Cell：构建肠癌患者类器官“生物银行”
近日，研究人员利用癌症患者的肿瘤组织在体外构建出了三维类器官模型，复制出了原发肿瘤的一些关键特性。这种肿瘤类器官模型适用于体外的抗肿瘤药物筛查以及药物敏感性基因筛选实验，并且为癌症的个体化治疗方案的建立打下基础，该项研究成果发表在Cell杂志上。
至今为止，被广泛采用的建立肿瘤模型的方法主要是培养皿中的细胞系二维培养以及小鼠肿瘤模型，然而这两种方法均有缺陷：前者不能模拟体内正常的三维生长环境，而后者需要耗费大量的时间与资源。而现在，体外类器官模型的建立为研究人员提供了一种行之有效的折衷方法，既能很好地模拟体内三维环境，又大幅节约动物实验所需的大量资源，该方法有可能会对现有的癌症研究模式造成巨大改变。
今年一月份已有报道胰腺癌的类器官模型的成功建立，而此次的研究工作则是建立大肠癌的类器官模型。研究人员利用来自20名大肠癌患者的22个肿瘤组织以及19个正常的癌旁组织培育了类器官模型，并随后进行了全外显子测序，结果发现这些类器官培养物中的遗传突变与对应肿瘤组织标本中的突变高度匹配，并于以往大规模的大肠癌突变分析结果一致。研究结果证实，这些类器官模型培养物忠实地反映了来源肿瘤的基因组特征以及与大肠癌相关的许多基因组多样性。为了将药物敏感性与基因组特征改变联系在一起从而找到相关分子标签，研究人员使用一个包含了25种临床药物，10种化疗药物，29种临床实验药物以及29种试验化合物的药物敏感性文库对这些类器官模型进行筛查。由于具有不同的遗传表达谱，这些类器官对各种药物显示出不同的敏感性。在验证这种方法的过程中，研究人员鉴别出了从前报道过的一些特异突变与某些特定药物耐药性之间的关联。除此之外，这些类器官还揭示出一种新的基因-药物关联，表明一种抑制porcupine蛋白的药物将会使携带RNF43突变的一部分癌症患者受益。
该文章的通讯作者之一，荷兰皇家科学与艺术学院Hubrecht研究所的Hans Clevers教授表示，使用这种肿瘤类器官模型可以进行更有效的临床药物筛选实验并探寻其中的分子机理，找到相关的肿瘤分子标志物。使用该模型已能够深入研究大肠癌的药物敏感性。然而，目前的一个应用局限性在于病人的数量仍相对较少，扩大类器官模型的数量能够使分析误差减小，更为精确地找到药物敏感性的分子标记物。“我们期待着从病人身上直接产生的类器官模型能够直接用于药物敏感性的试验中，以建立类器官“生物银行”来对个性化治疗方案的设计提供指导。”Hans Clevers教授说。
《医学科学报》 (第18期 第5版 国际期刊), http://www.100md.com