2 种肿瘤材料共用三维成像平台

Crown Bioscience 荷兰莱顿(Leiden, Netherlands)等团队建立 2 种三维免疫药筛体系。一种把已建立的肿瘤类器官与健康供者外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cells,PBMC)结合,另一种直接使用新鲜手术肿瘤中的小组织团和细胞。

2 种材料都在 384 孔板的胶原/Matrigel 基质中培养,通过多层三维成像分别记录肿瘤结构、单细胞及标记免疫细胞的位置。上清液用于细胞因子检测,组织或模型的分子资料则帮助选择靶点和解释反应。

重建共培养便于选择模型和免疫供者;新鲜组织保留同患者的部分肿瘤、免疫及间质成分。团队按模型与供者来源、培养时间和检测对象,比较 2 个体系的适用场景。

供者变化和模型规模分别检查

初步试验用 2 个结直肠癌模型观察免疫浸润和结构变化,再在 15 位健康供者中比较反应。12 个模型进一步接受多供者、多实验的重复性检查,4 个技术重复用于评价模型接种。

扩大后的试验涉及 10 类肿瘤、超过 100 个类器官,其中 70 个模型测试多个供者。同类肿瘤中既有较敏感也有较弱反应的模型;部分模型也存在供者差别。研究据此提出,多供者与多模型比较可以覆盖不同反应背景。

免疫激活、浸润和肿瘤反应有时分离

EGFR–CD3 双特异抗体在 4 类肿瘤的 8 个模型中测试,3 个呈剂量相关的结构减少。2 种宫颈模型均出现较高 IFN-γ,但只有其中一个有明确肿瘤结构减少,说明上清细胞因子需要与肿瘤测量一起评价。

对应的敏感模型也用于 EGFR CAR-T 比较,检测到浸润增加和类器官体积减少。普通 T 细胞与 CAR-T 的上清都含较高细胞因子,因此影像中的肿瘤和免疫对象能提供进一步区分。

另 4 个胰腺模型按 Claudin 18.2 表达高低选择,RNA 与蛋白测量相对应。AMG910 双特异抗体主要在 2 个高表达模型中引起免疫激活、浸润和肿瘤减少。帕博利珠单抗的 1 个肺癌模型试验还显示供者依赖,需要在不同免疫细胞来源中继续检验。

三维共培养中的双特异抗体、CAR-T 和检查点抑制剂比较,分别测量肿瘤、免疫细胞与细胞因子。

窄屏可横向滑动查看完整图表。

三维共培养中的双特异抗体、CAR-T 和检查点抑制剂比较,分别测量肿瘤、免疫细胞与细胞因子。(Saskia de Man et al. / Frontiers in Immunology, 2026, Figure 3;CC BY 4.0)

新鲜组织保留自体成分,也受到取材质量限制

新鲜组织在手术后 24 小时内送达,经过有限机械处理形成小于 200 μm 的组织团。按不同病理及材料质量,进入试验的组织通常不到送检材料的一半;低存活或组成不合适的样本被排除。

研究测试了超过 80 份非小细胞肺癌组织,其中 45 份比较帕博利珠单抗或伊匹木单抗,约 20%–25% 出现体积减少。部分组织的检查点反应、靶点染色和细胞因子资料相对应,这些患者的治疗结局未纳入研究,临床预测性能仍待配对评价。

另 3 份肺癌组织用于 EGFR–CD3 比较,1 份有明确影像反应。研究也补入同患者 PBMC,并在肺癌和膀胱癌材料中测试 1 个未披露身份的实验抗体及联用:部分低剂量条件联用反应更强,高剂量时单药作用较突出。

组织存活时间与成像质量影响药筛结果

重建共培养设 4 个技术重复,新鲜组织设 8 个;影像分割检查胶滴、染色、碎屑和各重复之间的质量。肿瘤体积、结构数量、免疫细胞浸润及细胞因子分别测量,避免把混合体系的总信号直接当成肿瘤药物反应。

新鲜组织的可用培养时间有限,作者讨论了 5–7 天窗口内存活下降或单细胞过度生长的影响;不同试验设置也有差别。短期信号可能较小,组织破碎又改变原有空间关系,后续需要把材料组成、质量和具体治疗机制一起评价。

研究展示了 2 个体系对不同免疫药物类别的测试方式。患者结局的配对验证、供者差别和更长作用过程,仍是检验它们临床转化价值的后续工作。

来源与延伸阅读

  1. Translational 3D in vitro models for immunotherapy testing: from reconstituted organoid co-culture assays to autologous ex vivo patient tissues. Frontiers in Immunology (2026). ↗