患者来源类器官 PDO 用于抗肿瘤药物敏感性筛选

肿瘤治疗已经迈入个体化时代，但是临床依旧缺少便捷可靠的手段提前预判患者对药物是否敏感。传统肿瘤细胞系经过长期传代培养，丢失大量原发肿瘤特征；人源肿瘤异种移植模型 PDX 将肿瘤移植到免疫缺陷小鼠体内，药敏预测效果较好，但构建周期长、成本高昂，通量很低，很难大规模应用。患者来源肿瘤类器官 PDO 的出现，弥补了上述模型的部分短板。

PDO 取材来自临床患者的手术标本、穿刺活检样本，经过组织消化处理之后，把肿瘤细胞放置在含有细胞外基质、多种细胞因子的三维培养体系中培养。肿瘤细胞依靠自身干细胞潜能，自我组装形成三维球状类器官结构。成功构建的 PDO 可以长期传代扩增，组织学形态、基因突变谱、拷贝数变异、药物响应特征和来源患者原发肿瘤保持高度一致，可以保存肿瘤内部异质性，这是普通肿瘤细胞系很难实现的优势。

药物敏感性筛选是 PDO 最核心应用场景。获取患者肿瘤建成 PDO 之后，可以分装到多孔板体系，分别给予不同浓度化疗药物、靶向小分子、抗体药物，设置对照，经过一段时间培养之后检测类器官存活、增殖、凋亡情况，对比不同药物处理下的抑制效果，输出体外药敏结果。理论上可以借助 PDO，在给药之前预判哪些药物对该患者肿瘤抑制效果更好，规避无效用药，减少患者承受不必要药物毒副作用。

除单药筛选之外，PDO 也适合开展联合用药方案评估。肿瘤临床经常采用两种或者多种药物联合，提升抗肿瘤效果，延缓耐药出现。药物组合数量庞大，全部在患者体内试错不现实。PDO 体外平台可以批量测试不同药物配比组合，筛选协同效果优秀的组合方案，给临床联合方案选择提供参考。免疫类药物同样可以结合共培养体系，在 PDO 体系加入免疫细胞，评估免疫治疗药物的体外效果。

当然 PDO 药敏模型不能直接等同于临床结果，依旧存在不少局限。一部分临床活检样本肿瘤细胞数量少，肿瘤干细胞活性不足，PDO 建库成功率不稳定，部分肿瘤类型建系难度很高。体外培养微环境和体内真实肿瘤微环境差距客观存在：PDO 缺少完整血管结构，免疫细胞、基质细胞组分缺失，药物渗透环境和体内不一样。体外药敏结果和临床真实疗效存在一定不一致率，PDO 结果只能作为参考，不能直接替代临床决策。

PDO 模型还被大量用于耐药机制研究。选取临床治疗之后复发耐药患者的肿瘤构建 PDO，对比亲本肿瘤类器官，挖掘耐药相关基因突变、信号通路改变，寻找克服耐药的候选药物。另外 PDO 生物样本库可以大规模储存不同患者肿瘤类器官，服务新药研发阶段高通量药物筛选，弥补动物模型通量不足的问题。

样本处理流程标准化是 PDO 走向应用的关键。手术之后样本转运条件、消化酶选择、培养基配方、传代操作、药物处理检测流程，每一步都会影响最终药敏数据。不同实验室操作差异会带来结果偏差，行业正在推进操作规范统一。

总的来说，患者来源肿瘤类器官 PDO 是连接基础科研与个体化肿瘤治疗的有力体外工具。尽管尚不能完全复刻体内全部环境，但是在药敏筛选、耐药机制挖掘、新药前期筛选方面价值突出，随着技术流程持续优化，未来会在精准肿瘤医疗当中发挥更大作用。