Science: 使用类器官为癌症患者提供更好的治疗方案
据《Science》最近的一项研究显示,来源于胃肠肿瘤的类器官——即通过培养,患者的癌细胞中生长出的有机体-微型三维肿瘤 ,准确预测了胃肠道肿瘤患者对治疗的反应。

Hubrecht研究所的科学家兼Princess Máxima中心的研究主任Hans Clevers博士是首先提出创建患者衍生类器官技术的学者,该研究显示类器官具有与原始肿瘤具有相似的生物学特性。


英国伦敦癌症研究所的Nicola Valeri博士是该研究的资深作者,他的研究小组想要研究胃肠癌产生的类器官是否会像原始肿瘤一样对治疗产生反应。


“当我们开始研究的时候,甚至直到现在,我们也很难预测在器官组织中的离体反应是否可以告诉我们癌症患者会发生什么事情。”他说,“但是这些癌症都是可以选择的,而你想要找到正确的方法给正确的患者。”


Valeri和他的团队从71位入选I/II期临床试验的化疗难治性结肠直肠癌或胃食管癌患者的110例转移性肿瘤样本中培养出了类器官。在21例患者中,研究人员将相同的治疗药物,同时应用到类器官和患者身上。结果发现,在相同的时间区间里,对该从患者肿瘤细胞中培养出的类器官无效的药物,100%都对患者无效;而在类器官中产生应答的药物,88%至90%的患者也产生了应答。


该团队还分析了151种肿瘤相关基因,确定了类器官突变谱与原始肿瘤之间具有96%的匹配,还在类器官上检测了55种药物的文库。


“这是我们首次进行的研究之一,我们可以比较临床模型(类器官)和实际临床反应中发生的情况。”Valeri解释说,他补充说,他期望类器官可以用于基因测序,来确定患者是否可能会对治疗作出反应。此外,类器官对研究那些对治疗没有反应的肿瘤也很有价值。


Valeri和他的团队现在计划从循环肿瘤细胞而不是肿瘤组织中培养类器官,以更好地捕捉患者癌症的异质性。他们也试图在类似的肿瘤微环境中种植类器官。


“这是人们第一次能够正式演示肿瘤类器官是如何预测了癌症患者对治疗的反应。”Clevers说,“所以我认为这是一个重大突破。”


对于未参与此项研究的Clevers而言,下一步探究的目标将是一项前瞻性试验,将把基于其类器官反应的患者与接受基于肿瘤病理或DNA分析的治疗的患者进行比较,并显示基于类器官制定癌症治疗决策是更好的。


然而,Clevers指出,直到类器官变得更便宜并且生产更简单,它们很可能仅限于用于特定的环境中,例如用于提高DNA测序的效用和用于药物开发。


“使用类器官,可以收集有关耐药性和药物敏感性的信息,而且其处理量要可以比临床试验高出许多,并且临床工作者可以将类器官反映出的信息与DNA特征相匹配,并了解DNA序列是如何决定能否让某种药物在癌症患者身上起效的”他说。 “因此,类器官将有助于打破药物耐受和治疗敏感性不佳的机制之谜。”



原 文

Patient-derived organoids model treatment response of metastatic gastrointestinal cancers.


Abstract

Patient-derived organoids (PDOs) have recently emerged as robust preclinical models; however, their potential to predict clinical outcomes in patients has remained unclear. We report on a living biobank of PDOs from metastatic, heavily pretreated colorectal and gastroesophageal cancer patients recruited in phase 1/2 clinical trials. Phenotypic and genotypic profiling of PDOs showed a high degree of similarity to the original patient tumors. Molecular profiling of tumor organoids was matched to drug-screening results, suggesting that PDOs could complement existing approaches in defining cancer vulnerabilities and improving treatment responses. We compared responses to anticancer agents ex vivo in organoids and PDO-based orthotopic mouse tumor xenograft models with the responses of the patients in clinical trials. Our data suggest that PDOs can recapitulate patient responses in the clinic and could be implemented in personalized medicine programs.




出处:

Vlachogiannis G, Hedayat S, Vatsiou A, et al. Patient-derived organoids model treatment response of metastatic gastrointestinal cancers[J]. Science,2018,359(6378):920-926.


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