上?？萍即髮W(xué)免疫化學(xué)研究所、上海臨床研究中心與復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院和德國(guó)癌癥研究中心等單位緊密合作，建立了一種新型個(gè)體化患者腫瘤類(lèi)器官（IPTO）模型，利用患者來(lái)源的腫瘤樣本，真實(shí)再現(xiàn)了原發(fā)性及轉(zhuǎn)移性腦腫瘤的分子病理、細(xì)胞病理和腫瘤微環(huán)境，能夠精準(zhǔn)預(yù)測(cè)患者的藥物反應(yīng)。近日研究成果以“Individualized Patient Tumor Organoids Fully Recapitulate Human Brain Tumor Ecosystems and Predict Patient Response to Therapy”為題，發(fā)表在國(guó)際期刊《細(xì)胞-干細(xì)胞》（Cell Stem Cell）。

腫瘤類(lèi)器官是癌癥研究的重要工具，但現(xiàn)有的腦瘤類(lèi)器官模型存在一定局限，限制了其在臨床反應(yīng)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用。目前已建立的腦瘤類(lèi)器官大多針對(duì)惡性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，這些類(lèi)器官雖然能夠部分保留腫瘤的形態(tài)特征、細(xì)胞組成、基因組異常和侵襲性等，但未能充分模擬腫瘤細(xì)胞與正常腦組織之間的相互作用。此外，現(xiàn)有模型在體外培養(yǎng)后，免疫細(xì)胞及腫瘤相關(guān)免疫微環(huán)境細(xì)胞的數(shù)量顯著減少，無(wú)法真實(shí)反映患者腫瘤的病理特征。而針對(duì)低級(jí)別膠質(zhì)瘤及腦轉(zhuǎn)移瘤的類(lèi)器官體系仍為空白。

為了解決這一問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)將患者來(lái)源的原發(fā)腫瘤組織（PTs）植入由多功能誘導(dǎo)性干細(xì)胞（iPSC）建立的迷你大腦類(lèi)器官（mini-brain）中，成功模擬了腫瘤細(xì)胞在類(lèi)腦環(huán)境中的生長(zhǎng)與侵襲。通過(guò)這一方法，研究團(tuán)隊(duì)建立了包含326個(gè)患者組織來(lái)源的生物樣本庫(kù)，涵蓋了48種腦部腫瘤類(lèi)型，包括各類(lèi)高級(jí)別和低級(jí)別成人腫瘤、兒童腫瘤及腦轉(zhuǎn)移瘤等。組織病理學(xué)、基因組學(xué)、表觀(guān)遺傳學(xué)以及單細(xì)胞測(cè)序分析表明，IPTO模型真實(shí)保留了患者腫瘤的細(xì)胞異質(zhì)性及分子病理學(xué)特征。

圖示：該Sunburst 圖展示了本研究中用于生成 IPTOs 的樣本數(shù)量和腫瘤亞型占比，研究人員通過(guò)這種方法建立起326個(gè)病人組織來(lái)源的生物樣本庫(kù)，涵蓋了48種中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤類(lèi)型，包括成人腫瘤，兒童腫瘤以及腦轉(zhuǎn)移瘤等。

與傳統(tǒng)的腦瘤類(lèi)器官模型相比，IPTO模型的成功率更高，能夠維持腫瘤免疫微環(huán)境特別是免疫細(xì)胞的細(xì)胞組成，并高度保持腫瘤內(nèi)部的空間異質(zhì)性，是目前所知唯一能夠做到這一點(diǎn)的模型。更為重要的是，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了一項(xiàng)前瞻性的臨床驗(yàn)證，利用IPTO模型預(yù)測(cè)腦瘤患者對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化療藥物替莫唑胺的反應(yīng)，結(jié)果表明，IPTO模型能夠精準(zhǔn)預(yù)測(cè)病人反應(yīng)，也表明IPTO技術(shù)成功達(dá)到了預(yù)測(cè)性臨床前模型的標(biāo)準(zhǔn)。 

因其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及建立初就深度結(jié)合臨床等特點(diǎn)，IPTO技術(shù)已經(jīng)在中德多個(gè)醫(yī)院得到快速獨(dú)立驗(yàn)證，并且已經(jīng)可以應(yīng)用到化療、靶向治療、免疫治療和細(xì)胞治療藥物預(yù)測(cè)。德國(guó)合作團(tuán)隊(duì)也已經(jīng)成功把這項(xiàng)技術(shù)整合到TCRT臨床試驗(yàn)流程之中。基于IPTO技術(shù)的多項(xiàng)國(guó)際臨床應(yīng)用合作也在穩(wěn)步推進(jìn)中。

上科大免疫化學(xué)研究所癌癥干細(xì)胞課題組2022級(jí)博士研究生彭天平、德國(guó)癌癥研究中心（DKFZ）麻秀建以及復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院主任醫(yī)師花瑋為本研究的共同第一作者。上科大免化所副研究員吳永和、特聘教授劉海坤以及復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院毛穎為本論文的共同通訊作者。

論文鏈接：https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(25)00002-5