肺癌类器官预测临床疗效总准确率高达83.3%
来源:生物探索
预测局部晚期或转移性肺癌患者对化疗或靶向治疗的临床疗效需要一个准确和经济的工具。肿瘤类器官是精准医学中预测临床治疗疗效的一种潜在方法。近年来，类器官技术可谓是生物医学领域最具突破性的前沿技术之一。在过去十年，干细胞研究领域取得的关键进展之一就是类器官体系的发展。
类器官属于三维（3D）细胞培养物，包含其代表器官的一些关键特性。此类体外培养系统包括一个自我更新干细胞群，可分化为多个器官器官特异性的细胞类型，与对应的器官拥有类似的空间组织并能够重现对应器官的部分功能，从而提供一个高度生理相关系统 。含有成体干细胞的组织样本、单一成体干细胞或者通过多能干细胞的定向诱导分化都能够产生类器官。由于部分类器官模型系统特征是具有活性干细胞群的存在，类器官能够极大地实现扩增,为研究人员提供了研究各种器官的高度可靠和可扩展的平台 。近日，广东省肺癌研究所的研究人员及其合作者在Cell子刊Cell Reports Medicine发表了题为“Using patient-derived organoids to predict locally advanced or metastatic lung cancer tumor response: A real-world study”的论文。该研究使用患者来源的类器官来预测局部晚期或转移性肺癌的肿瘤疗效，这也是目前全球范围内已公开发表的最大的肺癌类器官研究队列。
图1 研究成果（图源：[1]）
在这项研究中，研究人员从107名晚期癌症患者中生成了214个癌症类器官，总成功率为75.7%（162/214），其中212个是肺癌类器官（LCO），主要来源于恶性浆液性渗出液（MSE）。另外，研究人员还在真实世界研究中进行了针对化疗和靶向治疗的肺癌类器官药物敏感性测试（LCO-DST），用于预测相应治疗的临床反应。为了验证恶性浆液性渗出液和恶性浆液性渗出液来源的肺癌类器官之间基因组图谱的一致性，研究人员对25名患者进行了二代测序，并对积液和肺癌类器官样本进行了体细胞突变分析，如下图所示。这些数据显示肺癌类器官样本的变异敏感性为70.5%（93/132），阳性预测值为69.4%（93/134）。
基于肺癌类器官的肿瘤突变负荷与基于积液的肿瘤突变负荷呈正相关说明积液和肺癌类器官样本之间的基因组图谱具有一致性，即类器官可以反应其同源组织的遗传背景。为了研究EGFR和RET抑制剂联合治疗的潜在分子机制，研究人员进行了4D无标记高通量蛋白质组学分析。主成分分析（PCA）结果表明，不同治疗组的表达水平不同，即治疗效果不同。三个处理组均表现出相同的蛋白表达趋势，且核蛋白变化的数量最多，其次是细胞质和细胞膜蛋白。表明所有这三种治疗的蛋白质表达改变主要在于调节细胞核的功能，包括基因表达。
综上所述，药物敏感性与临床反应的总体一致性可达83.33%，LCO-DST在预测晚期癌症治疗反应中有极高的准确性，其在精确医学中具有巨大的潜力，后续可进行大规模临床试验，确定不同类型疗法的精确截止值。这表明肿瘤类器官药物敏感性测试是治疗晚期肺癌的一种有前景的精准医疗工具。
