组织块保留结构,测量也需要区分细胞群

英国莱斯特大学(University of Leicester)、LifeArc 等机构的作者在 British Journal of Cancer 发表综述,讨论患者来源肿瘤组织块(patient-derived explants,PDE)用于抗癌药和生物标志物发现。PDE 取自新鲜肿瘤组织,直接保留部分原始组织结构与局部微环境,其结构和组成与经细胞扩增形成的类器官、动物移植瘤各不相同。

将整个组织块匀浆测量,会混合肿瘤与非肿瘤细胞的信号,也丢失空间关系。综述提出用多重免疫荧光分别观察不同细胞群:Ki67 反映增殖,裂解型多聚 ADP 核糖聚合酶(cleaved poly(ADP-ribose) polymerase,cPARP)反映凋亡相关变化。对基质和肿瘤作分别分析,有助于解释药物效应来自哪个部分。

空间分布为药物效应提供不同信息

药物进入组织不同区域的程度也会影响结果。综述举例,质谱成像显示顺铂在耐药非小细胞肺癌组织中的分布可避开肿瘤区域。药物在组织区域间的分布有差别,因而需要区分整体组织药物含量与肿瘤细胞的实际暴露。

另一例是纳武利尤单抗处理后的黑色素瘤组织块。作者结合多重免疫荧光和空间分析,观察到 CD8 效应 T 细胞与 CD4/FOXP3 调节性 T 细胞的距离增加。这个示例提供了细胞之间关系变化的指标,区别于只统计细胞总数。

这些图例中包含作者未发表的初步数据。图中测量的是短期组织模型内的细胞空间变化;作者将其作为探索药物作用和生物标志物的例子。

多重免疫荧光分型与黑色素瘤组织块示例中纳武利尤单抗处理前后的免疫细胞距离分析。

窄屏可横向滑动查看完整图表。

原图 4 展示多重免疫荧光和空间分析,其中黑色素瘤组织块示例比较纳武利尤单抗处理前后的免疫细胞距离。(来源:Ian R. Powley et al.,British Journal of Cancer 原图 4,CC BY 4.0)(Ian R. Powley et al. / British Journal of Cancer, 2020, 图4;CC BY 4.0)

短期组织存活与背景坏死限制解释

PDE 的优势依赖保留组织结构,但培养过程中结构和细胞状态会改变。作者讨论的一般结构维持范围可到约 72 小时,并指出背景坏死可能干扰药物引起的死亡判断。不同药物的扩散和摄取也不一致,因此需要评价实际组织状态与对照。

综述同时指出,当时这些模型还不适合稳定追踪长期获得性耐药、侵袭和转移等过程。PDE 为药物研究补充了人组织及空间信息,其适用问题和观察时间仍需明确;作者建议与其他模型结合,以覆盖不同层面的药物作用。

来源与延伸阅读

  1. Powley IR, Patel M, Miles G, et al. Patient-derived explants (PDEs) as a powerful preclinical platform for anti-cancer drug and biomarker discovery. British Journal of Cancer. 2020. DOI: 10.1038/s41416-019-0672-6 ↗