综述：用于结直肠癌精准肿瘤学的患者来源类器官：从肿瘤建模到临床应用

《Molecular Cancer》：Patient-derived organoids for precision oncology in colorectal cancer: from tumor modeling to clinical translation

　　

摘要

在结直肠癌领域，基因组学和转录组学分析为精准肿瘤学的发展提供了重要依据，但分子分型仅能部分预测治疗效果。这反映出更广泛的挑战：如何从静态的分子信息，转向能够动态、灵活地预测个体患者在不同临床阶段对药物反应的情况。在结直肠癌中，肿瘤间及肿瘤内的巨大异质性、克隆演化、染色体不稳定性、表型可塑性以及肿瘤微环境与肿瘤的相互作用，进一步加剧了这一挑战，这些因素都会随着时间改变肿瘤的治疗脆弱性。

患者来源的类器官作为一种功能平台，为解决这一问题提供了可能，而结直肠癌则是其发展和应用最为理想的疾病类型之一。这类器官能够保留母体肿瘤的关键组织病理学、分子学和表型特征，同时具备易于实验操作、可扩增以及可接受药物和基因干预的特点，从而为结直肠癌的精准肿瘤学研究增添了新的功能维度。活体类器官生物库和离体筛选研究表明，这类器官能够反映患者间的差异，揭示药物敏感性和耐药性的机制，并在某些情况下模拟患者对化疗和靶向药物的临床反应。同样的实验特性也使得它们成为研究肿瘤起源和克隆演化的有力工具，同时有助于通过动态细胞层次结构来探索细胞的可塑性。此外，包含间质细胞和免疫细胞的新一代结直肠癌类器官系统，还能用于研究依赖肿瘤微环境的进程，比如对免疫疗法的反应。

在本综述中，我们探讨了类器官技术的理论基础及其作为结直肠癌精准肿瘤学功能平台的发展历程。我们分析了结直肠癌类器官如何帮助人们更好地理解肿瘤的起源、演化、染色体不稳定性以及表型可塑性；总结了其在药物发现、治疗反应预测和耐药性建模中的应用；并重点介绍了包含免疫细胞和间质细胞的新一代多细胞类器官系统的研发进展。最后，我们阐述了将基于患者来源类器官的方法转化为可靠且具有临床应用价值的精准医学工具所需要克服的主要技术、生物学和临床挑战。