膀胱癌是起源于膀胱尿路上皮的惡性腫瘤，占我國泌尿生殖系腫瘤發(fā)病率的第一位。主要包括尿路上皮（移行細胞）癌、鱗狀細胞癌和腺癌，其中，膀胱尿路上皮癌最為常見(jiàn)，占膀胱癌的90%以上。根據腫瘤侵犯膀胱的深度和預后特點(diǎn)，臨床上將膀胱癌分為非肌層浸潤性膀胱癌(non-muscle-invasive urothelial cancer, NMIBC)和肌層浸潤性膀胱癌(muscle-invasive urothelial cancer, MIBC)，其中又以NMIBC為主要類(lèi)型，通常具有相對較好的預后。

據報道，膀胱癌的發(fā)病率為6.6/10萬(wàn)，男性的發(fā)病率為女性的3~4倍，膀胱癌易轉移、易復發(fā)、治療手段有限，其中晚期膀胱癌患者的長(cháng)期生存率很低，大約僅有5%的轉移性膀胱癌患者存活5年或更長(cháng)時(shí)間。

膀胱癌的治療是一直存在的臨床難題，近30年來(lái)，膀胱癌的治療實(shí)際上沒(méi)有太多的進(jìn)展，主要的手段為手術(shù)和以鉑類(lèi)為基礎的化療。鉑類(lèi)為基礎的化療是晚期患者的治療首選，臨床反應率約為50%，但治療后患者會(huì )出現耐藥的問(wèn)題，腫瘤進(jìn)展后沒(méi)有很好的治療方法。但是膀胱癌目前還沒(méi)有得到深入的研究，而且很少有能客觀(guān)反映膀胱癌生物學(xué)特性的實(shí)驗模型。

美國哥倫比亞大學(xué)和紀念斯隆凱特琳癌癥中心合作成功建立了膀胱癌的類(lèi)器官模型，相關(guān)研究結果發(fā)表在2018年4月5日的Cell期刊上，文章題目為T(mén)umor Evolution and Drug Response in Patient-Derived Organoid Models of Bladder Cancer，截至目前已經(jīng)有超過(guò)222篇SCI文章引用，這篇膀胱癌類(lèi)器官高引文獻對于膀胱癌類(lèi)器官重要問(wèn)題進(jìn)行了深度闡述，現在對文章的重點(diǎn)進(jìn)行解讀：

文章圖像概述

注：

PDO：Patient Derived Organoid, 患者來(lái)源的類(lèi)器官

PDOX：Patient-Derived Organoid Xenograft, PDO原位異種移植

PDXO：Patient-Derived Organoid Xenograft Organoid, 異種移植來(lái)源的類(lèi)器官

PDOX與PDXO可以實(shí)現相互轉化

對類(lèi)器官石蠟切片及其對應的原發(fā)腫瘤組織進(jìn)行HE染色，顯示二者組織病理特征高度一致。

研究通過(guò)MSK-IMPACT平臺進(jìn)行靶向測序，對體細胞突變以及DNA拷貝數進(jìn)行檢測，了解膀胱癌類(lèi)器官模型的基因組特性。分析結果確定膀胱癌類(lèi)器官與原發(fā)腫瘤的突變譜高度一致，重要的是，類(lèi)器官突變譜與原發(fā)腫瘤高度一致，囊括了人類(lèi)膀胱癌中大多數常見(jiàn)的基因組改變，詳見(jiàn)下圖。

通過(guò)進(jìn)行相似深度測序比較它們的突變譜來(lái)評估類(lèi)器官以及PDO原位異種移植和異種移植來(lái)源的類(lèi)器官在培養中的遺傳穩定性。單個(gè)來(lái)源的樣品之間的突變譜非常相似，腫瘤的絕大部分基因型保持穩定，但在連續傳代培養和/或移植或從移植中構建類(lèi)器官過(guò)程中會(huì )丟失或獲得了部分突變。在分析每個(gè)來(lái)源的克隆組成后，發(fā)現保留了軀干突變，但可能會(huì )獲得或丟失亞克隆突變。因此，許多類(lèi)器官在連續傳代以及隨后的異種移植和/或類(lèi)器官重建過(guò)程中表現出克隆演化（clonal evolution），克隆演化是隨著(zhù)時(shí)間推移腫瘤產(chǎn)生遺傳變化的現象，它是腫瘤進(jìn)展和發(fā)生耐藥的一個(gè)主要促進(jìn)因素。

為了更好地闡明腫瘤內異質(zhì)性導致培養中克隆演化，我們對來(lái)自五個(gè)獨立類(lèi)器官來(lái)源的24份樣本進(jìn)行了全外顯子組測序。外顯子測序結果與靶向外顯子測序結果高度相似，同一來(lái)源的不同樣本的突變譜高度相似，不同膀胱癌類(lèi)型的來(lái)源的樣本總體突變負荷也具有相似性。此外進(jìn)行系統發(fā)育分析揭示了類(lèi)器官以及PDO原位異種移植和異種移植來(lái)源的類(lèi)器官的線(xiàn)性和分支腫瘤進(jìn)化模式。然而，腫瘤演化的程度因系而異。因此，這些結果表明，即使在沒(méi)有藥物治療的情況下，膀胱類(lèi)器官培養中也會(huì )發(fā)生腫瘤演化，并且克隆演化的模式類(lèi)似于體內復發(fā)性膀胱癌。

為探討類(lèi)器官評價(jià)藥物療效的臨床前模型的應用，進(jìn)行劑量滴定分析來(lái)藥物對于類(lèi)器官效果，藥物是根據其在膀胱癌治療中的臨床相關(guān)性來(lái)選擇的，包括標準治療和在臨床試驗中測試研究的藥物。

文章描述了一個(gè)由患者來(lái)源的膀胱癌類(lèi)器官生物樣本庫，它概括了人類(lèi)非肌肉浸潤性和肌肉浸潤性膀胱癌的組織病理學(xué)和分子譜特征。類(lèi)器官保留了原發(fā)腫瘤的異質(zhì)性，并在傳代培養和異種移植過(guò)程中出現克隆進(jìn)化。通過(guò)患者在疾病復發(fā)前后獲得的活檢樣本，可以有效地建立類(lèi)器官，這些來(lái)自復發(fā)性膀胱癌患者的類(lèi)器官為研究原發(fā)實(shí)體腫瘤的腫瘤演化和藥物反應提供了一個(gè)很好的模型系統，用以闡明復發(fā)的體細胞突變的生物學(xué)功能及其在介導轉化和促進(jìn)疾病進(jìn)展方面的作用。此外類(lèi)器官可與原位異種移植高效地進(jìn)行轉換，發(fā)揮不同模型的特定實(shí)驗優(yōu)勢。對膀胱腫瘤器官的藥物反應分析表明，分子突變譜與治療抗性變化相關(guān)，并且可以通過(guò)體內異種移植來(lái)驗證藥物的特異性反應。

整個(gè)研究表明，患者來(lái)源的膀胱腫瘤類(lèi)器官代表了一個(gè)準確的模型系統，在腫瘤精準醫學(xué)的背景下，患者的膀胱癌類(lèi)器官是研究腫瘤演化和治療反應的可靠模型。

通過(guò)在類(lèi)器官篩選鑒定出的藥物可以在類(lèi)器官的異種移植中得到驗證，并且原則上可以用于指導膀胱內治療。文章作者指出，下一步必須進(jìn)行“聯(lián)合”（腫瘤類(lèi)器官與患者）臨床試驗，以確定患者來(lái)源的膀胱腫瘤類(lèi)器官對藥物治療的反應是否能概括患者對體內相同治療的反應，證實(shí)類(lèi)器官在預測腫瘤臨床藥敏方面的作用。