膠質(zhì)母細胞瘤（GBM）是人類神經(jīng)系統(tǒng)中最常見的原發(fā)惡性腫瘤，約占原發(fā)性腦腫瘤的15%。GBM也是人類最惡性的腫瘤之一，由于其侵襲能力和轉移能力很強，患者通常預后較差，中位生存期15個月，五年內(nèi)生存率僅5%，十年內(nèi)生存率為不足2.6%。針對不同患者個體化藥物治療，需要合適的臨床前GBM模型用于藥物篩選。有研究表明，患者來源的膠質(zhì)母細胞瘤類器官（PD-GBO）能夠保留體內(nèi)GBM的關鍵特征，可進行候選藥物的功能分析，有望成為臨床前發(fā)現(xiàn)腫瘤潛在個體有效治療方案的方法。

構建不同患者來源的膠質(zhì)母細胞瘤類器官，驗證PD-GBO與患者體內(nèi)GBM的一致性，用PD-GBO對FDA批準的41種藥物進行藥篩，對原代腫瘤組織進行轉錄組分析用以分析個體藥物反應和通路特征之間的相關性。結果表明，PD-GBO是一個有潛力的藥物篩選平臺，同時也證明在大致能夠滿足臨床需求的時間內(nèi)，PD-GBO平臺可用于臨床前識別針對特定形態(tài)膠質(zhì)母細胞瘤特征的新藥。

1. PD-GBO在培養(yǎng)中保持增值活力，且保留體內(nèi)膠質(zhì)母細胞瘤已知表達的特定標記；

2. PD-GBO具有膠質(zhì)母細胞瘤形態(tài)學特征——包括GFAP和嵌套標記腫瘤微管（TM）的存在（評估藥物反應的模型中非常重要）；

3.PD-GBO中TM標記的存在與定位與體內(nèi)表達完全重疊；

4.PD-GBO中鈣信號的變化與腫瘤微管的功能相關。

1.在用構建的PD-GBO對41種FDA批準的藥物進行篩選之前，首先用AIVIA Software 9.8.1（DRVISION Technologies）實現(xiàn)深度學習切分，來量化PD-GBO表型藥物篩選所需的形態(tài)學特征；

2. 膠質(zhì)母細胞瘤樣本培養(yǎng)成腫瘤球后再將單細胞懸液在板上打印成PD-GBO，在24h后進行6天藥物測試，可在手術后14-19天報告藥物篩查結果；

3. 針對不同患者的PD-GBO藥物反應，為不同的患者篩選出個體化治療有效的候選藥物，（MA01-依維莫司、克唑替尼、foretinib和達沙替尼；MA02-克唑替尼；MA03-阿法替尼和RXDX-101；MA04-無）。

1.對原代腫瘤組織進行RNA測序，研究不同的KEGG通路的富集是否可以預測 PD-GBO對41種藥物的反應，尋找藥物反應與個體特定KEGG通路富集的相關性；

2.個體間通路的差異，也反映了個體間的腫瘤異質(zhì)性；

3.不同的藥物反應與KEGG通路富集呈現(xiàn)出不同的聚類關系，不同的藥物反應也可能與不同的通路相關，ERBB通路信號與藥物伊維莫司、達沙替尼和阿法替尼治療的反應呈負相關。相對的，MAPK通路信號與藥物克唑替尼、達沙替尼和阿法替尼治療的反應呈正相關。

一個合適的膠質(zhì)母細胞瘤模型能夠可靠地再現(xiàn)患者實際的腫瘤異質(zhì)性、細胞間通訊以及膠質(zhì)瘤細胞與腫瘤微環(huán)境（TME）的相互作用。PD-GBO在分子、結構和功能層面保留了患者腫瘤基因組結構、基因表達譜和細胞多樣性特征，且能夠作為藥篩平臺在初始培養(yǎng)的2周內(nèi)揭示潛在的個體化治療方案，更及時的輔助臨床治療。

雖然PD-GBO已成為了如今臨床和科研的可靠模型，但其也存在一定的缺陷，無法還原體內(nèi)膠質(zhì)母細胞瘤的所有微環(huán)境，比如血管和浸潤免疫細胞，PD-GBO沒有考慮血腦屏障——這是腦癌化療的主要障礙之一和治療失敗的常見原因。伴隨技術發(fā)展，PD-GBO將不斷變得更加完善，從而更好地服務患者。

精科醫(yī)學作為國內(nèi)類器官技術轉化先行者，我們在類器官培養(yǎng)上積累了豐富的經(jīng)驗，涵蓋了乳腺癌、肺癌、胃腸癌、肝癌、膀胱癌、前列腺癌、腎癌、甲狀腺癌、卵巢癌、宮頸癌、骨肉瘤以及腦腫瘤等多種實體腫瘤。其中基于活檢組織的微量建模培養(yǎng)成功率極高，同時可以實現(xiàn)穿刺標本的“一樣兩檢”（類器官藥敏＋NGS）。精科擁有自主研發(fā)的類器官培養(yǎng)技術，能夠有效地延長樣本保護期，擴大地域覆蓋面。此外我們還和多家醫(yī)院和科研機構開展科研與臨床合作。目前我們已經(jīng)在類器官建模方法、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(xiàn)突破，并已建立相關的實驗室標準。