近日，北京大學(xué)人民醫(yī)院胸外科王俊院士課題組與清華大學(xué)劉鵬研究員課題組、北京航空航天大學(xué)陳曉芳副教授課題組合作類器官與芯片結(jié)合的研究新成果“Patient-derived organoids analyzed on a superhydrophobic microwell array for predicting drug response of lung cancer patients within a week”在國際著名期刊Nature Communications在線發(fā)表。該研究通過開展跨領(lǐng)域、面向臨床的聯(lián)合攻關(guān)，將微流控芯片與腫瘤類器官這兩項前沿技術(shù)結(jié)合，研發(fā)出全新的集成超疏水微孔陣列芯片（InSMAR-chip），顯著提高了對腫瘤患者抗癌藥物臨床療效預(yù)測的效率和時效。

論文截圖

在精準治療時代，腫瘤體外藥敏預(yù)測是個體化治療的重要研究方向。近年來，腫瘤類器官技術(shù)取得重要進展，在多個癌種中均開發(fā)出預(yù)測患者對于藥物抗癌療效的體外模型。但在肺癌領(lǐng)域，腫瘤類器官模型的構(gòu)建和應(yīng)用受限于效率和時耗等問題，較其它癌種更為困難。

研究團隊改進了腫瘤樣本的處理方法，采用機械處理方法從手術(shù)切除和活檢的新鮮腫瘤組織中培養(yǎng)出大量肺癌類器官（lung cancer organoids, LCOs），證實LCOs保留了親代腫瘤的組織學(xué)與遺傳學(xué)特征，能在長期體外培養(yǎng)和傳代后保持穩(wěn)定，具有無限傳代擴增的潛力。團隊采用全新的集成超疏水微孔陣列芯片（InSMAR-chip），將其用于LCOs的高通量三維培養(yǎng)和分析，由于芯片上的微孔體積為納升量級，大幅降低樣本消耗量和培養(yǎng)時耗，一周時間內(nèi)即可完成藥物反應(yīng)的測試，并獲得藥敏結(jié)果。后續(xù)實驗充分證明，這些藥物測試結(jié)果與患者來源的異種移植物、腫瘤的基因突變和臨床結(jié)果高度吻合。

研究團隊建立了一套有效的肺癌樣本處理和分析方法，相比基于PDO的藥敏試驗長達數(shù)周甚至數(shù)月的檢測時長，新方法的時效性優(yōu)勢突出，檢測時長更符合臨床實踐的要求。他們使用InSMAR-chip進行LCOs藥物敏感性檢測的結(jié)果，通過與PDX模型、基因突變和臨床實際療效的對比，均證實能夠預(yù)測體內(nèi)腫瘤對抗癌藥物的反應(yīng)，并具備藥物篩選的潛力。LCOs模型與微流控芯片的結(jié)合，為臨床預(yù)測患者特異性藥物反應(yīng)提供了一種有效、可靠的技術(shù)手段。

此項芯片與類器官結(jié)合的前沿技術(shù)會為腫瘤類器官預(yù)測藥物臨床反應(yīng)帶來新的突破，研究團隊將繼續(xù)協(xié)同努力，期待這項技術(shù)在未來發(fā)展出更多的應(yīng)用場景，并轉(zhuǎn)化于臨床，打通精準醫(yī)療的最后一公里。

王俊和劉鵬、陳曉芳為該論文通訊作者。清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院已畢業(yè)博士生胡亞偉（現(xiàn)為醫(yī)學(xué)院博士后）、北京大學(xué)人民醫(yī)院胸外科副主任醫(yī)師隋錫朝為本文共同第一作者。

來源：北京大學(xué)