用于临床前研究的患者来源肿瘤类器官的开发无疑将推动精准医学研究进展。目前，研究人员已搭建了泛癌种患者来源类器官（patient-derived organoid, PDO）平台，包含来自191例患者、覆盖15种癌症类型的220株PDO。这一进展预示肿瘤类器官将更多地作为评估和优化癌症治疗方案的模型被应用。
该研究成果发表于《科学·进展》（Science Advances），论文题为《跨癌种患者来源类器官揭示保守的肿瘤异质性及可干预的治疗靶点》。
研究团队对这些类器官进行了全面的表征分析，结果显示类器官在长期培养过程中仍保留了亲本肿瘤的关键特征，且在筛选未被发现的候选治疗药物方面展现出应用潜力。这些类器官在镜下形态、驱动基因突变、基因表达谱及其他特征上均与其亲本肿瘤具有高度相似性。
更具体地，全面表征结果证实类器官“与亲本肿瘤具有高度保真度：组织病理一致性达93%，驱动突变的中位基因组一致性为80%，基因表达中位相关系数为0.85”。类器官的表达谱在传代10次后仍基本保持稳定，保障了长期筛选的可重复性。研究人员指出，克隆性分析显示85%的优势肿瘤克隆被保留，基因组一致性直接反映了克隆相似性。
“本质上，这些类器官是非常理想的亲本肿瘤临床前模型，且可长期培养，因此具备很高的实用性。”威尔康奈尔医学院病理学与检验医学副教授、英格兰德精准医学研究所信息学与计算生物学主任、桑德拉-爱德华梅耶癌症中心成员Andrea Sboner博士表示。
研究团队选取了一部分类器官，其对应的患者肿瘤根据标准临床评判标准不符合新型药物聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（PARP）抑制剂的适用指征。随后研究人员用PARP抑制剂他拉唑帕利（talazoparib）对这些类器官进行药物测试，结果显示超过半数（58%）的类器官对药物高度敏感，这意味着当前的临床评判标准排除了部分本可从这类药物中获益的患者。研究团队对这些敏感类器官的突变及其他特征进行了表征，为扩大临床适用指征提供了线索，同时还鉴定出可与他拉唑帕利发挥协同增效作用的药物。
“例如，你可以在实验性疗法的临床试验期间将这些类器官作为患者的‘替身’，提前了解治疗效果和不良反应。”英格兰德研究所病理学与检验医学教授、研究病理学主任Juan Miguel Mosquera医学博士指出。
科学家还展望了肿瘤类器官技术未来用于个体化治疗方案筛选的应用场景：从患者肿瘤样本中培养类器官，随后快速测试不同治疗方案的效果。
专业注释
- 患者来源类器官（PDO）：体外构建的三维肿瘤模型，高度复刻亲本肿瘤特征
- PARP抑制剂：靶向DNA损伤修复通路的新型抗肿瘤药物