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肝細(xì)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(xì)胞肝癌是肝臟最常見(jiàn)的惡性腫瘤，惡性程度高，容易出現(xiàn)復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)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(yīng)和耐藥性而受到限制。

臨床前藥物開發(fā)的一個(gè)主要障礙是缺乏合適的細(xì)胞培養(yǎng)模型系統(tǒng)。目前常用的人類癌癥模型包括癌細(xì)胞系和患者來(lái)源的異種腫瘤移植的動(dòng)物模型，盡管這兩類模型為癌癥的研究作出了重要貢獻(xiàn)，但仍有一些局限性。癌細(xì)胞系可能已經(jīng)發(fā)生了重大的遺傳變化，無(wú)法再現(xiàn)原始腫瘤的遺傳異質(zhì)性；而動(dòng)物模型對(duì)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)源類器官成為了科研臨床的新選擇。

今天，小編給大家?guī)?lái)Cell Reports 的一篇文章，了解患者來(lái)源的類器官如何代表患者“替身試藥”從而助力臨床肝癌個(gè)體化新療法開發(fā)。在該研究中，團(tuán)隊(duì)選擇運(yùn)用患者活檢組織構(gòu)建HCC類器官進(jìn)行索拉非尼藥物敏感度測(cè)試，用以研究腫瘤異質(zhì)性導(dǎo)致的個(gè)體藥效差異。

首先，團(tuán)隊(duì)利用HCC患者的穿刺活檢組織成功構(gòu)建HCC類器官，并成功驗(yàn)證了類器官與親代腫瘤的一致性。再使用肝內(nèi)膽管癌（CCC）患者的組織構(gòu)建CCC類器官，發(fā)現(xiàn)其與親代組織同樣具有較高的一致性。最后，團(tuán)隊(duì)使用HCC類器官和CCC類器官對(duì)索拉非尼進(jìn)行藥敏試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不同患者來(lái)源的類器官對(duì)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)源的類器官模型與親代腫瘤組織高度一致，能為開發(fā)個(gè)體化精準(zhǔn)治療提供工具。

 研究結(jié)論 

在超聲引導(dǎo)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類器官系進(jìn)行分析。

圖1 肝癌患者來(lái)源腫瘤類器官/正常肝組織類器官建模

圖2 患者腫瘤和正常肝組織穿刺活檢組織

對(duì)腫瘤類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(píng)估，結(jié)果顯示HCC類器官維持了原發(fā)HCC的生長(zhǎng)模式和分化級(jí)別（圖3）。

圖3 HCC類器官及其活檢組織HE染色圖

對(duì)7個(gè)HCC類器官以及親代腫瘤活檢樣本以及成對(duì)的正常肝活檢組織進(jìn)行了全外顯子測(cè)序（WES）。結(jié)果顯示，類器官的體細(xì)胞突變數(shù)量與對(duì)應(yīng)的腫瘤活檢的突變數(shù)量沒(méi)有顯著差異。

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

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

在原發(fā)性肝癌的患者中，有4例肝內(nèi)膽管癌和1例罕見(jiàn)的肝內(nèi)膽管癌-淋巴上皮瘤樣膽管癌。形態(tài)學(xué)上，CCC類器官形成類似于HCC類器官致密的球體（圖5）。CCC類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(dá)典型膽道標(biāo)志物KRT7和KRT19（圖6）。證明CCC類器官與親代腫瘤特征有較高的一致性。

圖5 不同患者成對(duì)腫瘤和正常肝組織類器官明場(chǎng)圖

圖6 類器官和活檢組織膽道標(biāo)志物IHC圖

用不同濃度的索拉非尼處理HCC類器官后，采用Glo檢測(cè)細(xì)胞活力。體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，索拉非尼呈劑量依賴性抑制HCC類器官生長(zhǎng)（圖7）。同時(shí)，測(cè)試了三種 CCC 類器官對(duì)索拉非尼的敏感度，其中一種罕見(jiàn)亞型CCC類器官（淋巴上皮瘤樣CCC，Patient 16)）對(duì)索拉非尼敏感，其 IC50值與HCC 類器官對(duì)索拉非尼的敏感度相當(dāng)。

圖7  不同濃度索拉非尼處理HCC類器官明場(chǎng)圖

 圖8 不同濃度索拉非尼處理下細(xì)胞活性曲線圖； 不同患者來(lái)源的HCC和CCC類器官對(duì)索拉非尼的IC50值

 精科類器官亮點(diǎn) 

精科醫(yī)學(xué)作為國(guó)內(nèi)類器官技術(shù)轉(zhuǎn)化先行者，對(duì)肝癌類器官的相關(guān)研究與臨床應(yīng)用更是走在行業(yè)前列。我們?cè)诟伟╊惼鞴伲ㄔ灰约稗D(zhuǎn)移灶）培養(yǎng)方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，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(xiàn)類器官建模和NGS測(cè)序，能夠在少量樣本的情況下為患者提供更多檢測(cè)服務(wù)，給臨床患者帶來(lái)更大獲益。此外，我們還和多家醫(yī)院和科研機(jī)構(gòu)開展科研和臨床合作。目前我們已經(jīng)在類器官微量建模、類器官鑒定、藥物敏感性檢測(cè)方法、類器官共培養(yǎng)等多個(gè)重要技術(shù)上實(shí)現(xiàn)突破，并已建立相關(guān)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)。