
14 份患者组织建立 10 个模型
中国人民解放军总医院(Chinese PLA General Hospital)等机构在 iScience 报道口腔鳞状细胞癌类器官研究。团队从 14 位手术患者收集组织,成功建立 10 个培养模型,建立比例为 71.4%,用于分子特征和药物反应分析。
10 个模型来自舌、颊黏膜和牙龈,其中舌来源 5 个、颊黏膜 1 个、牙龈 4 个。患者的分化程度和肿瘤阶段不同,形成了具有一定异质性的模型集合。
组织处理后在三维基底膜中培养。类器官逐渐形成紧密球状结构,约 15 天内出现明显生长;团队在 30 天观察中记录增殖,并比较不同部位模型在早期传代时的形态。
与原肿瘤比较组织和分子特征
组织学检查显示,类器官保留了与原肿瘤相近的上皮形态。CK5、CK6、TP63 和增殖相关标志物染色用于进一步检查细胞类型和生长状态。
转录组比较显示,原组织与类器官在主要上皮特征和肿瘤细胞相关通路上相近。原组织的免疫相关表达更明显,类器官中则有较多肿瘤细胞自身的代谢活动相关表达,反映了培养物与完整组织的组成差别。
遗传分析还比较突变、拷贝数与变异频率。多数配对模型保留 TP53、FAT1、PIK3CA 或 CDKN2A 等关键改变,部分拷贝数变化仍有差别。作者在讨论中考虑了培养选择、细胞组成及低丰度变异检测的影响。
DNA 分析使用患者血液作参照,筛选肿瘤及类器官中的体细胞变异,再比较变异频率与拷贝数。方法部分记录全外显子组测序;多数配对模型的变异频率相关系数高于 0.7,但拷贝数的一致程度仍因模型而异。
转录组的差异表达和通路富集分析用于比较模型与原组织。团队还按每种药物的反应,将较敏感与低敏感模型分组,寻找与药敏差别相关的表达特征。
类器官对 4 种单药的反应不同
药物试验选择顺铂、紫杉醇、5-氟尿嘧啶和尼妥珠单抗。通过浓度反应曲线、ATP 存活检测、IC50 和曲线面积,比较每个模型的药物反应。
在本次模型集合中,5-氟尿嘧啶的单药杀伤较突出,顺铂和紫杉醇在不同模型间出现明显差异,尼妥珠单抗在多数模型中的单药杀伤较弱。T2 对所测药物总体较不敏感,T8 和 T10 对紫杉醇及 5-氟尿嘧啶较敏感。
成像结果与存活数据相符:部分化疗条件下类器官缩小、解体,尼妥珠单抗单药组和无药组则较多保留原有结构。不同患者模型的反应仍有差别。
组合用药与一个患者个案作进一步对照
团队继续比较顺铂加紫杉醇、两者再加 5-氟尿嘧啶,以及顺铂加紫杉醇再加尼妥珠单抗。组合中的药物浓度依据各模型的单药 IC50 设置不同倍数,用于检查各模型在不同联合条件下的抑制程度。
总体上,组合比单药产生更强抑制,但仍有反应较弱的模型。患者 T4 的资料作为回顾性个案:早期接受紫杉醇加尼妥珠单抗后部分缩小,后续含顺铂治疗出现进展,类器官组合试验也显示较有限的获益。
这项临床对照目前只有 1 个详述个案。作者提出扩大患者来源和随访,以进一步检验体外反应与真实治疗过程之间的联系。
组合中的各药物浓度分别设为该模型单药 IC50 的 0.5、1 和 2 倍。团队用 ATP、成像和曲线面积比较组合效果,再通过通路试验研究联合用药的作用机制。
组学线索引导 JAK-STAT 通路试验
研究按药物反应比较转录组,寻找低敏感与高敏感模型的表达差别。顺铂低敏感模型出现 JAK-STAT 相关通路富集;5-氟尿嘧啶和紫杉醇则呈现不同的炎症、应激及细胞周期相关特征。
随后,团队选择顺铂低敏感的 T4 与较敏感的 T5。T4 中相关磷酸化信号较高,对通路抑制剂 C188-9 也更敏感:报告 IC50 分别约为 0.17 μM 和 11.25 μM。
C188-9 与顺铂联用增强了两个模型中的细胞杀伤,顺铂低敏感的 T4 也出现更强反应。
当前培养物以上皮肿瘤细胞为主。作者将增加免疫、基质或血管成分,扩大多中心队列,并缩短建模与药试时间,列为继续推进转化研究的工作。
团队依据前面的组学和药敏结果选择 T4、T5,进一步比较通路磷酸化信号、C188-9 的浓度反应,以及 C188-9 与顺铂联用的效果。