編者按
患者來源類腫瘤細(xì)胞簇 （Patient-Derived Tumor - Like Cell Cluster，PTC） 簡稱微腫瘤或微腫瘤 PTC，是一種新型的原代3D腫瘤模型，該模型在病理組織學(xué)特征、分子遺傳學(xué)特征方面保持了跟原始腫瘤組織的高度相似性。同時，該模型在培養(yǎng)過程中保留了原始腫瘤組織中的成纖維細(xì)胞和免疫細(xì)胞，從而高度還原了原始腫瘤組織微環(huán)境特征。微腫瘤PTC模型可廣泛的應(yīng)用于腫瘤基礎(chǔ)科學(xué)研究、精準(zhǔn)治療和新藥研發(fā)等領(lǐng)域。
然而，由于微腫瘤PTC模型的構(gòu)建及應(yīng)用涉及到多種技術(shù)，流程多，影響因素多，目前，國內(nèi)對微腫瘤PTC模型構(gòu)建、鑒定、藥敏檢測等操作尚未建立規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。為此，由北京大學(xué)未來技術(shù)學(xué)院席建忠教授和北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院季加孚教授牽頭，聚集來自國內(nèi)知名醫(yī)院的肺癌、乳腺癌、婦科腫瘤、腦腫瘤、胃腸腫瘤等多個癌種領(lǐng)域的37位專家教授，經(jīng)過前期的大量調(diào)研和反復(fù)討論，圍繞微腫瘤PTC模型定義、模型特征、質(zhì)量評估、藥敏檢測及技術(shù)要點(diǎn)等多方面，組織編寫了《微腫瘤模型構(gòu)建及藥敏檢測技術(shù)中國專家共識 （2023年版）》，以利于推動和指導(dǎo)微腫瘤PTC模型構(gòu)建以及基于此模型藥敏檢測技術(shù)的應(yīng)用。該專家共識的發(fā)布為新型無支架微腫瘤PTC模型在基礎(chǔ)科研、醫(yī)藥研發(fā)以及腫瘤精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用與發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
文章題目
微腫瘤模型構(gòu)建及藥敏檢測技術(shù)中國專家共識 （2023年版）
推薦單位：中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會類器官與器官芯片分會，中國醫(yī)藥生物技術(shù)協(xié)會基因檢測技術(shù)分會
發(fā)表期刊：《生物醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)化》雜志
通信作者：席建忠，山西朔州人，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事腫瘤精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究。E-mail：jzxi@pku.edu.cn；
季加孚，內(nèi)蒙古呼和浩特人，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事胃癌臨床與轉(zhuǎn)化研究。E-mail：jijiafu@hsc.pku.edu.cn
基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 （82150005）；北京協(xié)和醫(yī)院中央高水平醫(yī)院臨床科研專項(xiàng)2022年專科提升計(jì)劃項(xiàng)目 （2022-PUMCH-B-005）
01、引 言
根據(jù)美國癌癥學(xué)會 《2022 年全球癌癥統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》 顯示，癌癥仍然是威脅人類健康的重大疾病。雖然測序等各種組學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展加速了對癌癥發(fā)病機(jī)制的了解以及癌癥創(chuàng)新醫(yī)藥的研發(fā)，但由于不同個體、同一個體不同時期腫瘤的生物學(xué)特征和生物學(xué)行為存在較大差異，使得腫瘤臨床治療和新藥研發(fā)面臨較多不確定性。
體外腫瘤模型，尤其是源自患者的原代腫瘤模型是開展腫瘤研究以及服務(wù)患者個體化精準(zhǔn)治療的重要工具。目前，研究者已開發(fā)了多種類型的體外腫瘤模型，包括 2D 培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞系和患者來源的腫瘤移植瘤模型 （Patient -Derived Tumor Xeno‐graft，PDX）。這些模型在腫瘤基礎(chǔ)研究、轉(zhuǎn)化應(yīng)用領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是，腫瘤細(xì)胞系在體外培養(yǎng)的傳代培養(yǎng)過程中，病理特征和遺傳特征已經(jīng)發(fā)生了巨大改變。而PDX模型雖然在分子生物學(xué)、組織學(xué)和病理學(xué)特征等方面較好地保持了與原始腫瘤的一致性，但其在傳代過程中，人的基質(zhì)細(xì)胞會逐漸被小鼠基質(zhì)細(xì)胞替代，導(dǎo)致腫瘤微環(huán)境失真，從而影響研究結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外，建模成功率和時間的影響也限制了 PDX 模型在個體化精準(zhǔn)醫(yī)療中的應(yīng)用。
近年來，隨著生物工程技術(shù)的發(fā)展，新一代的臨床前體外 3D 腫瘤模型逐漸涌現(xiàn)，此類模型特點(diǎn)是拋棄傳統(tǒng) 2D 培養(yǎng)方式，以基于支架或無支架方式在體外進(jìn)行3D腫瘤培養(yǎng)。目前，3D腫瘤模型中較為突出的是腫瘤類器官（Patient - Derived Organoids，PDO）。PDO在較大程度上保留了原始腫瘤組織的分子遺傳學(xué)特征、表觀遺傳學(xué)特征及病理特征，可一定程度上再現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的異質(zhì)性。
但是，目前 PDO 培養(yǎng)方法多種多樣，尚未形成統(tǒng)一規(guī)范，且培養(yǎng)成本高，臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用尚存在局限。另一種基于自組裝懸浮 3D 培養(yǎng)的腫瘤模型，即患者來源類腫瘤細(xì)胞簇 （Patient-Derived Tumor-Like Cell Cluster，PTC），簡稱微腫瘤或微腫瘤PTC，因其高腫瘤保真性、標(biāo)準(zhǔn)化培養(yǎng)和周期短等特點(diǎn)，逐漸凸顯出在臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用中的優(yōu)越性，有望更好地服務(wù)于腫瘤患者，實(shí)現(xiàn)臨床個體化精準(zhǔn)用藥。
以微腫瘤 PTC 模型為基礎(chǔ)的藥敏檢測技術(shù)可為臨床制定個體化精準(zhǔn)用藥方案提供依據(jù)，提高患者的臨床獲益。為了推動微腫瘤 PTC 模型以及基于該模型的藥敏檢測技術(shù)在基礎(chǔ)科研、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)以及臨床診療中的應(yīng)用，中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會類器官與器官芯片分會組織國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜遥谀壳皣鴥?nèi)外研究報道制定本專家共識。微腫瘤PTC模型及其藥敏檢測技術(shù)尚處于快速研發(fā)階段，其技術(shù)細(xì)節(jié)仍在不斷完善的過程中。因此，后續(xù)將會根據(jù)研究進(jìn)展，對本共識進(jìn)行修訂。
02、微腫瘤PTC模型概述
微腫瘤PTC是一種新型無需水凝膠支架、且基于患者來源的體外原代 3D 腫瘤模型。微腫瘤 PTC是將患者來源的新鮮腫瘤樣本在體外經(jīng)單細(xì)胞化處理，在低黏附培養(yǎng)皿中采用微腫瘤PTC專用培養(yǎng)基懸浮培養(yǎng) 2-7天，以腫瘤細(xì)胞為主的多組分細(xì)胞自組裝聚集形成的3D腫瘤微球，此類3D腫瘤微球質(zhì)地均勻、形態(tài)近似球狀、直徑在 40~300 μm。
微腫瘤PTC模型的培養(yǎng)技術(shù)是在傳統(tǒng)腫瘤微球（Sphere）的培養(yǎng)基礎(chǔ)上，通過對比分析傳統(tǒng)體外培養(yǎng)的腫瘤微球與其配對原始腫瘤組織之間關(guān)鍵信號通路的差異，針對影響生長、細(xì)胞相互作用等的關(guān)鍵信號分子，通過添加生長因子或抑制劑來優(yōu)化培養(yǎng)條件，使得原代腫瘤細(xì)胞能夠快速增殖的同時與微環(huán)境細(xì)胞自組裝形成3D微球，此類3D微球被稱為微腫瘤 PTC。
該技術(shù)的核心主要在于兩方面，一是采用溫和細(xì)胞解離試劑處理患者腫瘤組織，從而最大程度保證組織中腫瘤細(xì)胞以及微環(huán)境細(xì)胞組分的活力；二是根據(jù)腫瘤類型，配制特殊無血清培養(yǎng)基，利用懸浮培養(yǎng)體系對消化獲得腫瘤單細(xì)胞懸液進(jìn)行體外培養(yǎng)。由于不同類型腫瘤的組織特征、細(xì)胞表型、微環(huán)境特征存在一定差異，因此，微腫瘤 PTC 模型培養(yǎng)需要針對不同類型的腫瘤開發(fā)專用培養(yǎng)基及相應(yīng)的組織解離體系。目前已公開的數(shù)據(jù)顯示，研究人員已針對胃癌、結(jié)直腸癌、乳腺癌、肺癌、膽囊癌、腦腫瘤、宮頸癌、卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌、尿路上皮癌、骨與軟組織肉瘤等多種實(shí)體腫瘤類型建立了微腫瘤PTC模型培養(yǎng)條件，與此同時也在積極開發(fā)更多類型腫瘤的培養(yǎng)體系，包括一些罕見腫瘤類型。
01、專家共識1
微腫瘤 PTC模型是將患者來源新鮮腫瘤組織樣本，經(jīng)單細(xì)胞化處理后在低黏附培養(yǎng)皿和微腫瘤 PTC 專用培養(yǎng)基中懸浮培養(yǎng)，以腫瘤細(xì)胞為主的多組分細(xì)胞自組裝聚集形成形態(tài)近似球體、直徑在 40~300 μm 的 3D 腫瘤微球，即為患者來源類腫瘤細(xì)胞簇 （Patient - Derived Tumor - Like Cell Cluster，PTC），簡稱為微腫瘤或微腫瘤 PTC。
根據(jù)科研和臨床需要，推薦胃癌、結(jié)直腸癌、乳腺癌、肺癌、膽囊癌、腦腫瘤、宮頸癌、卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌、尿路上皮癌、骨與軟組織肉瘤開展微腫瘤PTC模型培養(yǎng)。
善的過程中。因此，后續(xù)將會根據(jù)研究進(jìn)展，對本共識進(jìn)行修訂。
03、微腫瘤PTC模型的特點(diǎn)
微腫瘤PTC模型培養(yǎng)所需要的樣本量少，最少僅需20 mg患者來源的新鮮組織樣本，樣本類型涵蓋了手術(shù)切除腫瘤組織、穿刺活檢組織、內(nèi)鏡活檢組織以及胸腔/腹腔惡性積液等，較高程度上滿足了科研和臨床應(yīng)用需求。來自新鮮腫瘤組織樣本或腫瘤惡性積液的單細(xì)胞成分在微腫瘤 PTC 培養(yǎng)體系中，培養(yǎng)2-7天即會形成3D腫瘤微球，培養(yǎng)周期相較于目前 2D 或其他 3D 體外原代腫瘤模型短，且微腫瘤 PTC 的培養(yǎng)成功率整體可達(dá) 85%以上。
體外腫瘤模型技術(shù)的關(guān)鍵在于此類模型能夠在體外真實(shí)模擬患者體內(nèi)腫瘤的生物學(xué)特征。因此，針對微腫瘤 PTC 模型，研究人員開展了多方面的特征檢測。目前，通過蘇木精-伊紅染色、免疫組織化學(xué)染色、免疫熒光檢測以及基因測序從細(xì)胞形態(tài)學(xué)、組織病理學(xué)以及分子遺傳學(xué)等多方面證實(shí)，體外培養(yǎng)獲得的微腫瘤 PTC 模型保持了與原始腫瘤組織的高度相似性。蘇木精-伊紅染色顯示體外培養(yǎng)的微腫瘤 PTC 與原始腫瘤組織在病理學(xué)特征上保持了相似性。
針對特定腫瘤中重要的腫瘤標(biāo)志物，例如乳腺癌的雌激素受體、孕激素受體和人表皮生長因子受體2（Human Epidermal Growth Factor Receptor 2，HER2） 的表達(dá)水平，微腫瘤 PTC 模型也保持了與原始腫瘤組織的高度一致。從基因測序?qū)ξ⒛[瘤 PTC基因組特征的分析顯示，該模型較高程度上保留了原始腫瘤組織關(guān)鍵基因變異信息。
此外，微腫瘤 PTC模型中包含多種腫瘤組織來源的細(xì)胞類型，包括腫瘤上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、間質(zhì)細(xì)胞、肥大細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、T細(xì)胞、B 細(xì)胞等，在一定程度上模擬了原始腫瘤微環(huán)境特征。但在目前的培養(yǎng)體系中，微腫瘤 PTC 模型雖然含有內(nèi)皮細(xì)胞，但并不能形成血管，因此，不能完全反應(yīng)原始腫瘤組織中的血管系統(tǒng)特征。
02、專家共識2
微腫瘤 PTC模型保留了原始腫瘤的組織病理學(xué)特征、分子遺傳學(xué)特征等表型，同時該模型中保留了多種腫瘤微環(huán)境細(xì)胞組分，在一定程度上模擬了腫瘤微環(huán)境特征，高度還原了患者體內(nèi)腫瘤細(xì)胞與微環(huán)境細(xì)胞真實(shí)的相互作用情況。
針對微腫瘤 PTC 培養(yǎng)技術(shù)成熟的癌癥類型，推薦臨床手術(shù)切除樣本、穿刺活檢、內(nèi)鏡活檢以及惡性積液樣本進(jìn)行微腫瘤PTC模型培養(yǎng)。
04、微腫瘤PTC模型的質(zhì)量控制
3.1 腫瘤組織采集、保存、運(yùn)輸注意事項(xiàng)
腫瘤樣本采集、保存、運(yùn)輸過程的質(zhì)量控制對于微腫瘤 PTC 模型培養(yǎng)至關(guān)重要，直接影響微腫瘤 PTC 模型的培養(yǎng)成功率。微腫瘤 PTC 培養(yǎng)基于腫瘤患者的組織樣本，涉及個人信息和生物樣本數(shù)據(jù)信息等，因此，在樣本采集前應(yīng)在充分告知、尊重供者權(quán)利的前提下獲得患者知情同意書。
臨床腫瘤樣本需要專業(yè)技術(shù)人員在無菌條件下采集獲取。針對不同類型腫瘤樣本所需的大小略有不同，對于手術(shù)切除樣本建議重量≥20 mg；對于穿刺活檢樣本建議至少穿刺 2 條且每條長度≥1 cm；對于內(nèi)鏡活檢樣本建議至少獲取 2塊且每塊直徑≥2 mm；對于惡性腫瘤積液樣本根據(jù)腫瘤細(xì)胞含量而定，建議不少于 100 mL。樣本采集過程中，應(yīng)盡量縮短組織樣本離體時間，以保證組織樣本中的細(xì)胞活力并減少污染。此外，由于手術(shù)切除腫瘤樣本中常包含一些壞死組織、癌周組織等，因此，在取樣時應(yīng)嚴(yán)格注意采集部位為新鮮癌組織區(qū)域。
采集獲得的手術(shù)切除樣本、穿刺活檢和內(nèi)鏡活檢樣本，應(yīng)在采集后立刻保存于含 5 mL 樣本保存液的無菌保存管中。胸腹水惡性腫瘤積液等液體樣本應(yīng)用無菌引流袋保存。采集獲得的腫瘤樣本需低溫 （2℃～8℃） 保存，并在此條件下24 h內(nèi)運(yùn)輸?shù)綄?shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室在收到樣本后，需盡快開展樣本的消化處理和微腫瘤 PTC 模型構(gòu)建，并及時記錄樣本相關(guān)臨床資料、收樣狀態(tài)等相關(guān)信息。
03、專家共識3
擬進(jìn)行微腫瘤 PTC培養(yǎng)的新鮮腫瘤樣本必須是包含活的腫瘤細(xì)胞、新鮮無污染的臨床樣本，取樣過程需在無菌環(huán)境下進(jìn)行，避免微生物污染。采集的活檢樣本不少于2條/塊，手術(shù)切除樣本重量≥20 mg，惡性積液體積≥100 mL。活檢和手術(shù)切除樣本取樣后需立即放置于微腫瘤 PTC 專用保存液中。所有樣本均需在 2℃～8℃條件下于24 h內(nèi)運(yùn)輸?shù)綄?shí)驗(yàn)室。
3.2 微腫瘤PTC模型質(zhì)量評估
由于不同癌種、同一癌種不同病理學(xué)類型以及不同臨床樣本類型的細(xì)胞組分、細(xì)胞活力存在一定差異，因此，微腫瘤 PTC 培養(yǎng)成功率也存在一定差異。
惡性腫瘤積液進(jìn)行微腫瘤 PTC 培養(yǎng)的過程中，一般2-3天即可觀察到已完成自組裝的3D腫瘤微球，包含手術(shù)切除組織、活檢組織等在內(nèi)的實(shí)體腫瘤類型樣本在經(jīng)過單細(xì)胞化處理后進(jìn)行培養(yǎng)，一般 2-3 天即可觀察到微腫瘤 PTC 的形成，最長 7天即可完成 3D 微球自組裝過程。因此，在微腫瘤 PTC 的培養(yǎng)過程中，如 7 天內(nèi)始終無 3D 微球的形成則表明微腫瘤PTC模型培養(yǎng)失敗。
構(gòu)建成功的微腫瘤 PTC 在用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)之前需進(jìn)行特征鑒定和質(zhì)量評估。在某一類癌種初次開展微腫瘤 PTC 模型構(gòu)建時，可通過基因組測序、轉(zhuǎn)錄組測序、特異性免疫熒光或流式細(xì)胞術(shù)、病理檢測等多方面的技術(shù)手段對微腫瘤 PTC 模型的分子遺傳特征、腫瘤微環(huán)境特征、組織病理特征等進(jìn)行表征，分析其與原始腫瘤組織的相似性；
針對微腫瘤 PTC 模型培養(yǎng)技術(shù)已成熟、且已經(jīng)通過測序等多技術(shù)手段與原始腫瘤組織進(jìn)行了相似性分析的癌種，則不必每次培養(yǎng)均開展以上檢測。通過蘇木精-伊紅染色和免疫組織化學(xué)染色可分析微腫瘤PTC中腫瘤細(xì)胞的含量比例、細(xì)胞形態(tài)特征、病理標(biāo)志物水平以及關(guān)鍵生物標(biāo)志物狀態(tài)，以明確體外培養(yǎng)的微腫瘤 PTC 模型準(zhǔn)確保留原始腫瘤組織關(guān)鍵病理特征。
原代腫瘤培養(yǎng)中微生物污染是一項(xiàng)不確定因素，且已有研究表明，微生物污染嚴(yán)重影響細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。因此，培養(yǎng)成功的微腫瘤 PTC需開展微生物檢測，包括細(xì)菌、真菌、支原體，確保培養(yǎng)物中不存在以上微生物污染，方可用于后續(xù)科研或藥敏檢測等試驗(yàn)。
04、專家共識4
腫瘤單細(xì)胞懸液在 PTC專用培養(yǎng)基中培養(yǎng) 2-7 天，即可觀察到 PTC 腫瘤微球的形成。如7天內(nèi)始終無PTC腫瘤微球的形成則表明培養(yǎng)失敗。特定癌種微腫瘤 PTC 模型培養(yǎng)技術(shù)建立之初，應(yīng)通過基因組測序、轉(zhuǎn)錄組測序、免疫熒光、IHC等多技術(shù)手段鑒定表型。每一個成功構(gòu)建的微腫瘤 PTC 開展細(xì)菌、真菌、支原體檢測以排除微生物污染，微生物檢測陰性的微腫瘤 PTC 樣本方可應(yīng)用于后續(xù)科研或藥敏檢測試驗(yàn)。
05、基于微腫瘤PTC的藥敏檢測
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，腫瘤臨床治療手段日趨多樣化，但藥物治療仍是腫瘤治療中必不可少的手段。雖然以二代測序 （Next Generation Sequencing，NGS） 為主的基因檢測技術(shù)為腫瘤患者個體化精準(zhǔn)用藥提供了重要支持，但NGS檢測主要局限在指導(dǎo)靶向藥物的臨床應(yīng)用，而針對腫瘤治療中廣泛應(yīng)用的化療藥物，以及以免疫檢查點(diǎn)抑制劑為代表的新興免疫治療藥物的臨床用藥方面，現(xiàn)有 NGS 技術(shù)的指導(dǎo)價值有限。同時，在臨床實(shí)際用藥中，接受單一藥物治療的患者較少，大部分患者的治療方式為多藥物聯(lián)合治療，包括化療藥物聯(lián)合、化療聯(lián)合靶向、免疫聯(lián)合化療等，此類聯(lián)合治療方式缺乏明確標(biāo)志物進(jìn)行療效預(yù)測。
此外，腫瘤演進(jìn)過程中具有較高異質(zhì)性，使得不同時期腫瘤細(xì)胞的生長速度、侵襲能力以及對抗腫瘤藥物的敏感性具有較大差異，為腫瘤臨床治療帶來重大挑戰(zhàn)。因此，近年來，基于患者個體的原代腫瘤模型開展體外抗腫瘤藥物敏感性檢測以提前預(yù)測臨床療效的技術(shù)開始受到廣泛關(guān)注。
微腫瘤 PTC 模型具有所需樣本量少、培養(yǎng)周期短、培養(yǎng)成功率高、且高度保留了原始腫瘤組織特征，是開展抗腫瘤藥敏檢測的理想模型。微腫瘤 PTC 藥敏檢測基本原理是基于患者個體腫瘤樣本，通過體外實(shí)驗(yàn)手段檢測其對不同抗腫瘤藥物的敏感性程度，該過程涉及從醫(yī)院到檢測實(shí)驗(yàn)室的多方面流程。基于微腫瘤 PTC 模型，可預(yù)測靶向腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞毒性作用的藥物療效，包括化療藥物（見附件一）和部分靶向藥物（見附件二）等。
在微腫瘤 PTC 模型中，可對單一化療/靶向藥物以及化療/靶向藥物聯(lián)合的敏感性進(jìn)行預(yù)測，可通過對比不同藥物或不同藥物組合對腫瘤3D微球的殺傷效率差異，提前預(yù)判不同藥物治療方案在患者個體中可能產(chǎn)生的療效，從而為患者用藥選擇提供參考。
在微腫瘤PTC模型中開展抗腫瘤藥物敏感性檢測時，需全面了解待檢測藥物的抗腫瘤殺傷原理和作用靶點(diǎn)，從而明確檢測結(jié)果的臨床參考意義。針對部分需經(jīng)過體內(nèi)代謝產(chǎn)生抗腫瘤活性的化療藥物（如卡培他濱等），利用微腫瘤 PTC開展藥敏檢測時應(yīng)采用其活性成分，如5-FU代替卡培他濱等。
此外，微腫瘤PTC模型不具備模擬體內(nèi)腫瘤血管系統(tǒng)特征，不能預(yù)測抗血管靶向藥物的臨床療效，因此不推薦應(yīng)用于此類抗腫瘤藥物的敏感性檢測。目前，基于微腫瘤 PTC 模型的藥敏檢測技術(shù)已開展多項(xiàng)大型臨床研究。根據(jù)已發(fā)表的臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，基于微腫瘤 PTC 模型開展的藥敏檢測體系預(yù)測胃腸腫瘤藥物臨床療效的準(zhǔn)確性達(dá)到了96.6%， 預(yù)測乳腺癌臨床療效的準(zhǔn)確性可達(dá)91.4%，預(yù)測肺癌藥物臨床療效的整體一致率也超過 89.0%。
這些研究表明，基于微腫瘤 PTC 模型的藥敏檢測技術(shù)在指導(dǎo)腫瘤患者個體化精準(zhǔn)用藥方面具有廣泛的臨床應(yīng)用前景。
05、專家共識5
鑒于微腫瘤 PTC模型生物學(xué)特征與原始腫瘤的高度相似性，推薦此模型用于抗腫瘤藥物敏感性檢測。可檢測藥物包括化療藥物和部分抗腫瘤靶向藥物 （具體信息參見附件），檢測方式可以是單藥也可以是化療藥物或者靶向藥物的組合。
但由于微腫瘤 PTC 模型不可模擬體內(nèi)代謝環(huán)境，在進(jìn)行抗腫瘤藥物敏感性檢測前，需具體分析藥物的作用機(jī)制及作用靶點(diǎn)。微腫瘤 PTC 模型中缺乏血管系統(tǒng)，不推薦利用此模型檢測抗血管生成藥物的敏感性。
06、微腫瘤PTC藥敏檢測技術(shù)要點(diǎn)
微腫瘤PTC模型的3D微球源自腫瘤細(xì)胞以及腫瘤基質(zhì)細(xì)胞的自發(fā)聚集、組裝，因此，同一患者來源組織培養(yǎng)獲得的微腫瘤PTC體系中不同3D微球的細(xì)胞組分和表型特征不盡相同。在該背景下，為確保基于微腫瘤 PTC 模型開展的藥敏檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，研究人員開展了大量的論證工作。將培養(yǎng)成功的PTC腫瘤微球按照1～5個、5～10個、10～30個、30～50個或50～100個接種于細(xì)胞培養(yǎng)孔中，分析藥敏檢測結(jié)果的變異系數(shù)。
結(jié)果顯示，每個實(shí)驗(yàn)孔中至少加入30～50 個 PTC微球時，藥敏檢測結(jié)果變異系數(shù)<0.2。此外，研究人員對于藥敏試驗(yàn)復(fù)孔設(shè)置也進(jìn)行了相應(yīng)驗(yàn)證，每個藥物方案需設(shè)置不少于3個重復(fù)可更好地確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性。通過這些研究，確保了微腫瘤 PTC 藥敏檢測結(jié)果的可靠性。
此外，研究人員針對微腫瘤PTC藥敏檢測技術(shù)建立了一套基于深度學(xué)習(xí)的人工智能細(xì)胞圖像識別系統(tǒng)，利用此類圖像識別系統(tǒng)判讀微腫瘤 PTC藥敏檢測結(jié)果，簡化操作步驟的同時進(jìn)一步減少了人為操作可能引入的結(jié)果誤差。為確保基于圖像識別系統(tǒng)結(jié)果判讀的準(zhǔn)確性，在接種PTC腫瘤微球的操作過程中，切忌產(chǎn)生大量氣泡，以避免影響腫瘤微球圖像的拍攝和表面積智能識別，造成檢測結(jié)果偏差。
06、專家共識6
基于PTC腫瘤微球的異質(zhì)性特點(diǎn)，為保證藥敏檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，利用微腫瘤 PTC開展藥敏檢測實(shí)驗(yàn)需設(shè)置平行對照，同時每種藥物方案的檢測需設(shè)置不少于 3 個重復(fù)孔，且需保證每個實(shí)驗(yàn)孔中的 3D 腫瘤微球數(shù)量在30～50個。推薦微腫瘤 PTC 藥敏檢測采用人工智能細(xì)胞圖像識別系統(tǒng)來判定結(jié)果，運(yùn)用此類檢測系統(tǒng)需注意接種PTC微腫瘤的操作過程中，切忌產(chǎn)生大量氣泡影響結(jié)果判讀。
07、微腫瘤PTC模型及藥敏檢測技術(shù)應(yīng)用前景
基于患者來源體外腫瘤模型開展藥物敏感性檢測的技術(shù)在服務(wù)腫瘤個體化、精準(zhǔn)治療方面具有重要意義和臨床應(yīng)用價值。目前，基于患者來源腫瘤類器官模型的藥敏檢測的臨床應(yīng)用研究已有較多報道，初步證實(shí)了此類技術(shù)能夠在一定程度上預(yù)測腫瘤患者的臨床藥物治療療效，相關(guān)研究覆蓋了大多數(shù)實(shí)體腫瘤類型，同時涉及腫瘤進(jìn)展不同時期的患者和臨床治療進(jìn)程的不同階段。
微腫瘤PTC模型以及相應(yīng)藥敏檢測技術(shù)體系相較于類器官技術(shù)起步略晚，但已在培養(yǎng)周期、藥敏檢測周期、操作標(biāo)準(zhǔn)化、臨床療效預(yù)測準(zhǔn)確性等多方面展現(xiàn)出不俗表現(xiàn)。微腫瘤PTC藥敏檢測技術(shù)可服務(wù)于不同腫瘤類型、不同進(jìn)展時期以及不同治療時期的腫瘤患者，通過代替患者的“體外試藥”方式為臨床治療選擇提供參考。
目前，多項(xiàng)針對微腫瘤PTC藥敏檢測技術(shù)在不同實(shí)體腫瘤中的應(yīng)用安全性和有效性的前瞻性臨床研究正在進(jìn)行中（見表1）。
NCT05280210是一項(xiàng)前瞻性、開放、隨機(jī)對照研究，該研究針對病理診斷為腺癌的局部進(jìn)展胃癌、非低位結(jié)直腸癌及腸癌肝轉(zhuǎn)移患者，擬比較基于微腫瘤PTC藥敏檢測結(jié)果進(jìn)行新輔助化療的患者與采用經(jīng)驗(yàn)性輔助化療方案的患者病理有效率的差異。
NCT05424692是一項(xiàng)前瞻性多中心、隨機(jī)對照研究，旨在針對中及中晚期可實(shí)施根治性手術(shù)且需進(jìn)行術(shù)后輔助化療的結(jié)直腸癌患者，評價微腫瘤PTC藥敏檢測結(jié)果與臨床預(yù)后的一致性，探索微腫瘤PTC藥敏檢測技術(shù)應(yīng)用于輔助結(jié)直腸癌精準(zhǔn)治療的決策價值和指導(dǎo)意義。
NCT04130750/NCT04131881 臨床研究擬探索微腫瘤PTC藥敏檢測技術(shù)指導(dǎo)乳腺癌新輔助化療病理完全緩解率 （pathologic Complete Response，pCR）。NCT05473923 研究針對復(fù)發(fā)高級別腦膠質(zhì)瘤患者，旨在為包括復(fù)發(fā)膠質(zhì)瘤在內(nèi)的高級別膠質(zhì)瘤的精準(zhǔn)治療臨床實(shí)施提供依據(jù)，以期改善患者生存和預(yù)后。
NCT05767528 研究擬在基層浸潤性膀胱癌患者中，分析微腫瘤PTC藥敏檢測結(jié)果與患者臨床治療療效的相關(guān)性，評估微腫瘤PTC藥敏檢測預(yù)測膀胱癌臨床治療療效的準(zhǔn)確性。相信隨著以上臨床試驗(yàn)的相繼完成和結(jié)果公布，將進(jìn)一步明確微腫瘤PTC藥敏檢測技術(shù)可介入臨床治療的最佳時期和可獲益患者群體，為微腫瘤PTC藥敏檢測技術(shù)在臨床用藥指導(dǎo)中的應(yīng)用提供更高級別的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。
08、總 結(jié)
微腫瘤PTC模型是一種新型的基于患者來源的、無水凝膠支架培養(yǎng)的原代 3D 腫瘤微球，其高度模擬了患者體內(nèi)腫瘤的多種生物學(xué)特征和表型，并在一定程度上重塑了包含免疫特征在內(nèi)的腫瘤微環(huán)境特征。因?yàn)椋⒛[瘤 PTC 的藥敏檢測結(jié)果在一定程度上反應(yīng)了復(fù)雜腫瘤環(huán)境對藥物的敏感性，有望為免疫治療相關(guān)藥物的敏感性預(yù)測引入新的技術(shù)手段。
目前，微腫瘤 PTC 模型及其藥敏檢測技術(shù)的應(yīng)用主要集中在乳腺癌、肺癌和消化道系統(tǒng)腫瘤，但在其他實(shí)體腫瘤中的應(yīng)用也在加速推進(jìn)的過程中。隨著國內(nèi)外研究的不斷深入以及微腫瘤PTC技術(shù)的不斷優(yōu)化，將為廣泛的實(shí)體腫瘤以及一些罕見類型腫瘤提供科學(xué)研究和個體化精準(zhǔn)治療支持。本專家共識也將隨著微腫瘤 PTC 技術(shù)的革新逐漸完善修訂。
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