结直肠癌类器官模型：精准预测药物疗效的新工具

结直肠癌(CRC)是全球高发恶性肿瘤，2020 年新发病例约 190 万、死亡超 93 万例，全身治疗是中晚期患者核心方案，但 FOLFIRI、FOLFOX 等标准方案客观响应率仅 50%，且易耐药。传统药物检测模型存在明显缺陷：2D 细胞系缺乏肿瘤微环境与三维结构，患者来源异种移植(PDX)模型耗时昂贵、成功率低。而患者来源类器官(PDO)能还原肿瘤基因组与异质性，为精准医疗提供可能。

基于此，温州医科大学附属第一医院结直肠肛门外科胡逸望、朱俊昌等团队，在《American Journal of Translational Research》上发表题为Study on drug sensitivity and clinical application of tumor organoid-based colorectal cancer models的研究，旨在验证结直肠癌 PDO 模型构建可行性及药物疗效预测价值。

实验方法

样本筛选与随访：2022 年 9 月至 2023 年 9 月纳入 16 例结直肠癌手术患者，严格遵循纳入(18-75 岁、病理确诊腺癌、AJCC III/IV 期等)与排除标准，随访至 2024 年 7 月 31 日(至少 10 个月)，记录治疗与肿瘤进展，采集手术肿瘤组织用于 PDO 培养。

PDO 构建与质控：肿瘤组织术后 10 分钟内入预冷保存液，24 小时内转运至实验室，经消化获得单细胞悬液，与含生长因子的基质胶混合培养。制定样本质量评分表，从取样方式、细胞活力等维度打分，仅合格样本进入后续实验。

药物敏感性检测：对 9 个成功培养的 PDO，测试 5 种化疗药(5-FU、奥沙利铂等)和 1 种靶向药(西妥昔单抗)，设梯度浓度(化疗药 0.0001-100μM、西妥昔单抗 5×10⁻⁸-5×10⁻²M)。药物处理 72 小时后用 ATP 发光法测细胞活力，计算 IC50 与临床血药浓度下的抑制率，并分级敏感性。

数据分析：用 GraphPad Prism 9.0 统计，非线性回归算 IC50，Spearman 相关分析 PDO 药物响应与临床疗效关联，卡方检验验证 RAS 突变一致性，P<0.05 为有统计学意义。

关键结果

图1：9 个结直肠癌 PDO 的形态特征

该图展示 9 个成功构建的 PDO 光学显微镜下形态(比例尺 100μm)。结果显示，PDO 培养 14 天后形成 100-200μm 三维囊状结构，存在明显患者间异质性：部分呈薄壁囊状，部分为厚壁囊状，未观察到实体球形结构，与既往结直肠癌类器官研究结果一致，印证模型保留肿瘤个体形态特征。

图2：5 种化疗药对 PDO 的剂量响应曲线

该图呈现 9 个 PDO 对 5 种化疗药的剂量响应(横轴为药物浓度对数，纵轴为细胞活力)。核心发现：不同 PDO 对同一药物响应差异显著，如 PDO2 对伊立替康敏感性极高(IC50 0.088μM)，PDO3 则达 12.98μM;所有 PDO 对伊立替康响应普遍较好，对雷替曲塞响应较弱，多数无法计算 IC50。

图3：西妥昔单抗对 PDO 的剂量响应曲线

该图展示 9 个 PDO 对西妥昔单抗的剂量响应。结果显示，多数 PDO 对西妥昔单抗耐药，仅 PDO2 呈显著剂量依赖性敏感(IC50 0.00035μM)。进一步分析发现，耐药 PDO 均来自 RAS 突变患者，PDO2 来自 RAS 野生型患者，与临床 “RAS 突变是西妥昔单抗耐药标志物” 结论一致。

图4：各药物在临床血药浓度下的 PDO 抑制率热图

该图以热图呈现 9 个 PDO 对 6 种药物的抑制率。关键关联：PDO2 对西妥昔单抗抑制率 86.2%(高敏)，对应患者治疗后肝转移灶缩小;PDO1(RAS 野生型)对西妥昔单抗抑制率仅 5.69%(耐药)，患者用药后肿瘤进展;7 例接受 FOLFOX 化疗患者，虽部分 PDO 对奥沙利铂低敏，但临床均无肿瘤进展。

全文总结

本研究由温州医科大学附属第一医院团队完成，16 例结直肠癌患者中，经质量控制后 9 例成功构建 PDO(整体成功率 56.25%，合格样本成功率 81.82%)。通过检测 5 种化疗药和 1 种靶向药敏感性，发现 PDO 药物响应存在个体异质性，且与临床疗效高度相关，如 RAS 突变 PDO 均对西妥昔单抗耐药。研究证实结直肠癌 PDO 可精准模拟患者肿瘤药物敏感性，为个性化治疗提供工具，但存在仅测试单药、随访时间短、样本量小的局限，未来需扩大样本并优化联合用药测试，推动临床转化。