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，以類器官為代表的3D培養(yǎng)技術為再現人體內環(huán)境的真實模型成為可能。今天，就由小編帶大家學習Human Primary Liver Cancer -derived Organoid Cultures for disease modelling and drug screening，一起探究患者來源肝癌類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型的PLC患者的類器官，包括常見的三種類型：肝細胞癌（HCC）、膽管癌（CCC）、肝細胞膽管癌（CHC）。PLC類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，長期培養(yǎng)后也可得到保持。利用類器官建立的異種移植模型（PDX）研究表明，PLC類器官的致瘤潛能、組織學特征和轉移特性也在體內得到了保留。PLC類器官適用于生物標志物鑒定和藥物篩選測試，利用所構建的類器官進行抗腫瘤藥物敏感性檢測，驗證了肝癌類器官可作為藥物篩選的平臺。因此，PLC類器官模型在進一步理解肝癌生物學和開發(fā)針對該疾病的個性化醫(yī)學方法方面具有廣泛的實用性。

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

圖1 PLC類器官在體外長期培養(yǎng)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，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類器官忠實地再現并維持個體患者腫瘤亞型的轉錄組學特征。由于不同的腫瘤亞型都保持在相同的培養(yǎng)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(yǎng)條件的顯著改變。

圖2 PLC類器官長期擴增保留原代腫瘤的不同亞型表達模式

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

圖3 類器官可再現起源特定組織的表達譜

圖4 類器官保留原代腫瘤的基因突變

將HCC、CCC類器官和健康肝類器官分別移植到免疫缺陷小鼠皮下。發(fā)現腫瘤類器官有致瘤性而健康肝類器官無致瘤性。而且肝癌類器官的異種移植瘤，在形態(tài)學和組織學上與親代組織具有高度一致性。肝癌類器官在體外長期培養(yǎng)和體內移植后，仍能穩(wěn)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類器官建立的PDX模型驗證了其體內生長和轉移潛力

對PLC腫瘤類器官系進行29種抗癌化合物的敏感性檢測，發(fā)現類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)現腫瘤類器官對于某些藥物敏感性和突變譜之間具有相關性，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，腫瘤的生長顯著減緩，大多數細胞凋亡?？偠灾?，這些實驗證明了PLC類器官是合適的評估患者特異性藥敏的藥物開發(fā)平臺，并證實了EKR抑制劑可以對HCC和CC患者具有治療效果。

圖6 PLC類器官可作為藥物篩選和驗證有效治療靶點的平臺

精科醫(yī)學作為國內類器官技術轉化先行者，對肝癌類器官的相關研究與臨床應用更是走在行業(yè)前列。我們在肝癌類器官（原位以及轉移灶）培養(yǎng)方面積累了豐富經驗，且擁有成熟的癌組織超微量建模技術，一份微量樣本可以同時實現類器官建模和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，給臨床患者帶來更大獲益。此外，我們還和多家醫(yī)院和科研機構開展科研和臨床合作。目前我們已經在類器官微量建模、類器官鑒定、藥物敏感性檢測方法、類器官共培養(yǎng)等多個重要技術上實現突破，并已建立相關實驗室標準。