共建立了83個肺腺癌腫瘤類器官（惡性積液=77，腦轉(zhuǎn)移=3，骨轉(zhuǎn)移=1，原發(fā)灶=2），成功率為83.0%（83/100）。結(jié)果表明，肺腺癌類器官與原親本腫瘤組織學特性保持高度一致，測序結(jié)果顯示在進行基因檢測的41例中，類器官的驅(qū)動突變情況(38/41;92.7%)與通過常規(guī)檢測(n=35)和/或靶向NGS(n=9)檢測到的相應腫瘤基本一致。

圖A類器官及其親本腫瘤組織的HE和IHC染色圖像;圖B類器官基因組圖譜

晚期肺腺癌類器官可預測患者對TKI單藥治療的反應，文中比較了EGFR陽性和ROS1陽性非小細胞肺癌患者對TKI單藥治療的無進展生存期（PFS）的體外反應（IC50），PDO對于PSF預測的準確性達到75.0%。另外RECIST（The Response Evaluation Criteria In Solid Tumors）目前已成為腫瘤治療評價標準的基石，藥物測試中，在獲得部分緩解（PR）的患者中建立的大多數(shù)類器官（5/6；83.3%）中觀察到了細胞生長的退化。同時在疾病穩(wěn)定（SD）的患者中建立的大多數(shù)類器官（2/3；66.0%）中觀察到細胞生長。測試數(shù)據(jù)表明PDO的體外藥物反應與經(jīng)系統(tǒng)治療非小細胞肺癌驅(qū)動基因陽性患者的臨床結(jié)果相關。

圖A 9例NSCLC患者臨床注釋的泳池分布圖；圖B，PDO體外反應與匹配患者臨床反應(PFS)的相關性；圖C，PDO細胞活力的百分比

2D培養(yǎng)已被廣泛應用于轉(zhuǎn)化研究,研究比較了2D培養(yǎng)物和3D PDO的臨床相關性，結(jié)果證實培養(yǎng)條件是類器官藥物敏感性的決定因素，在3D培養(yǎng)條件下的晚期肺腺癌PDO臨床相關性更好。已有研究顯示，培養(yǎng)條件可以調(diào)節(jié)HER家族激酶的表達或激活，并影響EGFR或ERBB2驅(qū)動的癌細胞系的藥物敏感性，研究發(fā)現(xiàn)與3D培養(yǎng)條件下相比，2D培養(yǎng)條件下YUO-004的Src和STAT3磷酸化水平顯著降低，數(shù)據(jù)表明預測臨床反應需要依賴3D培養(yǎng)下的Src激活。

A、3D/2D-PDO生成步驟;B、3D/2D-PDO各TKI IC50值比較;C、兩樣本2D/3D培養(yǎng)EGFR L747P突變圖譜；D、不同培養(yǎng)模式圖；E、吉非替尼在兩樣本三種培養(yǎng)條件下的IC50值；F/G、兩樣本免疫印跡圖；H、兩樣本3D培養(yǎng)條件單藥或多藥組合情況；I、用指定濃度的YUO-004不同藥物組合處理的免疫印跡圖

對一名EGFR突變的非小細胞肺癌進展為奧希替尼耐藥的患者進行研究，發(fā)現(xiàn)PDO可以捕捉到達拉非尼/曲美替尼聯(lián)合治療EGFR外顯子19缺失+BRAF G464A突變的臨床療效反應，治療一周后CT掃描顯示腫瘤顯著縮小，而類器官藥物處理結(jié)果顯示，達拉非尼+曲美替尼可達到74%的類器官生長抑制，其他藥物處理后類器官出現(xiàn)增殖生長。

EGFR激活突變對第一代EGFR-TKIs有反應，而罕見的EGFR突變對治療表現(xiàn)出不同的敏感性。為了確定針對EGFR L747P突變的有效治療方法，發(fā)現(xiàn)阿法替尼能有效抑制EGFR下游信號成分，可以對YUO-004異種移植物的生長具有51.8%的腫瘤生長抑制（TGI），并伴有顯著的EGFR磷酸化抑制，而吉非替尼和奧希替尼沒有抗癌作用(TGI分別為20.6%和27.4%)。此外還發(fā)現(xiàn)YUO-050的匹配患者對阿法替尼有反應，獲得了9.5個月的PFS。結(jié)果表明，PDO可預測阿法替尼抗EGFR L747P突變的臨床活性，阿法替尼比第一代和第三代EGFR-TKIs更有效地抑制EGFR L747P突變。

A、患者液體/組織活檢以及類器官NGS總結(jié)；B、腫瘤CT掃描圖（患者奧希替尼耐藥和達拉非尼+曲美替尼聯(lián)合治療）；C、患者不同藥物處理下相對細胞活力測定（5天）；D、患者不同藥物處理下（15天）以及達拉非尼+曲美替尼(第0天)和(第15天)的相對細胞活力測定；E、患者免疫熒光圖（對照和達拉非尼+曲美替尼聯(lián)合用藥）；F、兩組處理Ki-67/ cleaved caspase 3陽性細胞定量條形圖

A、兩樣本分別用指定濃度的第一/二/三代EGFR-TKIs處理；B、兩樣本在指定濃度藥物處理后6小時的免疫印跡圖；C、YUO-004異種移植瘤在指定藥物濃度下的腫瘤體積變化；D、指定藥物濃度不同藥物處理YUO-004異種移植的腫瘤樣本的免疫印跡圖

ERBB2突變和RET融合是靶向治療的新靶點，在大約2%的NSCLC患者中發(fā)現(xiàn)。研究利用類器官研究ERBB2突變和RET融合的NSCLC的有效靶向治療，發(fā)現(xiàn)并強調(diào)了Poziotinib和Pralsetinib對ERBB2外顯子20插入和RET融合的NSCLC的臨床前療效，對于存在ERBB2外顯子20插入或RET融合的晚期肺腺癌，PDO可以識別有效的治療方法。

A、兩個含有ERBB2外顯子20插入突變的樣本用指定濃度的藥物處理5天；B、藥物處理6小時的免疫印跡圖；C、不同樣本不同ERBB2抑制劑處理的IC50值（YUO-053為正常組織類器官）；D、ERBB2突變型類器官中ERBB2抑制劑相對于正常類器官的平均IC50值的柱狀示意圖；E、兩個含有RET融合突變的樣本用指定濃度藥物處理5天；F、藥物處理2小時的免疫印跡圖；G、不同樣本不同RET融合靶向藥處理的IC50值（YUO-053為正常組織類器官）；H、RET融合突變類器官中RET融合靶向藥相對于正常類器官的平均IC50值的柱狀示意圖

從2009年類器官技術元年發(fā)展至今，類器官構(gòu)建技術已經(jīng)較為成熟，逐漸成為科研、臨床、生產(chǎn)等多領域中的熱門助手。2013年，類器官技術被Science評為年度生命科學技術。2019年，Science, Nature, Cell相繼推出類器官特刊。2021年，疾病類類器官模型被列為我國“十四五”首批重點專項。2022年7月10日，國內(nèi)首個類器官領域?qū)＜夜沧R正式發(fā)布，推動類器官藥敏技術更好幫助臨床精準治療。近幾年，類器官技術也越來越多應用于藥敏試驗指導臨床用藥并參與臨床前試驗助力新藥、新療法的開發(fā)。相信隨著類器官技術的突破與經(jīng)驗的積累，結(jié)合產(chǎn)學研醫(yī)的跨界合作，類器官技術一定會不斷地在推動下向前發(fā)展，為科研、臨床、新藥研發(fā)等領域做出更多貢獻。