模型库保留患者和肿瘤区域差异
胶质母细胞瘤的细胞组成及分子状态在不同患者、同一肿瘤不同区域之间均有差异。2019 年发表于 Cell 的研究 A Patient-Derived Glioblastoma Organoid Model and Biobank Recapitulates Inter- and Intra-tumoral Heterogeneity，建立患者来源模型，重点检验这些差异能否在体外保留。
作者尽量维持原肿瘤的局部细胞关系，减少培养时对某类快速生长细胞的选择。模型在较短时间内形成，部分材料能够长期维持并冻存后恢复，为后续重复比较建立基础。
研究报告的库包括 70 个类器官模型，来自 53 个患者病例，其中包含同一肿瘤不同区域材料。按原文定义，总体建立成功率为 91.4%；IDH1 变异肿瘤为 66.7%，复发肿瘤为 75%。部分模型维持超过 48 周。
病理、组学与单细胞分析核对肿瘤特征
组织学及标志蛋白比较显示，类器官保留多种胶质瘤相关细胞形态和状态。整体转录组进一步比较 12 位患者、17 份原肿瘤样本及相应培养模型，发现患者特异的表达模式能够继续存在。
外显子组分析显示，许多体细胞变异及拷贝数变化在配对模型中保留。同一患者的不同肿瘤区域也维持各自特征，包括部分亚区特有的变异及 EGFRvIII 表达差异。
例如，PTEN 错义变异及 6q、16q 片段拷贝数缺失仅见于 1 名患者的一个肿瘤亚区，并在对应类器官中保留。两个亚区之间的 EGFRvIII 表达差异也在模型中继续存在。
单细胞分析识别不同肿瘤细胞群以及部分巨噬细胞、小胶质细胞和其他非肿瘤成分。作者同时发现，培养过程中免疫相关表达及部分血管、免疫细胞数量会下降。
放化疗与靶向药物呈现不同响应
在 7 位患者的 8 份模型中，作者同时给予放疗和替莫唑胺处理，并观察增殖细胞比例。3 位患者来源模型出现下降，部分配对临床观察方向相近。这组样本中，模型响应与 MGMT 启动子甲基化之间未显示清晰关联。作者提出，还需扩大配对样本，以进一步检验患者与类器官治疗反应的相关性。
另一组比较涉及 6 位患者的 10 份模型及 EGFR 抑制剂吉非替尼。来自 3 位患者的 7 份模型中，增殖指标下降；其中也有带 EGFR 异常但没有相应响应的材料。
曲美替尼降低了 NF1 变异模型中的增殖细胞比例，但在所测 EGFR 或 PI3K 变异模型中未见同样的变化。依维莫司几乎消除了一个 PI3K 变异模型中的 KI67 阳性细胞，在一个 EGFR 异常模型中产生部分抑制，而在所测 RAS 通路异常模型中未见抑制。
转录组分析显示，放化疗敏感组富集放射反应和 TNF 信号相关基因集，耐受组则富集神经干细胞相关基因集。研究者还追踪了药物处理及停药后的类器官大小，观察到与变异背景有关的生长差异。
EGFRvIII 表达与 CAR-T 的抗原特异作用
研究还比较嵌合抗原受体 T 细胞（chimeric antigen receptor T cells，CAR-T）对模型的作用。重点是肿瘤原有 EGFRvIII 抗原表达。
6 份模型包含抗原表达较高、较低以及同一肿瘤不同区域的材料。针对 EGFRvIII 的 CAR-T 与无关靶点对照均能进入模型，但明显的 T 细胞扩增和相关激活主要出现在匹配抗原条件下。
细胞死亡、效应相关信号及 EGFRvIII 相对水平变化共同支持目标细胞受到影响。与此同时，不表达这一抗原的肿瘤细胞仍有保留。
快速建模、冻存与多区域功能研究
模型通常在取材后 1–2 周形成，作者将这一速度与及时开展多区域功能比较联系起来。可用组织数量及不同材料扩增能力，会影响实际能够完成的检测。
冻存后的类器官恢复生长，并保留了多种与原肿瘤相近的标志物。研究者还用冻存库恢复的模型进行了小鼠移植，在体内观察到曲美替尼对肿瘤细胞增殖的抑制。
移植比较还检验了胶质母细胞瘤向周围脑组织浸润的特征。52 个移植物中，48 个表现出不同程度的浸润；部分样本保留了原患者肿瘤特有的卫星病灶形态。移植部位及浸润区域也保留 EGFR 扩增或 EGFRvIII 表达，为后续体内药物比较提供了与原肿瘤对应的模型。