6 月，研究者纳入 36 例接受原发灶与肝转移灶同期手术的患者，获得 72 份组织，成功培养 58 个类器官。由于后续分析要求两个部位均有可用模型，最终研究对象是 25 例患者的 50 个配对类器官。

原发灶与转移灶的模型建立成功率分别为 86.1% 和 75.0%。

保留病理特征，也保留病灶差异

研究者先比较类器官与来源组织的形态和病理标志。模型可以呈现薄壁囊状、厚壁囊状或较紧密的实体结构，部分患者的原发灶与转移灶形态相似，另一些则明显不同。组织染色和蛋白标志的对应关系，为判断模型是否保留原肿瘤特征提供了依据。

外显子组比较覆盖 20 个类器官及相应组织，模型总体保留了肿瘤的主要突变特征。对研究所关注的结直肠癌常见基因变异，模型与来源组织的重合比例平均为 88.9%。配对模型常具有共同的早期驱动改变，同时又带有各自积累的变异，部分模型也出现来源组织之外的改变或信息丢失。

50 个模型的转录组比较也呈现了不同层面的差异：不同患者之间的差异较大，同一患者两个部位的模型通常更接近，但仍可观察到病灶间差异。研究还依据结直肠癌共识分子分型进行归组，模型库覆盖多个亚型，其中 CMS2 与 CMS4 较多。

单细胞分析比较增殖与成熟细胞状态

团队从 2 例患者的 4 个配对模型中分析了 52,988 个细胞，将不同细胞群归为偏干细胞或增殖状态、以及偏成熟状态的两类。不同模型中两类细胞的比例并不一致，原发灶与转移灶之间的变化方向因患者而异。

表达和细胞轨迹分析提示，肝转移模型的干细胞样群体具有更活跃的细胞周期与再生相关程序；部分成熟样细胞的轨迹指向干细胞样状态。独立染色也显示，相同培养时间下肝转移模型的 Ki67 阳性比例高于原发灶模型。

3 种单药的患者差异与配对病灶相关性

药物测试首先比较 5-氟尿嘧啶、伊立替康与奥沙利铂。不同患者模型的剂量—反应曲线差别明显，同一种药物对某个患者模型抑制较强，对另一个则较弱。研究据此计算半数抑制浓度，用同一指标比较模型间的响应。

与患者之间的差异相比，同一患者原发灶和肝转移灶对 3 种单药的敏感性没有出现显著的整体差异。3 种药物的配对相关系数分别为 0.845、0.800 和 0.813。模型可以保留病灶差异，而在本研究测试的化疗药物上仍呈现较接近的响应。

按共识分子分型分析时，CMS1 模型对 3 种单药的响应最弱，但亚型间差异没有达到统计显著性。不同亚型中，患者之间药敏差异及同患者配对病灶的相近响应仍可观察到。

联合化疗方案与患者治疗结果如何对应

25 例患者中，23 例接受了术后 FOLFOX 或 FOLFIRI 化疗，分别为 13 例和 10 例。研究者按照患者实际方案，在相应配对模型中测试联合用药；原发灶与肝转移灶的联合药敏相关系数分别为 0.752 和 0.943。

FOLFOX 组中有 8 例疾病稳定或部分缓解、5 例疾病进展；FOLFIRI 组两类各 5 例。对应类器官的半数抑制浓度分布存在显著差异，区分治疗响应的受试者工作特征曲线下面积分别为 0.850 和 0.920。

接受术后治疗者的中位随访为 10.3 个月，期间 13 人出现疾病进展。体外联合药敏也与无进展生存期相关，用于判断进展风险的受试者工作特征曲线下面积分别为 0.714 与 0.750。

患者间药敏与同患者病灶响应的比较

模型主要保留肿瘤上皮组成，缺少血管内皮和免疫等微环境。研究也没有配套的正常结肠与肝类器官，尚不能同时评价同患者正常组织的化疗损伤。

同患者两处病灶药敏较接近，使作者提出利用原发灶模型研究难以切除的转移灶响应。当前证据来自本中心小队列与临床结局的对应，作者要求进一步开展前瞻性、多中心验证。