WEE1抑制剂在三阴性乳腺癌患者来源类器官和异种移植模型中的抗癌潜力评估与药物敏感性测试

本研究针对三阴性乳腺癌(TNBC)缺乏有效治疗靶点的临床困境，通过建立患者来源类器官(PDO)、异种移植模型(PDX)及PDX来源类器官(PDXOs)平台，系统评估了WEE1抑制剂AZD1775的治疗潜力。研究发现高表达WEE1的TNBC患者预后较差，AZD1775通过抑制CDK1磷酸化、诱导G2/M期阻滞和DNA损伤显著抑制肿瘤生长。PDOs与PDXOs药物反应高度一致，为TNBC精准治疗提供了可靠预测模型。该成果为WEE1靶向临床试验提供了科学依据，发表于《Breast Cancer Research》。

　　

三阴性乳腺癌(TNBC)作为乳腺癌中最具侵袭性的亚型，因其缺乏雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人表皮生长因子受体2(HER2)表达，治疗选择极为有限。这种"三阴性"特征使得内分泌治疗和HER2靶向治疗完全无效，患者主要依赖传统化疗，但响应率低且易产生耐药。更棘手的是，TNBC具有高度异质性，根据基因表达谱可分为基底样(BL)、间质型(M)等6种分子亚型，其中基底样亚型占比最高且预后最差。面对这些挑战，临床亟需能够准确预测药物反应的临床前模型和新型治疗靶点。

为解决这些问题，首尔国立大学医院的研究团队在《Breast Cancer Research》发表了一项创新研究。他们建立了保留患者肿瘤特性的PDO、PDX和PDXOs模型系统，重点评估了细胞周期调控关键激酶WEE1作为治疗靶点的潜力。WEE1作为G₂/M期检查点的主要调控因子，在DNA损伤修复中起核心作用，既往研究表明其在TNBC中异常高表达与不良预后相关。研究人员通过多组学方法验证了这些模型的可靠性，并系统测试了18种抗癌药物（包括WEE1抑制剂AZD1775）的敏感性，为TNBC精准医疗提供了重要工具和理论依据。

研究采用了五项关键技术方法：(1)从5例TNBC患者手术标本建立PDOs并进行2-7代传代培养；(2)将PDOs移植至NSG小鼠乳腺脂肪垫构建PDX模型；(3)从PDX新鲜肿瘤组织建立PDXOs；(4)使用CellTiter-Glo? 3D细胞活力检测进行高通量药物筛选；(5)通过Kaplan-Meier Plotter数据库分析WEE1表达与TNBC患者预后的关系。所有实验均通过首尔国立大学医院伦理委员会批准(H-2007-204-1145)，患者签署知情同意。

PDOs重现TNBC患者肿瘤特征

研究团队成功从5例TNBC患者手术标本建立了PDO模型，其中4例(PDO#2-#5)形成紧密的球形结构，而PDO#1呈现葡萄串状形态。免疫组化证实这些PDOs完全保留了原发肿瘤的ER、PR和HER2阴性特征。特别值得注意的是，来自高Ki67表达患者(60-70%)的PDOs在移植后更易形成PDX肿瘤并发生肺转移，而低Ki67患者的PDOs则未能成瘤，提示增殖活性与肿瘤侵袭性密切相关。

PDX/PDXOs保持基底样亚型特征

通过将PDOs移植至免疫缺陷小鼠，研究人员获得了3个PDX模型(PDX#1-#3)。这些模型在连续传代中表现出加速生长和转移的特性，P1-P4代比P0代更快达到100 mm³肿瘤体积。引人注目的是，PDX#3模型源自初始即有远处转移的患者#3，其在小鼠中也表现出快速生长和肺转移倾向，完美再现了患者的侵袭性临床病程。从PDX肿瘤建立的PDXOs同样保持了ER/PR/HER2阴性特征，并高表达基底样标志物CK5、vimentin和EGFR。

WEE1表达预示不良预后

通过Kaplan-Meier生存分析，研究发现高WEE1 mRNA表达的TNBC基底样亚型患者(n=158)总生存期显著缩短(HR=2.17, p=0.039)。免疫组化和Western blot显示PDX#3肿瘤WEE1蛋白表达最高，这与患者#3的侵袭性病程相符。这些数据首次在患者来源模型中证实WEE1可作为TNBC基底样亚型的预后生物标志物。

AZD1775展现显著抗肿瘤效果

体内实验显示，AZD1775(30 mg/kg)治疗显著抑制PDX#1和PDX#3肿瘤生长(p<0.05)，使肿瘤湿重减少37-49%。机制研究表明，AZD1775通过抑制WEE1和CDK1(Tyr15)磷酸化，增加γH2AX(Ser139)磷酸化水平，导致DNA损伤积累。流式细胞术显示AZD1775处理后的PDXOs出现G₂/M期阻滞和>4N DNA含量的非整倍体细胞增多，伴随caspase 3/7活化，最终引发有丝分裂灾难和细胞凋亡。值得注意的是，高WEE1表达的PDXO#3对AZD1775最敏感(IC₅₀=1.40 μM)。

PDOs与PDXOs药物反应高度一致

通过高通量筛选评估18种抗癌药物的敏感性，发现PDOs与匹配PDXOs对AZD1775、多柔比星等药物的反应具有高度一致性(CCC>0.95)。临床相关性分析显示，PDOs/PDXOs的药物敏感性数据与患者实际化疗反应吻合。例如，对临床无效的卡培他滨在模型中同样无反应(IC₅₀>200 μM)，而对临床有效的紫杉醇类药物在模型中显示低IC₅₀值(0.01-0.18 μM)。

这项研究通过创新性地整合PDO、PDX和PDXO模型系统，首次在患者来源模型中证实了WEE1抑制剂对TNBC基底样亚型的治疗价值。研究发现具有三重重要意义：首先，建立了保留肿瘤异质性和药物反应特征的临床前模型平台，克服了传统细胞系模型的局限性；其次，明确了WEE1表达水平可作为AZD1775疗效预测标志物，为精准筛选受益患者提供依据；最后，揭示了AZD1775通过破坏细胞周期检查点导致DNA损伤和凋亡的分子机制。这些发现不仅为WEE1靶向治疗的临床试验设计提供了科学基础，也为TNBC个体化治疗决策提供了可靠工具。特别值得注意的是，PDXOs能够扩增有限的患者组织，实现大规模药物筛选，解决了PDOs样本量不足的瓶颈问题，在转化医学和药物开发中具有广阔应用前景。