肝細胞癌（HCC）是世界上最常見(jiàn)的原發(fā)性肝癌，也是癌癥相關(guān)死亡的第二常見(jiàn)原因。肝細胞肝癌是肝臟最常見(jiàn)的惡性腫瘤，惡性程度高，容易出現復發(fā)和轉移。多激酶抑制劑索拉非尼是晚期肝癌的唯一治療選擇。由于腫瘤的異質(zhì)性，其療效因患者而異，并且由于不良反應和耐藥性而受到限制。

臨床前藥物開(kāi)發(fā)的一個(gè)主要障礙是缺乏合適的細胞培養模型系統。目前常用的人類(lèi)癌癥模型包括癌細胞系和患者來(lái)源的異種腫瘤移植的動(dòng)物模型，盡管這兩類(lèi)模型為癌癥的研究作出了重要貢獻，但仍有一些局限性。癌細胞系可能已經(jīng)發(fā)生了重大的遺傳變化，無(wú)法再現原始腫瘤的遺傳異質(zhì)性；而動(dòng)物模型對患者腫瘤亞群的植入效率有限，且模型生成耗時(shí)、造價(jià)昂貴，甚至可能經(jīng)歷動(dòng)物特異性腫瘤進(jìn)化而不能真實(shí)有效地模擬患者的致病過(guò)程。因而兼具較好還原原代腫瘤特征并消耗較少的建模時(shí)間的患者來(lái)源類(lèi)器官成為了科研臨床的新選擇。

今天，小編給大家帶來(lái)Cell Reports 的一篇文章，了解患者來(lái)源的類(lèi)器官如何代表患者“替身試藥”從而助力臨床肝癌個(gè)體化新療法開(kāi)發(fā)。在該研究中，團隊選擇運用患者活檢組織構建HCC類(lèi)器官進(jìn)行索拉非尼藥物敏感度測試，用以研究腫瘤異質(zhì)性導致的個(gè)體藥效差異。

首先，團隊利用HCC患者的穿刺活檢組織成功構建HCC類(lèi)器官，并成功驗證了類(lèi)器官與親代腫瘤的一致性。再使用肝內膽管癌（CCC）患者的組織構建CCC類(lèi)器官，發(fā)現其與親代組織同樣具有較高的一致性。最后，團隊使用HCC類(lèi)器官和CCC類(lèi)器官對索拉非尼進(jìn)行藥敏試驗，發(fā)現不同患者來(lái)源的類(lèi)器官對索拉非尼具有不同的敏感性。該研究證明，由患者活檢組織來(lái)源的類(lèi)器官模型與親代腫瘤組織高度一致，能為開(kāi)發(fā)個(gè)體化精準治療提供工具。

 研究結論 

在超聲引導下從HCC患者中獲得腫瘤和正常肝組織穿刺活檢樣本，最終從8名患者中建立10個(gè)HCC類(lèi)器官系進(jìn)行分析。

圖1 肝癌患者來(lái)源腫瘤類(lèi)器官/正常肝組織類(lèi)器官建模

圖2 患者腫瘤和正常肝組織穿刺活檢組織

對腫瘤類(lèi)器官及其活檢組織石蠟包埋切片進(jìn)行組織學(xué)分析和評估，結果顯示HCC類(lèi)器官維持了原發(fā)HCC的生長(cháng)模式和分化級別（圖3）。

圖3 HCC類(lèi)器官及其活檢組織HE染色圖

對7個(gè)HCC類(lèi)器官以及親代腫瘤活檢樣本以及成對的正常肝活檢組織進(jìn)行了全外顯子測序（WES）。結果顯示，類(lèi)器官的體細胞突變數量與對應的腫瘤活檢的突變數量沒(méi)有顯著(zhù)差異。

將所得HCC類(lèi)器官皮下注射到免疫缺陷小鼠體內，發(fā)現所有成功移植的類(lèi)器官（HCC類(lèi)器官和CCC類(lèi)器官）均產(chǎn)生異種移植瘤，且再現了類(lèi)器官和原代腫瘤的組織學(xué)特征和腫瘤標記物表達（圖4）。相對的，對應的正常肝類(lèi)器官并未產(chǎn)生腫瘤，證明了患者來(lái)源肝癌類(lèi)器官具有小鼠體內成瘤能力。

圖4 HCC和CCC類(lèi)器官的異種移植瘤HE染色圖和生物標志物IHC圖

在原發(fā)性肝癌的患者中，有4例肝內膽管癌和1例罕見(jiàn)的肝內膽管癌-淋巴上皮瘤樣膽管癌。形態(tài)學(xué)上，CCC類(lèi)器官形成類(lèi)似于HCC類(lèi)器官致密的球體（圖5）。CCC類(lèi)器官顯示出與親代腫瘤相同的特征，并與原代腫瘤活檢中一致，表達典型膽道標志物KRT7和KRT19（圖6）。證明CCC類(lèi)器官與親代腫瘤特征有較高的一致性。

圖5 不同患者成對腫瘤和正常肝組織類(lèi)器官明場(chǎng)圖

圖6 類(lèi)器官和活檢組織膽道標志物IHC圖

用不同濃度的索拉非尼處理HCC類(lèi)器官后，采用Glo檢測細胞活力。體外實(shí)驗結果顯示，索拉非尼呈劑量依賴(lài)性抑制HCC類(lèi)器官生長(cháng)（圖7）。同時(shí)，測試了三種 CCC 類(lèi)器官對索拉非尼的敏感度，其中一種罕見(jiàn)亞型CCC類(lèi)器官（淋巴上皮瘤樣CCC，Patient 16)）對索拉非尼敏感，其 IC50值與HCC 類(lèi)器官對索拉非尼的敏感度相當。

圖7  不同濃度索拉非尼處理HCC類(lèi)器官明場(chǎng)圖

 圖8 不同濃度索拉非尼處理下細胞活性曲線(xiàn)圖； 不同患者來(lái)源的HCC和CCC類(lèi)器官對索拉非尼的IC50值

 精科類(lèi)器官亮點(diǎn) 

精科醫學(xué)作為國內類(lèi)器官技術(shù)轉化先行者，對肝癌類(lèi)器官的相關(guān)研究與臨床應用更是走在行業(yè)前列。我們在肝癌類(lèi)器官（原位以及轉移灶）培養方面積累了豐富經(jīng)驗，且擁有成熟的癌組織超微量建模技術(shù)，一份微量樣本可以同時(shí)實(shí)現類(lèi)器官建模和NGS測序，能夠在少量樣本的情況下為患者提供更多檢測服務(wù)，給臨床患者帶來(lái)更大獲益。此外，我們還和多家醫院和科研機構開(kāi)展科研和臨床合作。目前我們已經(jīng)在類(lèi)器官微量建模、類(lèi)器官鑒定、藥物敏感性檢測方法、類(lèi)器官共培養等多個(gè)重要技術(shù)上實(shí)現突破，并已建立相關(guān)實(shí)驗室標準。