北大開發微腫瘤預測模型:藥效準確性逾90%,待大規模驗證
2020年06月30日15:05

原標題:北大開發微腫瘤預測模型:藥效準確性逾90%,待大規模驗證

儘管醫學在不斷進步,但確定每個癌症患者的最佳治療方案仍然很睏難。尤其是近年來,隨著腫瘤精準醫學概念的提出,作為腫瘤精準醫學基礎的腫瘤基因檢測應運而生,但基因組學技術臨床應用的潛力和效果也同樣受到一定的限製。

近日,北京大學工學院生物醫學工程系、北京大學數學學院、北京大學腫瘤醫院、北京大學人民醫院等研究團隊聯合,在《科學轉化醫學雜誌》(Science Translational Medicine;IF=17.2)雜誌上發表了一項研究,題為“Patient-Derived Tumor-Like Cell Clusters for Drug Testing in Cancer Therapy(人源類腫瘤組織細胞簇用於癌症藥敏檢測)”。研究團隊開發了一種全新原代腫瘤細胞自己“任性遊走”組裝形成微腫瘤的方法,建立了乳腺癌等癌種的微腫瘤模型。臨床實驗結果顯示,該微腫瘤模型預測患者藥效的準確性高達90%以上。

這項研究的通訊作者為北京大學工學院生物醫學工程系終身教授席建忠、北京大學腫瘤醫院院長季加孚教授。

值得注意的是,目前有多種分析腫瘤藥物敏感性的方法。過去的60年里,先後有上百種的腫瘤藥敏檢測模型或方法被報導,其中,比較有影響的有腫瘤類器官(PDO)、患者來源的腫瘤異種移植模型等。但這些技術均有其缺點,比如在檢測週期、準確率、檢測藥物通量、檢測成本等方面有局限性,因此指導臨床用藥的前景並不清晰。

研究團隊此次設計開發的方法被稱為微腫瘤PTC模型(patient derived tumor-like cell cluster,人源類腫瘤組織細胞簇),通過原發性上皮細胞、成纖維細胞和免疫細胞的自組裝和增殖,在結構和功能上再現了原發腫瘤。

研究團隊認為,微腫瘤PTC在培養時間、細胞組成等方面,具有明顯的優勢。無論是手術樣本,還是穿刺樣本,2周之內可以檢測100-2000種藥物;此外,微腫瘤PTC是由腫瘤幹細胞、上皮細胞、成纖維細胞、巨噬細胞等多種細胞組成,能夠很好地再現腫瘤組織本身的多細胞微環境與腫瘤上皮細胞的相互作用。

研究團隊通過免疫螢光、流式細胞分析、轉錄組測序等大量方法分析,表明微腫瘤PTC與腫瘤組織在分子、細胞以及組織結構等方面,具有高度的一致性。

作者們在論文中指出,“PTCs使我們能夠在獲得腫瘤樣本後2周內完成個性化的藥物測試。PTC模型下確定的培養條件和藥物濃度有助於其在精準腫瘤學中的臨床應用。”

值得一提的是,團隊採用微腫瘤PTC藥敏檢測模型進行臨床雙盲驗證。對入組並獲得PTC的35位乳腺癌患者,採用影像學結合Miller & Payne分級系統評估臨床療效,PTC檢測結果與臨床療效的一致率達到91.4%。團隊還進行了病理評估的同期驗證,對於化療無效患者的預測率達到87.5%,對於乳腺癌患者的精準治療意義重大。

論文還顯示,研究對59名胃癌、結直腸癌或乳腺癌患者進行的PTC檢測顯示,預測其臨床結果的總體準確率為93%。研究團隊應用PTC來指導一位結直腸粘液腺癌常規治療後複發轉移患者的化療選擇,經過三個週期的由PTC確定的非常規治療,患者表現出的治療效果積極。

研究團隊強調,這些發現需要在更大規模的臨床試驗中驗證,但它們表明PTC模型可以前瞻性地應用於臨床治療決策的選擇。

北京大學人民醫院官網對該成果的報導中還提到,“目前已成功應用於乳腺癌患者的藥物療效預測,可在臨床決策中準確、前瞻性地指導腫瘤患者地個體化治療,不僅使患者獲益,延長生命週期,而且可以節省國家寶貴的醫療資源。”

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