
冻存组织也可建立稳定的卵巢癌类器官
高级别浆液性卵巢癌患者的肿瘤具有不同的生长和药物反应特征,稳定建模与药筛所需的培养条件也可能不同。哥本哈根大学(University of Copenhagen)及赫尔辛基大学(University of Helsinki)等团队在 Developmental Cell 报道了两种扩增培养液,并进一步比较培养液对类器官药物反应和临床关联的影响。
研究材料包括减瘤手术、活检和腹水取得的肿瘤组织,均经过处理、冻存和复苏后用于建模。团队在尝试建立长期培养的 19 名患者中,从 10 名患者获得符合成功标准的模型,比例为 53%,最终建立 17 个稳定类器官培养物。
长期建模的标准包括至少传代 10 次、持续扩增、培养物为癌细胞,以及保留原样本的 TP53 变异。模型达到稳定扩增的时间为 26–185 天,平均 89 天;稳定建立的 17 个培养物冻存后均可恢复生长。研究因此将初期三维生长与长期模型建立分别评价。
两种扩增培养液满足不同患者样本的生长需要
团队逐项比较生长因子和其他培养添加物,形成 M1 与 M2 两种配方。M1 包含 FGF-4、FGF-10、β-雌二醇、烟酰胺及相关信号抑制剂;M2 在此基础上加入 EGF、heregulin β-1、氢化可的松和 forskolin。
相同添加物对不同样本可能有相反作用。例如 EGF 有利于部分样本扩增,却使另一个样本的生长受限并最终丢失。研究让每份材料同时在 M1 和 M2 中培养,再根据持续生长选择条件;17 个稳定模型中,7 个使用 M1,10 个使用 M2。
全基因组、组织染色和单细胞转录组分析显示,模型大体保留原患者样本的遗传和表达特征。不同治疗阶段取得的模型还可呈现病程中的变化;部分长期培养物也出现新的细胞亚群或遗传变化,研究对这些情况单独比较。
把药物测试转入人血浆样培养液
药物实验使用 11 个类器官培养物,在 384 孔板中比较两种条件:继续使用各模型的 M1 或 M2 扩增培养液,或在给药前改用人血浆样培养液(human plasma-like medium,HPLM)。后者模拟人血浆的代谢成分,并保留相应生长因子,去掉会明显影响代谢的部分添加物。
受试药物包含卡铂、紫杉醇、吉西他滨、奥拉帕利、尼拉帕利、芦卡帕利和 Wee1 抑制剂 adavosertib,另测试卡铂加紫杉醇组合。药物处理 96 小时后,团队用细胞核染色和死细胞荧光染色进行自动成像,计算存活细胞比例,并绘制浓度—反应曲线。
多数模型对吉西他滨、PARP 抑制剂和 adavosertib 的反应在两种培养条件下较接近;卡铂、紫杉醇及其组合的结果则经常不同。团队单独去掉 M1/M2 中的 N-乙酰半胱氨酸,并未观察到卡铂敏感性明显提高,因而认为培养液差异涉及多个因素。
HPLM 中的组合药物反应更接近患者 CA125 变化
临床相关分析选取在卡铂加紫杉醇治疗前取得的 10 个模型,以患者相应治疗阶段的血清 CA125 变化为比较指标。M1/M2 中的体外药物反应与该指标的相关系数为 0.552,相关性未达到统计显著;HPLM 条件下的相关系数为 0.770,P 值为 0.013。
其中 EOC677 患者对卡铂加紫杉醇有临床反应,HPLM 中的模型反应更接近这一表现。同一患者复发后对紫杉醇逐渐耐药、随后对吉西他滨反应较好的经过,也可在对应类器官的测试中观察到。模型来自不同治疗阶段,研究保留了这些时间和样本关系。
团队没有发现类器官药物反应与无进展生存期的相关性,指出这一临床结局还受手术等因素影响。作者据此强调,选择药筛培养条件与确认模型能够生长同样重要,后续需要扩大临床比较,评价更接近生理条件的培养液在患者反应预测中的作用。