兒童腫瘤個(gè)體化藥物敏感性篩選平臺(tái)推動(dòng)精準(zhǔn)治療

最新：兒童腫瘤個(gè)體化藥物敏感性篩選平臺(tái)推動(dòng)精準(zhǔn)治療盡管多采用強(qiáng)烈的多模式治療方案，但高?；驈?fù)發(fā)的兒童腫瘤預(yù)后仍然不良，兩年無進(jìn)展生存率（PFS）以及總生存率（OS）僅為10%和20%。接受傳統(tǒng)治療后，高風(fēng)險(xiǎn)腫瘤的進(jìn)展或復(fù)發(fā)仍然是兒科腫瘤治療的一個(gè)重大挑戰(zhàn)。為了解決這一未滿足的臨床需求，INFORM兒科精準(zhǔn)腫瘤學(xué)計(jì)劃成立了，希望通過個(gè)體化的精準(zhǔn)治療為復(fù)發(fā)/難治性兒童腫瘤患者找到更有效的治療方案。近日，由InaOehme團(tuán)隊(duì)發(fā)表于NPJPrecisionOncology題Drugsensitivityprofilingof3DtumortissueculturesinthepediatricprecisiononcologyprogramINFORM的文章，報(bào)道了基于個(gè)體化3D腫瘤組織培養(yǎng)物的藥物敏感性篩選（Drugsensitivityprofiling，DSP）來發(fā)現(xiàn)兒童腫瘤精準(zhǔn)治療方案的研究結(jié)果。該研究證明，在國際多中心真實(shí)世界診療模式下，3D腫瘤組織體外培養(yǎng)以及實(shí)時(shí)的個(gè)體化DSP的可行性。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)DSP結(jié)果與分子診斷的靶分子一致。甚至在80%未發(fā)現(xiàn)分子靶標(biāo)的病例中，DSP卻發(fā)現(xiàn)了敏感藥物。最重要的是，患者的實(shí)際臨床病程和DSP結(jié)果之間高度一致。這表明DSP可以為兒童腫瘤精準(zhǔn)治療平臺(tái)貢獻(xiàn)額外的臨床價(jià)值。INFORM是一項(xiàng)國際多中心兒童腫瘤精準(zhǔn)治療臨床計(jì)劃，招募復(fù)發(fā)/難治性兒童癌癥患者進(jìn)行全面的分子分析。其中，來自7個(gè)國家35個(gè)兒科腫瘤中心的132份活腫瘤樣本（主要包括腦瘤和實(shí)體瘤）被用于腫瘤組織球體外培養(yǎng)，隨后用于藥物敏感性分析（DSP）。這是一個(gè)基于細(xì)胞代謝活性的個(gè)體化藥物敏感性和耐藥性分析平臺(tái)，以補(bǔ)充基于二代測序（NGS）標(biāo)靶識(shí)別的局限性。該平臺(tái)包括三個(gè)主要步驟（圖1）：（a）收集和運(yùn)輸患者腫瘤組織，b）分離腫瘤組織，對(duì)腫瘤組織球進(jìn)行體外預(yù)培養(yǎng)（freshtissuespheroidcultures，F(xiàn)TCs），隨后=對(duì)FTCs進(jìn)行批量抗癌藥物處理，以及（c）數(shù)據(jù)收集以及確定個(gè)體化藥物敏感譜及耐藥譜，并報(bào)告給INFORM分子腫瘤委員會(huì)。與此同時(shí)，腫瘤組織長期培養(yǎng)模型（LTCs）和PDX模型也在建立，以擴(kuò)大藥物篩選方法和臨床試驗(yàn)開發(fā)。圖1.INFORM個(gè)體化藥物敏感性分析的工作流程根據(jù)腫瘤的不同，使用相應(yīng)的腫瘤組織分離及培養(yǎng)方法，67%的樣本可獲得足夠多的活組織。其中78%的樣本可成功進(jìn)行體外FTC培養(yǎng)并通過內(nèi)部質(zhì)量控制，用于后續(xù)的藥物篩選。腫瘤組織成功的預(yù)培養(yǎng)和長期培養(yǎng)表現(xiàn)為形成不同形態(tài)的3D腫瘤小球。在藥物篩選開始時(shí)，F(xiàn)TC預(yù)培養(yǎng)物將被消化成單細(xì)胞溶液，并種到圓底384孔板上再次形成異質(zhì)性的3D腫瘤小球（圖2）然后進(jìn)行抗癌藥物處理。通過對(duì)比FTC與原始腫瘤的拷貝數(shù)以及850kDNA甲基化普和CAN模式，結(jié)果表明FTC保留了與原始腫瘤一致的基因特征。RNA-Seqdeconvolution結(jié)果證明，腫瘤異質(zhì)性在FTC預(yù)培養(yǎng)以及藥物篩選的條件下也得以保留。多細(xì)胞腫瘤培養(yǎng)系統(tǒng)比完全純化的癌細(xì)胞系更接近于真實(shí)的腫瘤微環(huán)境。這說明，本研究成功建立了處理新鮮兒童實(shí)體瘤和腦瘤標(biāo)本的高效工作流程，并建立了適用于藥物敏感性分析的穩(wěn)健的腫瘤小球培養(yǎng)系統(tǒng)。圖2.成功建立來自患者的3D腫瘤小球培養(yǎng)模型藥物篩選方面，作者選用臨床常用的藥物分子庫（75-78種藥）來做藥物篩選，包括兒童腫瘤治療方案中使用的大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化療藥物以及代表性小分子激酶抑制劑、表觀遺傳調(diào)節(jié)劑、凋亡調(diào)節(jié)劑、代謝調(diào)節(jié)劑等。384孔板中的3D腫瘤小球接受不同抗癌藥物處理72小時(shí)后，測定其代謝活性，以篩選出敏感藥物。從獲取組織樣本到出具藥物篩選結(jié)果的全程處理時(shí)間僅需要約三周時(shí)間。例（72%）樣本的DSP發(fā)現(xiàn)至少一種潛在有效的藥物，而18個(gè)（28%）樣本未發(fā)現(xiàn)任何潛在有效的藥物。既往的臨床研究通過WESRNA-Seq發(fā)現(xiàn)了一些高證據(jù)等級(jí)的，有藥可用的驅(qū)動(dòng)基因靶點(diǎn)，例如RAF、ALK、MET和TP53等。但是這些藥物靶點(diǎn)十分有限。還有不少腫瘤類型并沒有已知的分子靶點(diǎn)。本研究重要意義之一是，在所有成功篩選出潛在有效藥物的病例中（n=47），約81%（38/47）的樣本W(wǎng)ES和RNA-Seq未能發(fā)現(xiàn)有藥可用的分子靶點(diǎn)(圖3)。這說明，體外DSP可以在缺乏相關(guān)分子靶點(diǎn)的兒童實(shí)體瘤和腦瘤中，有效識(shí)別其他的敏感藥物，是對(duì)分子診斷一個(gè)重要的補(bǔ)充。圖3.DSP發(fā)現(xiàn)潛在有效藥物最后，作者也對(duì)比了患者實(shí)際的臨床病程和DSP結(jié)果之間的相關(guān)性(圖4)。病例1是一例7歲高級(jí)別膠質(zhì)瘤患者，通過NGS測序發(fā)現(xiàn)BCR：NTRK2融合。患者之后分別接受三種NTRKi治療，并經(jīng)歷3次復(fù)發(fā)?；诘谌螐?fù)發(fā)FTC樣本的DSP發(fā)現(xiàn)，患者對(duì)三種NTRKi全部無反應(yīng)，但意外的發(fā)現(xiàn)對(duì)METi敏感。針對(duì)原始腫瘤的NGS發(fā)現(xiàn)，患者在NTRKi治療過程中獲得（或篩選出）METamplification，而NTRKi耐藥。這說明DSP結(jié)果與患者實(shí)際臨床反應(yīng)一致。4.病例#1：NTRK融合陽性的高級(jí)別膠質(zhì)瘤患者由于MET擴(kuò)增而對(duì)NTRKi獲得性耐藥綜上，本研究展示了在國際多中心，真實(shí)世界診療環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)兒童腫瘤實(shí)時(shí)DSP的可行性。本研究成功建立了處理新鮮兒童實(shí)體瘤和腦瘤標(biāo)本的高效工作流程，并建立了適用于DSP的穩(wěn)定的腫瘤小球培養(yǎng)系統(tǒng)。此外，體外DSP可以在缺乏臨床相關(guān)分子靶點(diǎn)的兒童實(shí)體瘤和腦瘤中，高比例地識(shí)別其他的敏感藥物。這對(duì)于那些缺乏已知分子靶點(diǎn)的兒童腦瘤和實(shí)體