34 份组织中只有部分模型能持续扩增

美国团队开展头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)类器官先导研究。研究招募 51 名患者,其中 34 例取得组织并进行培养。1 份没有获得肿瘤细胞,5 份因污染丢失;其余 28 份中,11 份在初期形成结构后于 1–2 代停止生长。

9 份材料可扩增 4–5 代,提供放疗和药物测试所需细胞,但没有形成可长期持续传代的稳定类器官系。另 8 份扩增超过 5 代,建立为稳定类器官系。

培养液未添加 Wnt3a 或 CHIR99021 等 WNT 激动剂。研究希望在支持肿瘤生长的同时减少培养条件对分化状态的影响。类器官仍需经过建立与扩增,其所需数周时间也可能限制在紧急治疗决策中的使用。

类器官与原肿瘤共享部分形态和遗传特征

模型保留了对应鳞癌的部分形态,包括细胞巢、角化样结构以及 KRT10、KRT13 和 p16 的表达特征。5 个模型的倍增时间从约 30 小时到 87 小时不等,显示培养后仍存在患者间增殖差异。

4 组类器官与对应手术材料接受全外显子测序。配对材料的整体相似度高于非配对比较,并共享多项头颈癌相关改变。但一些改变仅在其中一方检出:例如 CDH10/CDH1 扩增在部分手术材料中出现,在对应类器官中未检出。

作者认为取材区域不同、肿瘤内异质性及技术因素都可能参与这些差异。

5 个模型的放疗与铂类反应不同

放疗比较使用 0、2、4、6 和 8 Gy,6 天后以三磷酸腺苷(ATP)发光检测细胞活力。5 个模型中,HN-011 和 HN-015 较敏感;HN-003 的类器官大小和数量在照射后没有明显改变。

顺铂和卡铂分别进行浓度梯度测试,药物处理 3 天后测量细胞活力,并用剂量反应曲线下面积比较。5 个模型总体表现出程度不同的低反应,HN-011 在两种铂类中相对更敏感。药物和放疗分别检测,患者所接受的放化疗尚无对应体外组合测试。

5 个头颈鳞癌类器官模型的放疗、顺铂及卡铂反应;放疗与药物分别检测。

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5 个头颈鳞癌类器官模型的放疗、顺铂及卡铂反应;放疗与药物分别检测。(Weilin Li et al. / Scientific Reports, 2025, Figure 4;CC BY 4.0)

与临床记录的比较包括相符和不相符病例

HN-011 来自喉癌患者。其类器官对放疗和铂类相对敏感,患者接受放疗与顺铂后,论文记录在治疗完成 34 个月时未见复发。HN-015 同样对放疗敏感,但患者随后出现肺部鳞癌并死亡;原文无法确定肺部病变是喉癌转移还是另一原发肿瘤。

HN-029 来自颊黏膜癌,模型对放疗和铂类低反应,但患者接受放疗与卡铂后在治疗完成 24 个月时仍无病证据。HN-003 患者死亡的具体原因也不明确。这组记录存在体外低反应而临床病情受控的病例,部分结局还受病变身份和死因不明的限制。

这是一组 5 个模型的探索性临床记录比较,部分患者接受手术和多种治疗,体外测试则分别评价放疗或单药。作者提出需要更大的配对队列检验临床预测能力。现有模型主要包含肿瘤上皮组分,免疫、基质和血管环境以及建立所需时间仍是具体限制。

来源与延伸阅读

  1. Head and neck tumor organoid grown under simplified media conditions model tumor biology and chemoradiation responses. Scientific Reports (2025). ↗