基于胰腺癌类器官模型鉴定溶瘤病毒反应基因特征推动个体化病毒免疫治疗

本刊推荐：为解决胰腺导管腺癌(PDAC)对溶瘤病毒(OV)治疗响应差异大的问题，研究人员通过患者来源类器官(PDOs)模型开展转录组学研究，成功鉴定出NDV、RV Jin-3、MeV-Edm和Goravir四种溶瘤病毒的特异性响应基因表达谱(GEPs)，发现胚胎发育相关通路是决定OV敏感性的关键因素。该研究为PDAC的个性化病毒免疫治疗提供了重要生物标志物预测体系。

　　

胰腺癌被称为"癌中之王"，其中胰腺导管腺癌(PDAC)更是以极低的5年生存率(<10%)和有限的治疗手段困扰着医学界。尽管现有化疗方案如吉西他滨和FOLFIRINOX在临床应用，但疗效仍不理想，这促使科学家将目光投向溶瘤病毒(OV)治疗这一新兴领域。溶瘤病毒能够选择性感染并裂解肿瘤细胞，同时激活抗肿瘤免疫反应，为PDAC治疗带来了新希望。然而临床实践发现，不同患者对溶瘤病毒治疗的响应存在显著差异，这种异质性使得预测治疗效果变得困难，亟需寻找能够准确预测治疗响应的生物标志物。

在此背景下，Marco Huberts等研究人员在《Molecular Therapy Oncology》发表了创新性研究。他们利用患者来源类器官(PDOs)这一前沿模型，系统评估了四种溶瘤病毒（纽卡斯尔病病毒NDV、呼肠孤病毒RV Jin-3、麻疹病毒MeV-Edm和大猩猩来源腺病毒Goravir）对PDAC的治疗效果，并通过转录组学分析鉴定了与病毒敏感性相关的基因表达特征，为实现个性化病毒免疫治疗迈出了关键一步。

研究团队采用了几项核心技术方法：首先建立了10例PDAC患者的类器官生物样本库，涵盖不同疾病分期和治疗背景的患者；利用多重PCR和离子半导体测序技术对58个癌症相关基因进行靶向测序；通过细胞活力检测(EC₅₀)评估类器官对四种溶瘤病毒的敏感性；采用RNA测序技术获取基线转录组数据；运用生物信息学方法进行基因表达谱与病毒敏感性的相关性分析；最后通过Gene Ontology富集分析揭示相关生物学通路。

建立并鉴定十例PDAC类器官

研究人员成功建立了来自可切除或临界可切除PDAC患者的10个类器官系，其中3例接受过新辅助FOLFIRINOX化疗，7例为治疗初治患者。通过靶向测序发现，除患者4外，所有原发肿瘤和对应类器官均携带KRAS基因突变（PDAC的关键驱动突变），证实了类器官与原发肿瘤间的高度遗传相似性。组织学和免疫组化分析显示，类器官保持了原发肿瘤的形态特征和CK7表达模式，其中PDO-6和PDO-7呈现致密表型，其余类器官表现为囊性表型。

类器官对溶瘤病毒 panel 的敏感性

病毒敏感性实验显示，类器官对四种溶瘤病毒的响应存在明显异质性。9/10的类器官对至少一种病毒敏感，EC₅₀值差异显著。值得注意的是，4个类器官在最高感染复数(MOI=1000)的RV Jin-3处理下仍未能达到50%细胞死亡。新辅助化疗似乎不影响类器官对病毒治疗的敏感性，如同样接受FOLFIRINOX治疗的PDO-5对NDV敏感而PDO-10则不敏感。

鉴定与OV敏感性和耐药性相关的GEPs

通过将类器官基线转录组与病毒EC₅₀值进行Spearman相关性分析，研究人员成功鉴定了与每种病毒敏感性和耐药性相关的基因表达谱(GEPs)。NDV敏感性相关的GEP包含的基因数量明显多于耐药性GEP；RV Jin-3和MeV-Edm的敏感性与耐药性GEP基因数量相当；而Goravir则相反，耐药性GEP包含更多基因。

识别与敏感性相关GEPs联系的生物学过程

Gene Ontology分析揭示了与每种病毒敏感性相关的关键生物学过程。值得注意的是，胚胎发育过程与所有四种病毒的敏感性都相关，表明具有干细胞特性的未分化细胞可能更易受溶瘤病毒攻击。NDV和RV Jin-3的敏感性还与高度增殖状态相关，特别是RV Jin-3敏感性与MAPK信号通路（RAS下游通路）激活密切相关。MeV-Edm敏感性与特定代谢状态（单羧酸转运、外源性物质转运）相关，而Goravir耐药性则与神经系统相关过程上调有关，反映其缺乏神经嗜性。

研究结论强调，溶瘤病毒治疗的有效性往往仅限于PDAC患者的一个亚群，而细胞内异常而非病毒受体表达水平是决定OV敏感性的主要因素。类器官模型虽然不能完全模拟肿瘤微环境，但能准确再现患者肿瘤的遗传背景，是发现预测性生物标志物的有力工具。本研究鉴定的基因表达谱具有预测OV治疗反应的潜力，但需要更大样本量的研究进一步验证。未来应将自体或供体外周血单核细胞和癌症相关成纤维细胞纳入共培养体系，评估OV驱动的免疫激活和细胞毒性作用。

这项研究的重要意义在于首次系统建立了PDAC类器官对四种临床相关溶瘤病毒的敏感性谱，并鉴定了预测性基因标签，为实现"个体化病毒免疫治疗"提供了科学依据。通过预筛患者肿瘤的基因表达特征，临床医生可能选择最有效的病毒治疗方案，最终提高PDAC患者的治疗效果和生存质量。