小圆细胞肉瘤类器官生物库揭示CIC::DUX4肉瘤对MCL-1抑制的脆弱性

本研究针对儿童及青少年高侵袭性小圆细胞肉瘤(SRCS)缺乏有效治疗方案的难题，建立了包含EWSR1::FLI1、CIC::DUX4等不同融合基因类型的肿瘤类器官(tumoroid)生物库。通过全基因组测序(WGS)和转录组分析证实类器官模型能保留原发肿瘤的组织学特征与分子异质性，并发现CIC::DUX4肉瘤(CDS)对MCL-1抑制剂S63845/MIK665具有特异性敏感，为精准治疗提供新靶点。该成果发表于《Nature Communications》，为SRCS的基础研究与药物开发建立了重要平台。

　　

在儿童和青少年恶性肿瘤中，小圆细胞肉瘤(Small Round Cell Sarcomas, SRCS)犹如一簇危险的"伪装者"——它们形态相似却基因迥异，包括EWSR1::FLI1融合的尤文肉瘤(ES)、CIC::DUX4肉瘤(CDS)和BCOR重排肉瘤(BRS)。这些肿瘤虽然共享小圆细胞的病理特征，但临床结局差异显著：ES患者5年生存率可达70%，而CDS患者对标准化疗几乎无响应。更严峻的是，当前所有SRCS亚型都接受相同的化疗方案，这种"一刀切"的治疗模式让CDS等难治亚型患者陷入无药可用的困境。

为破解这一难题，Femke C. A. S. Ringnalda等研究团队在《Nature Communications》发表突破性研究。他们成功建立全球首个涵盖多亚型的SRCS类器官生物库，包含EWSR1::FLI1、EWSR1::ERG、CIC::DUX4等6种融合亚型，培养成功率高达89%。通过创新性开发三种肉瘤培养基(SCM1-3)，研究者克服了传统细胞系培养的克隆选择偏差问题。全基因组测序(WGS)揭示类器官完美保留了原发肿瘤的拷贝数变异(CNAs)和突变特征，如ES中特征性的1q、8q染色体增益。更引人注目的是，药物筛选发现CDS对MCL-1抑制剂呈现纳摩尔级敏感(IC₅₀ 0.9-39 nM)，这为CDS精准治疗开辟了新途径。

关键技术方法包括：1)从37例患者样本(含初治与复发样本)和7例PDX模型建立类器官；2)采用全基因组测序(WGS)和RNA测序进行分子特征验证；3)使用含184种化合物的药物库(含34种临床化疗药)开展筛选；4)通过突变特征分析和克隆进化追踪肿瘤演变规律。

【研究结果】

1. 1.

   生物库建立：成功培养33株类器官，包含EWSR1::FLI1(10株)、CIC::DUX4(6株)等亚型。形态学显示EWSR1::ERG类器官呈现更致密结构，而CDS类器官生长速率较慢。

2. 2.

   组织学特征：类器官保持原发肿瘤的H&E染色特征，如EWSR1::FLI1样本中CD99强阳性表达，CDS中WT1核阳性。免疫组化证实90%以上类器官保留原发肿瘤标志物。

3. 3.

   遗传特征：WGS分析显示类器官与原发肿瘤的Jaccard相似度>0.85。发现ES典型突变如STAG2(35%)和TP53(25%)，而CDS基因组更稳定。纵向样本分析揭示ES复发时获得12q扩增等新变异。

4. 4.

   转录组特征：PCA分析证实类器官与原发肿瘤聚类。发现CDS特异性高表达ETSI(MAPK通路靶点)，ES高表达NKX2.2(EWSR1::FLI1靶基因)。

5. 5.

   药物筛选：三大关键发现：(1)CDS对标准化疗VIDE方案耐药(AUC值较ES高2.3倍)；(2)EWSR1::FLI1类器官对mTOR抑制剂敏感(与TP53状态无关)；(3)CDS对MCL-1抑制剂S63845敏感度是ES的500倍，Western blot证实处理后NOXA蛋白上调。

【结论与意义】

这项研究通过建立首个多亚型SRCS类器官生物库，填补了CDS等罕见肉瘤缺乏研究模型的空白。三大突破尤为关键：首先，证实类器官能完美模拟肿瘤演化过程，如ES复发时获得TP53突变；其次，发现CDS特有的MCL-1依赖性，这与其化疗耐药性形成鲜明对比；最后，鉴定出S63845等临床阶段MCL-1抑制剂可作为CDS潜在治疗药物。这些发现不仅为理解SRCS生物学提供了新工具，更推动了个体化治疗的发展——未来有望根据融合类型选择mTOR抑制剂(ES)或MCL-1抑制剂(CDS)，彻底改变当前"一刀切"的治疗模式。