利用多参数定量相位成像技术检测乳腺癌患者来源模型中的药物敏感性

《BMC Cancer》：Determination of drug sensitivity in patient derived models of breast cancer by multiparametric quantitative phase imaging

　　

摘要

背景

功能精准肿瘤学旨在通过直接检测患者来源的癌症样本中的药物敏感性来指导治疗方案的选择。然而，现有的大多数功能检测方法都需要长时间的细胞扩增，这限制了其在时间敏感的临床决策中的应用。我们研究了无标记单细胞成像技术——多参数定量相位成像（mQPI）是否能够快速评估患者来源的乳腺癌模型中的治疗反应。

方法

我们将mQPI应用于从患者来源的异种移植类器官（PDXO）模型以及可存活的冷冻保存的原始乳腺癌样本中获取的细胞。通过定量相位成像技术，我们获得了多个描述细胞生长及药物作用后反应动态的相互正交的生物物理参数。同时，我们对不同模型中的药物敏感性、患者体内的异质性以及与耐药性相关的表型进行了量化比较。

结果

mQPI能够区分来自同一患者不同解剖部位的细胞之间的不同药物反应特征，同时也能揭示获得性治疗耐药模型中的异质性反应动态。重要的是，在高纯度的冷冻保存患者样本中，解冻后立即就能检测到药物反应；而成分更为复杂的样本则需要经过短期（2周）的扩增以增加存活的肿瘤细胞数量，之后才能观察到药物反应，这说明样本的组成决定了是需要直接解冻分析还是先进行短期扩增。在各类样本中，mQPI都能在无需标记或复杂培养的情况下实现可靠的单细胞检测。

结论

这些研究结果表明，mQPI是一种快速、无标记的功能检测方法，能够量化患者来源的乳腺癌样本中的治疗反应及异质性。由于该技术能够缩短检测时间、减少所需材料，同时还能保持单细胞分辨率，因此有望补充基因组分析，推动功能精准肿瘤学在临床上的应用。