生物样本库中带彩色分隔的空样本储存容器。
生物样本库中带彩色分隔的空样本储存容器。(Koidres / Wikimedia Commons;CC BY 4.0)

样本库的质量管理要延续到复苏之后

把患者来源类器官保存下来,还需要确认它在后续药物实验中是否保持合适的状态。2024 年,上海交通大学医学院瑞金医院(Ruijin Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine)与上海生物芯片国家工程研究中心(National Engineering Center for Biochip at Shanghai)研究人员在 Chinese Medical Journal 综述可持续培养、保存和复苏的类器官生物样本库,讨论取材、培养、传代、冻存、复苏及后续质量控制。

文章主要围绕上皮组织来源类器官展开。不同组织对处理和培养条件的需求并不相同,作者因此把流程记录与细胞状态检查连在一起:从模型建立到保存、重新培养,各个阶段都需要检查细胞状态。

复苏后的材料既要可存活,也要能与最初组织和既有样本建立身份联系。药敏研究若使用不同传代或保存状态的材料,这些经历会影响比较基础。综述把分子特征、形态和活性列为需要同时关注的方面。

传代后的遗传特征需要与原组织比较

综述援引结直肠癌模型研究指出,短期传代类器官的突变漂移率低于 20%,培养超过 6 个月的长期传代可达到约 50%。作者团队的胃癌研究则以突变共享率描述另一项比较:早期、少于 10 代的类器官与原组织共享率可超过 90%,10–20 代约为 50%–60%。

漂移率与共享率是不同统计,所用组织和培养期限也不同。综述相关段落未展开各比较的模型数量与逐项变异判定。这些研究提示,需要在实际使用的传代版本中检查遗传保真度,适合的传代范围还取决于具体模型。

全基因组、全外显子、RNA 和单细胞 RNA 测序可以从不同层面描述模型。核型与短串联重复序列(short tandem repeat,STR)检测则用于身份等问题。保留组织来源和样本身份,与确认当前细胞的分子状态,是相互关联但不同的任务。

分别检查活性、形态与样本身份

作者列举组织染色、免疫标记、台盼蓝及衰老相关检测,也讨论用图像分析获得类器官数量、直径和活跃比例。不同方法分别反映组织结构、细胞状态或图像特征,需要与样本来源和培养阶段一起解释。

三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)发光法测的是与活细胞代谢相关的信号。样本身份和遗传特征则需要相应的分子检测。结合不同检查结果,有助于判断药物处理后信号的变化与模型基础状态之间的关系。

作者报告,实施规范化流程后,其胃肠肿瘤类器官建立率由约 50% 提高至 90% 以上。该段属于团队经验,没有给出相应尝试总数或对照研究设计,反映的是类器官建立环节的经验。

药物问题决定是否需要加入免疫细胞

上皮类器官通常缺少完整肿瘤微环境。综述援引团队的胃癌类器官–淋巴细胞共培养研究,讨论低剂量地塞米松降低程序性死亡配体 1(programmed cell death ligand 1,PD-L1)和吲哚胺 2,3-双加氧酶 1(indoleamine 2,3-dioxygenase 1,IDO1)相关免疫逃逸的作用;这类问题需要保留肿瘤与免疫细胞的相互作用,单独上皮模型难以提供同样信息。

另一被引研究把患者来源类器官与巨噬细胞共培养,观察弥漫型胃癌对 Aurora 激酶抑制剂的耐药。作者将肿瘤细胞衰老、单核细胞趋化蛋白 1(monocyte chemoattractant protein 1,MCP-1,又称 CCL2)上调及巨噬细胞向 M2 状态变化联系起来,说明药物反应的解释会随模型中是否存在相关细胞而改变。这些是综述引用的研究案例,综述借此讨论共培养组分对药物研究的影响。

文章还讨论基础研究、药物研发和治疗产品等用途下的不同设施与流程安排。其讨论的重点是让质量管理与用途匹配;面向具体药物问题时,样本是否代表原组织、复苏后是否稳定、是否保留必要细胞组分,仍需在各自模型中提供证据。

来源与延伸阅读

  1. Living biobank: Standardization of organoid construction and challenges. Chinese Medical Journal. 2024. doi:10.1097/cm9.0000000000003414 ↗