原發(fā)性肝癌（PLC）是全球第二大致命惡性腫瘤，發(fā)病率不斷上升，且PLC具有特異性，患者常常需要個(gè)體化治療。由于缺乏可重復的人體模型評估藥物有效性，肝癌的治療發(fā)展受到阻礙。近年來(lái)，以類(lèi)器官為代表的3D培養技術(shù)為再現人體內環(huán)境的真實(shí)模型成為可能。今天，就由小編帶大家學(xué)習Human Primary Liver Cancer -derived Organoid Cultures for disease modelling and drug screening，一起探究患者來(lái)源肝癌類(lèi)器官成為疾病模型和藥篩平臺的潛力。

研究成功建立了多種類(lèi)型的PLC患者的類(lèi)器官，包括常見(jiàn)的三種類(lèi)型：肝細胞癌（HCC）、膽管癌（CCC）、肝細胞膽管癌（CHC）。PLC類(lèi)器官與原代腫瘤具有高度的一致性，保留了原代腫瘤的組織結構、基因表達和基因組突變圖譜特征，長(cháng)期培養后也可得到保持。利用類(lèi)器官建立的異種移植模型（PDX）研究表明，PLC類(lèi)器官的致瘤潛能、組織學(xué)特征和轉移特性也在體內得到了保留。PLC類(lèi)器官適用于生物標志物鑒定和藥物篩選測試，利用所構建的類(lèi)器官進(jìn)行抗腫瘤藥物敏感性檢測，驗證了肝癌類(lèi)器官可作為藥物篩選的平臺。因此，PLC類(lèi)器官模型在進(jìn)一步理解肝癌生物學(xué)和開(kāi)發(fā)針對該疾病的個(gè)性化醫學(xué)方法方面具有廣泛的實(shí)用性。

與正常肝細胞構建的類(lèi)器官相比，肝癌類(lèi)器官表現出顯著(zhù)不同的組織學(xué)和的細胞結構。類(lèi)器官很好保留了原代腫瘤組織的組織學(xué)特征和腫瘤標記物。

圖1 PLC類(lèi)器官在體外長(cháng)期培養并保留原代腫瘤不同亞型的組織結構特征

在評估特定腫瘤/分化標記物時(shí)，發(fā)現腫瘤樣本的表達譜與相應的匹配組織和亞型相似，PLC類(lèi)器官忠實(shí)地再現并維持個(gè)體患者腫瘤亞型的轉錄組學(xué)特征。由于不同的腫瘤亞型都保持在相同的培養條件下，這些結果表明它們的腫瘤特征是癌癥人群固有的，并且不受培養條件的顯著(zhù)改變。

圖2 PLC類(lèi)器官長(cháng)期擴增保留原代腫瘤的不同亞型表達模式

比較腫瘤類(lèi)器官和健康肝類(lèi)器官轉錄組之間的相似性，來(lái)鑒定是否可以作為識別PLC相關(guān)的新基因或潛在/新的生物標志物，腫瘤類(lèi)器官前30個(gè)上調最多的基因中，我們發(fā)現19個(gè)基因已經(jīng)被報道為PLC中的標記/過(guò)表達基因，其中13個(gè)已經(jīng)與預后不良相關(guān)，而其余11個(gè)基因從未與PLC相關(guān)。這些結果證明，肝癌類(lèi)器官保留了腫瘤組織的特征以及具有辨別預后價(jià)值的基因突變，可用于識別新的潛在肝癌生物標志物。

圖3 類(lèi)器官可再現起源特定組織的表達譜

圖4 類(lèi)器官保留原代腫瘤的基因突變

將HCC、CCC類(lèi)器官和健康肝類(lèi)器官分別移植到免疫缺陷小鼠皮下。發(fā)現腫瘤類(lèi)器官有致瘤性而健康肝類(lèi)器官無(wú)致瘤性。而且肝癌類(lèi)器官的異種移植瘤，在形態(tài)學(xué)和組織學(xué)上與親代組織具有高度一致性。肝癌類(lèi)器官在體外長(cháng)期培養和體內移植后，仍能穩定地保留原代腫瘤的組織結構，并具有致瘤性和轉移的能力。

圖5 利用PLC類(lèi)器官建立的PDX模型驗證了其體內生長(cháng)和轉移潛力

對PLC腫瘤類(lèi)器官系進(jìn)行29種抗癌化合物的敏感性檢測，發(fā)現類(lèi)器官對于藥物的敏感性存在差異，對大多數化合物耐藥。還發(fā)現腫瘤類(lèi)器官對于某些藥物敏感性和突變譜之間具有相關(guān)性，此外，團隊測試了ERK1/2抑制劑SCH772984在體內抑制PLC的能力，發(fā)現在用藥后，腫瘤的生長(cháng)顯著(zhù)減緩，大多數細胞凋亡?？偠灾?，這些實(shí)驗證明了PLC類(lèi)器官是合適的評估患者特異性藥敏的藥物開(kāi)發(fā)平臺，并證實(shí)了EKR抑制劑可以對HCC和CC患者具有治療效果。

圖6 PLC類(lèi)器官可作為藥物篩選和驗證有效治療靶點(diǎn)的平臺

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。