以肿瘤类器官为桥：解锁晚期实体瘤个体化精准治疗新方向！

近日，华北理工大学附属医院与嘉士腾共同合作在国际权威期刊Frontiers in Oncology（IF：3.4）上发表了题为“From Patient-Derived Tumor Organoids to Personalized Cancer Therapy: Advancing Treatment for Advanced Solid Tumors”的文章。该研究证实，患者来源肿瘤类器官（PDTOs）在预判晚期实体瘤患者治疗疗效上展现出突出应用优势，是极具临床转化前景的辅助伴随诊断新工具，既可精准指导肿瘤个体化给药方案制定，也能高效评估晚期实体瘤多药耐药状态。未来开展纳入分层亚组验证的大样本多中心研究，将充分挖掘并证实 PDTOs 在精准肿瘤治疗领域的重要临床转化意义。

01 研究背景

癌症是重大社会公共卫生问题，全球范围内，癌症致死人数占全部死亡病例近16.8%。过去数十年间，随着癌症筛查手段普及、多学科诊疗模式推广以及精准肿瘤学落地实施，我国癌症患者的5年生存率得到显著提升，但临床层面仍存在诸多亟待解决的难题。临床实践中，即便患者罹患同种肿瘤、处于相同病理分期，抗肿瘤治疗效果也存在巨大个体差异。即便通过二代测序检出可靶向的基因突变指导用药，仍有相当比例患者对治疗无应答，或短期内迅速产生耐药。制约肿瘤个体化治疗发展的核心瓶颈，是缺少可靠、可用于临床的体外模型来预测药物敏感性。

PDTOs是一种三维体外肿瘤模型，既能保留原发肿瘤的生物学行为与功能特征，又可还原肿瘤复杂的空间结构和细胞异质性。依托类器官药物敏感性检测，能够为每位患者筛选最优治疗方案，进而指导临床用药决策、改善患者预后。本研究主要阐述了实体瘤来源类器官构建的核心培养方案，并从患者个体层面探究PDTOs指导晚期实体瘤个体化治疗的应用可行性。

02 研究方法

本研究分为样本收集、类器官培养鉴定、体外药敏检测、临床疗效评估四大环节，形成完整闭环流程（图1）。通过对比类器官药敏分级与患者影像学治疗应答，验证PDTOs对晚期实体瘤临床疗效的预测价值。

图1. 研究方法

03 研究结果

3.1 PDTOs生物样本库构建特征

回顾性分析2021年10月至2023年3月嘉士腾类器官生物样本库164例实体瘤样本，包括胰腺癌35例、胃癌36例、乳腺癌32例、胆管癌34例、肺癌 27例。依据类器官建系判定标准，各癌种类器官构建成功率在90.6%~92.6%之间，总建系成功率高达91.5% 。图2展示了不同癌种类器官不同时间点的生长形态。

针对不同样本来源的生物学特性，本平台实施了针对性的培养策略优化以提升建系成功率。对于组织样本，通过精细化的原代细胞分离与处理流程，最大程度地维持了细胞活性与异质性；对于细胞丰度较低的恶性积液样本，则采用高效的肿瘤细胞富集与特化培养方案，显著提升了建系成功率。尤其针对胰腺癌等传统上难以培养的肿瘤类型，本平台通过独特的培养体系有效缓解了内源性消化酶对细胞活力的损伤，并促进了细胞的自发聚集与存活，从而实现了类器官形成效率的显著提升。此外，为确保模型的质量与可靠性，平台建立了贯穿全程的标准化操作流程与严格的质量控制体系，涵盖细胞活力检测、微生物污染筛查、关键表型验证等多个环节。

图2. 各癌种类器官在不同时间点的生长状态

3.2 不同癌种PDTOs的组织病理学鉴定

HE及IHC染色结果可见，胰腺癌、胃癌、乳腺癌、胆管癌、肺癌等多种实体瘤来源的类器官，其组织形态与匹配的原发肿瘤组织高度一致，且类器官 Ki67增殖标志物表达模式同原发肿瘤保持吻合（图3）。这些结果均提示，本研究构建的类器官模型可在一定程度上复刻原发肿瘤的组织病理学特征与细胞增殖活性。

图3. 原发肿瘤组织与对应类器官的组织病理学一致性

3.3 类器官药敏检测结果与临床疗效的一致性分析

为验证PDTO药敏检测能否真实反映患者既往药物应答情况，本研究随访了23例临床资料完整的晚期实体瘤患者，其中3例因身体基础状况差在药敏检测完成后无法开展抗肿瘤治疗而予以剔除，最终20例患者纳入临床疗效一致性分析中。临床疗效与对应药物筛选结果见图4A。

纳入病例中，15例患者的治疗方案包含类器官检测判定为中度敏感、敏感或高敏感的药物，其中13例（13/15，86.7%）达到部分缓解（PR）或疾病稳定（SD）。5例出现疾病进展（PD）的患者里，4例（4/5，80.00%）所用方案包含类器官药敏判定耐药的药物，后续均发生肿瘤进展。一致性分析结果显示，PDTO 体外药敏检测与患者体内临床疗效一致性良好（Kappa系数= 0.625），准确度为85.0%，灵敏度为86.7%，特异度为80.0%（图4B）。

图4. 类器官药物筛选结果与临床治疗疗效的一致性分析。（A）热图展示20例患者的临床疗效与配对类器官药物筛选结果的对应关系；（B）饼图量化呈现类器官预测模型的核心统计学指标，包含灵敏度、特异度与总体准确度；（C） Pat13类器官的明场显微图像，对比多柔比星干预前后的类器官形态变化。

3.4 基于PDTO药物筛选结果预测临床治疗应答

本平台的核心研究目标之一是为每位患者筛选个体化敏感药物，尤其是针对多药耐药的晚期实体瘤患者。

Pat11：胆管癌IV期，伴多部位淋巴结转移、骨转移、肺转移、恶性胸腔积液。2023年7月25日行胆道梗阻球囊扩张内支架成形术，术后化疗6周期（图5A）。2025年1月复查PD，随即行腹腔镜下胃肠吻合＋肠肠吻合术。2025年2月18日行急诊经皮肝穿刺胆道造影＋胆道置管引流术＋腹腔穿刺置管术。2025年3月21日CT检查提示两侧胸腔积液（图5B），经患者同意后采集右侧胸水，进行类器官培养。2025年4月1日，患者进行吉西他滨联合顺铂治疗，并给予洛铂胸腔内注射化疗。2025年4月22日，PDTO药敏结果显示患者对吉西他滨联合顺铂敏感（图5C），继续行该方案治疗。2025年5月9日，CT检查提示患者SD。2025年7月1日复查时发现肺转移瘤进展，更换治疗方案为敏感的紫杉醇胶束联合替吉奥治疗3周期。2025年7月30、8月19日复查，病情均SD。

Pat09：右肺腺癌TxNxM1b（IVA期），伴骨转移、纵隔淋巴结转移和肝转移。2024年9月23日行肺穿刺活检取病理，提示肺腺癌（图5D）。2024年11月14日行骶骨局部放疗。11月28日复查CT 提示肺部转移灶较前略进展。行培美曲塞二钠化疗1次后，行SBRT治疗右肺肿瘤。2025年1月20日复查CT示肺部病灶较前缩小，因此继续给予培美曲塞化疗。2025年3月17日复查CT示肝内新发片状低密度影（图5E）。肝穿刺活检提示，肝脏转移性肺腺癌，考虑肿瘤进展。取活检组织行类器官培养，期间给予长春瑞滨治疗。经类器官药物敏感性检测结果显示，芦康沙妥珠单抗、紫杉醇胶束+洛铂为患者的潜在治疗药物（图5F）。因此，2025年4月23日，患者行芦康沙妥珠单抗靶向化疗3周期。5月20日复查CT示，肿瘤稳定。

图5. 基于类器官药敏检测的个体化疗效预测：两例晚期实体瘤典型病例验证

04 结论

治疗耐药是阻碍晚期实体瘤有效临床管控的核心难题，可由肿瘤固有生物学机制或治疗后获得性机制共同介导。现有研究已阐明耐药背后的多重驱动因素，包括基因组变异、多条信号通路异常激活以及肿瘤微环境重塑等。这些研究虽揭示了药物治疗对晚期实体瘤基因组特征的调控规律，但仍缺乏可直接用于患者分层、预判临床疗效的实操性依据。因此，亟需能够高度复刻晚期实体瘤核心生物学特征、精准预测药物治疗应答的体外模型。

本研究构建高质量、高建系成功率的PDTO生物样本库，证实PDTO能够精准预测晚期实体瘤患者的临床治疗效果。借助该模型开展药物敏感性检测，能快速筛选最优用药方案、识别耐药患者，从而为个体化抗肿瘤治疗提供客观参考，具备重要的伴随诊断价值。但本研究临床验证队列样本量有限，后续需开展大样本、多中心分层亚组验证研究，进一步明确PDTOs在肿瘤个体化治疗中的临床转化价值。

文献来源：Zhang F, Wang YX, Zhang X, et al. Case Report: Personalized treatment in an advanced lung adenocarcinoma patient with EGFR exon 21 L858R mutations based on the patient-derived tumor organoids. Front Oncol. 16:1742943. doi: 10.3389/fonc.2026.1742943.

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