攻克“癌症之王”又进一步！Nature子刊：新型肿瘤类器官首次重现胰腺癌的复杂性，带来治疗新希望

胰腺癌，这个被称为“癌症之王”的疾病，是致命性最高的癌症之一。其死亡率极高，原因之一在于它对治疗反应的复杂性——同一肿瘤内的不同癌细胞就像是一个个独特的个体，对同一种疗法有着截然不同的反应。这就好比一个班级里的学生，虽然都在同一个教室里学习，但每个人的学习进度和方式都不一样，因此很难用一套方法让所有人都取得好成绩。

为了攻克这一难题，来自德国慕尼黑工业大学的研究团队在实验室中创造了一种新的工具——类器官（organoids），即三维微型肿瘤模型。这些微小的“肿瘤副本”能够模仿真实胰腺癌的不同结构和特征，帮助科学家们更准确地研究胰腺癌细胞的行为。

相关研究结果于2024年12月10日在线发表在Nature Biomedical Engineering期刊上，论文标题为“Heterogeneity-driven phenotypic plasticity and treatment response in branched-organoid models of pancreatic ductal adenocarcinoma”。

胰腺癌细胞可以根据它们的外观和分子特性分为两种主要类型：上皮细胞（epithelial cells）和间充质细胞（mesenchymal cells）。然而，就像变色龙可以改变自己的颜色一样，胰腺肿瘤细胞也能在疾病过程中转换形态和功能。“这两种主要亚型之间存在广泛的变化，它们的生物学特征可能大相径庭。”论文通讯作者、慕尼黑工业大学转化胰腺癌症研究教授Maximilian Reichert解释道。

在实验室再现胰腺癌的复杂性

Reichert及其团队首次在实验室中成功再现了胰腺癌细胞簇的复杂形态。他们发现，当从体内分离出单个肿瘤细胞并在实验室中培养时，传统方法只能生成简单的球形结构，而不能反映真实的肿瘤结节。但现在，通过改进技术，研究人员能够制造出与体内发现的分支状细胞簇非常相似的类器官。“这使我们能够在实验室中首次重现胰腺癌的复杂性，”论文第一作者Aristeidis Papargyriou说。

为了更好地理解这些类器官如何响应不同的治疗方法，Reichert团队使用机器学习将它们分类，并进行了系统分析。例如，他们发现了两种独特的类器官类型：“星形类器官”，其中心圆形并向末端高度分支；以及“TEBBO类器官”，具有粗大的分支和中空的管腔，末端形成芽。这些类器官不仅在外形上有区别，在增殖方式、代谢行为以及应对缺氧条件等方面也表现出差异，更重要的是，它们对治疗的反应也各不相同。比如，星形类器官对化疗药物有抵抗力，但却容易受到辐射的影响。

不同的胰腺导管腺癌（PDAC）亚型产生形态上不同的存在分支的类器官

该团队还尝试将这种技术应用于患者来源的肿瘤细胞，成功地生成了多种表型，并测试了它们对不同疗法的敏感性。这意味着未来医生可以根据每个患者的特定情况选择最合适的治疗方法，实现更加个性化和精准的医疗。

未来治疗方法

此外，Reichert和他的同事们提出了一种两步走的战略来对抗胰腺癌。第一步是减少肿瘤内不同表型的数量，直到只剩下少数不再变化的表型；第二步则是针对这些剩余的表型开发专门的治疗方法。“我们希望通过这种方式，最终找到能够有效治疗所有胰腺癌患者的方案。”

总之，这项研究为开发有效的胰腺癌疗法提供了新的思路和技术平台，展示了利用类器官模型探索复杂疾病的巨大潜力。正如Reichert所说，“我们现在有了更好的工具去了解胰腺癌的秘密，并朝着更有效的治疗迈进了一步。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Aristeidis Papargyriou et al. Heterogeneity-driven phenotypic plasticity and treatment response in branched-organoid models of pancreatic ductal adenocarcinoma. Nature Biomedical Engineering, 2024, doi:10.1038/s41551-024-01273-9.