Cell：癌症类器官生物银行
2015-05-08 佚名 生物通
研究人员利用由癌症患者肿瘤衍生出的三维（3D）类器官，接近复制出了原发肿瘤的一些关键特性。这些“类器官”培养物适用于大规模的药物筛查来检测与药物敏感性相关的一些遗传改变，为采用个体化治疗改善癌症患者的临床结局铺平了道路。他们将这项研究发表在5月7日的《细胞》（Cell）杂志上。直到现在，人们还主要是利用培养皿中的二维细胞系或是在小鼠模型中开展抗癌药物筛查。比细胞系更加近似人类肿瘤，且比
研究人员利用由癌症患者肿瘤衍生出的三维（3D）类器官，接近复制出了原发肿瘤的一些关键特性。这些“类器官”培养物适用于大规模的药物筛查来检测与药物敏感性相关的一些遗传改变，为采用个体化治疗改善癌症患者的临床结局铺平了道路。他们将这项研究发表在5月7日的《细胞》（Cell）杂志上。
直到现在，人们还主要是利用培养皿中的二维细胞系或是在小鼠模型中开展抗癌药物筛查。比细胞系更加近似人类肿瘤，且比小鼠模型更节省时间和资源，类器官为研究人员提供了现有方法之间的一个折中策略（延伸阅读：Cell重大成果：构建“癌症之王”的类器官模型 ）。
论文的第一作者，维康基金会桑格研究所的Hayley Francies博士说：“每个肿瘤都是不同的，即便它们出现在同一器官中。它们各自由携带不同突变的细胞混合物构成，这些突变决定了治疗是否能有效地发挥作用。令我们感到高兴的是，类器官可以复制出患者肿瘤的一些特征。这为我们提供了更真实的环境来测试新的和现有的药物，以及探讨联合疗法。”
论文的资深作者、维康基金会桑格研究所的Mathew Garnett博士说：“这是第一次用患者的肿瘤衍生出一批癌症类器官（活体生物银行）。我们相信这一令人兴奋的新工具将有潜力改变我们开发以及传递癌症治疗的方式。帮助阐明肿瘤中决定药物是否发挥作用的多个基因组变异之间的复杂相互作用。”
在这项新研究中，研究人员利用来自20名大肠癌患者的肿瘤组织培育出了22个类器官，并随后对从这些培养物中分离的基因组DNA进行了测序。这些类器官培养物中的遗传突变与对应肿瘤活组织标本中的突变高度匹配，并与以往大规模的大肠癌突变分析结果相一致。研究结果证实，这些培养物忠实地捕捉了来源肿瘤的基因组特征，以及与大肠癌相关的许多基因组多样性。
为了将药物敏感性和一些遗传改变联系起来，随后研究人员筛查了这些类器官对83种实验药物以及获批癌症药物的反应。鉴于它们不同的遗传谱，这些类器官对药物显示出各种不同的敏感性。在验证这种方法的过程中，研究人员鉴别出了从前报道过的，一些特异突变与某些特定药物耐药之间的关联。这些类器官还揭示出一种新的基因-药物关联，表明一种抑制porcupine蛋白的药物将会使携带RNF43突变的一部分癌症患者受益。
研究人员说，类器官最终将会被用于临床来预测患者对治疗的反应。但在此之前还需要更多的研究工作来加速以及标准化生成及测试类器官的过程。在短期内，类器官将有可能会推动加速开发新癌症疗法的过程，以及降低成本。
论文资深作者、Hubrecht研究所教授Hans Clevers说：“通常，从在细胞中研究癌症疗法跳至完成一项成功的患者试验有一段很宽的距离。由于类器官易进行实验操控，可以解答我们许多有关癌症的问题，由此缩小了这一距离。类器官不仅可以节约时间和资源，我们希望有一天它们还能够让我们看到治疗方法在个体独特的癌症中将如何发挥作用。”
原始出处：
Marc van de Wetering1, 2, 12, Hayley E. Francies3, 12, Joshua M. Francis4 et al.Prospective derivation of a living organoid biobank' of colorectal cancer patients. Cell, May 7, 2015. DOI: 10.1016/j.cell.2015.03.053
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