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治癌“黑科技”来了!肿瘤类器官当“替身”试对药

2021-04-22 16:51 来源:大洋网

明明有用药靶点,为什么疗效却不那么如意?

明明一样的恶性肿瘤,“神药”帮大多数患者将病灶杀灭,为什么偏偏对有的患者不“神”?

眼花缭乱的抗癌药,如何选择?……

正值第27届全国肿瘤防治宣传周,我们专访国务院政府特殊津贴专家、知名分子病理学家、精科生命科学研究院器官首席科学家、精科医检所医学总监李宏教授,揭示如何帮助肿瘤患者个体化治疗,选好药!

李宏教授

国务院政府特殊津贴专家、知名分子病理学家

精科研究院类器官首席科学家、精科医检所医学总监

故事:他们尝新,非常得益

10岁男生小轩,总是莫名其妙喊骨头痛,夜里有时会痛得睡不着,又动不动发烧,就医证实患上了骨肉瘤,骨肉瘤占20岁以下人群恶性肿瘤的5%。跟小轩一样,18岁男生小炯也被查出骨肉瘤。

对低龄或年轻的癌症患者用药尤其需要谨慎,医生在6种抗癌药物的选择里有点犹豫,于是小轩、小炯的肿瘤组织被送去做了很多人从未听说过的“类器官药敏检测”。

专业人员将这些组织进行染色、培养,4天后形成典型类器官结构,1周后传代培养,传代4天后,进行了96小时的药物处理实验和相关细胞增殖活性测定,有了不一样的结果:

与异环磷酰胺相比,小轩更适合使用甲氨蝶呤、卡铂,这二者对他的病灶有更明显的生长抑制和诱导凋亡作用;而小炯,6种抗癌药都检测了,可见到都有一定的肿瘤细胞生长抑制作用,但顺铂、异环磷酰胺效果更明显,死活细胞比率检测也证实,二者对肿瘤细胞的杀伤力更强。

48岁乳腺癌患者钟女士也是“类器官检测”尝新者。钟女士已经发生脑转移,精准用药时不可待,经过对她的脑部新鲜手术组织取样,培养出乳腺癌类器官,经过96小时药物处理,检测出拓扑替康、替莫唑胺、顺铂、白蛋白紫杉醇等5种药物里,拓扑替康对她的癌组织抑制力最强。正是根据这一结果与基因测序结果,医生为钟女士更换了药物方案,很快过到客观缓解效果。

以往困境: 60%靠药物治癌却有三大遗憾

近10多年来,全国恶性肿瘤发病率每年保持约3.9%的增幅,死亡率每年保持2.5%的增幅。

李宏教授指出,最牵动人心的是癌症中晚期患者,他们占新增病例的60%,易发现就有局部扩散,癌灶侵犯邻近组织和器官,出现引流淋巴结,甚至远隔器官转移,比如脑、肺、肝、骨等转移。中晚期,尤其是晚期,药物治疗是癌症晚期的首选治疗方法之一。

医学是遗憾的科学,在癌症药物治疗上更是如此。哪怕是如今最鼓舞人心的癌症个体化精准药物治疗,都有着三大遗憾。李宏教授解释:

第一,是患者基因突变中,可以利用作为治疗的靶点有限,临床研究数据显示,只有不到10%的突变有可用的药物;

第二,靶点用药的疗效往往与预测有所出入,尤其在治疗效果上存在着个体差异;

第三,患者出现耐药性。

李宏教授进一步分析,造成这些遗憾的原因很复杂,首先在于肿瘤细胞的遗传学不稳定性,其次更可能的是“肿瘤细胞的异质性”即肿瘤组织由不同癌细胞的群体所构成。

“黑科技”来了:培养肿瘤类器官“替身试药”

科学研究探索不止,遗憾就无法永远存在。李宏教授说,能与基因检测实现“珠联璧合”的类器官检测技术,正是生命科学领域一项“黑科技”。

类器官(Organoid)是一种3D的细胞培养物,在结构以及功能上高度模拟人体器官,能够形成器官类似的空间结构并且分化出对应功能,具备细胞增殖分化、可长期培养、遗传稳定性等特点。肿瘤类器官则从患者活检、穿刺或手术切除的组织,经体外3D培养,产生出类似于原器官组织多细胞结构。

各种肿瘤类器官高清图像(部分)

2013年,类器官技术被Science杂志誉为十大科技进展;2017年,又被Nature Methods评为生命科学领域的年度技术;2019年,Science杂志发表类器官重磅特刊;2020年,国自然(NSFC)连续3年建议支持研究肿瘤类器官模型。

李宏教授说,正是因为肿瘤类器官保持了患者肿瘤的原有特征,它们对药物的反映与肿瘤的实际情况十分一致:对类器官有效的药物在90%以上患者体内也有效,对类器官无效的药物对这位患者体内肿瘤100%无效。

也就是说,从患者自身肿瘤组织而来的类器官,可以作为患者“替身”,进行化疗药、靶向药、新型抗肿瘤抗体药等药物敏感性检测,辅助医生制定个体化治疗方案。

患者不用亲身试药,避免耽误宝贵的时间“走弯路”,就能挑选对症的药,而且降低药物毒副作用、耐药风险和肿瘤复发几率。

肿瘤类器官的生死之旅

化疗后的患者肿瘤类器官,体现着生死有别

热度飙升的“实验室里的医生”

类器官,是细胞培养界领域一颗冉冉升起的“巨星”。

据行业统计,世界范围内,肿瘤类器官相关文章从2010年的42篇,在短短十年间,跃升到2020年的2097篇,2021年刚过去四分之一,也已经达到了661篇,“国内在这方面的研究文章也在不断的增加”,李宏教授说,他所带领的精科医检所类器官团队,目前已经撰写7篇学术论文并将陆续发表。

在他看来,肿瘤类器官技术真正的难点在于如何将它更好地用于临床实践,解决肿瘤患者尤其是中晚期患者治疗的用药难题。

以他带领的团队为例,博士、硕士们都有着扎实的临床医学知识和熟练的实验技能,更具有“医者仁心”的崇高使命感,把每例类器官视为那位病人,把自己看作是“实验室里的医生”,精确加药,密切观察,一丝不苟地检测分析,得出客观可靠的数据供医生参考,得到医患们的充分认可。

记得有一位晚期乳癌患者,先检测8个拟用药,都无效,大家都心情沉重。执着之下,团队与医生沟通再检测5个药,终于筛出1个抗癌效果好的药物。

“这个过程,就跟真真切切挽救一条生命无异,我们为患者高兴也为自己自豪!”李宏教授直言,对难治病例,精科类器官团队是不计成本的。

展望:彻底改变癌症临床治疗现状

基于类器官技术的体外药物筛选、精准治疗,可通过肿瘤发病机制、药物筛选、肿瘤异质性研究,与基因检测联合,在疾病各个阶段都可进行类器官药敏检测,协助临床医生动态调整用药方案,包括药物品种、单用还联合、剂量等等。具体来说,可有以下作用:

1、避免经验用药的盲目性,提高疗效;

2、有针对性进行药物试验,缩短检测时间,提高检测准确性;

3、提高治疗的靶向性,避免不必要的药物不良反应;

4、降低肿瘤耐药性,减少多重耐药的诱生。

李宏教授介绍,目前,精科医学实验室已经成功培养出人类肺癌、乳腺癌、胆管癌、胃癌、结直肠癌、前列腺癌、肾癌、喉鳞癌、下咽癌、肾透明细胞癌、未分化甲状腺癌、骨肉瘤、骨巨细胞瘤、尤文肉瘤等20余种类器官,成功率达95%。

更让李教授自豪的是,得益于肿瘤生物学与实验治疗学的深入研究,团队在原代组织培养和类器官培养方面经验丰富,掌握了具有自身特色的技术秘诀,成功培养了一些难度较大的肿瘤类型,比如国内外迄今尚未报道的骨肉瘤类器官,已培养成功并累积了一定的研究经验。

研究与转化永不停步,李宏教授团队展望长远,目标确定,要给临床医生创造更多肿瘤相关科研可能性,要推动肿瘤类器官(PDO)技术发展和应用,形成更多的专家共识,推动临床指南更新,更重要的是,将精准治疗的意义落实在临床,拯救肿瘤患者生命,为社会带来更大的希望。

未来更精准的个体化肿瘤治疗

(资讯)

文、图/何雪华、朱美意

[ 编辑: gzck ]
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