2026年2月，南京医科大学附属口腔医院团队在期刊《Cell Reports Medicine》（IF：10.6）在线发表题为：A human patient-derived organoid biobank to model tumor heterogeneity and therapeutic vulnerability for oral squamous cell carcinoma的高水平研究论文。
口腔鳞状细胞癌（OSCC）是头颈部最常见的恶性肿瘤之一，尽管手术、放疗和化疗等治疗手段不断进步，但局部复发、颈部淋巴结转移及治疗抵抗仍是临床面临的重大挑战，导致患者预后不佳。
肿瘤内及肿瘤间的高度异质性显著影响了传统预后标志物（如TNM分期系统）的价值，并造成化疗药物疗效的个体差异。因此，开发有效的患者分层策略、治疗指导及反应预测方法，并识别潜在治疗靶点，对改善OSCC临床管理至关重要。
传统临床前模型（如细胞系和细胞系来源的异种移植瘤）虽推动了肿瘤生物学理解，但难以充分捕捉人类肿瘤的复杂性和异质性。患者来源类器官（PDOs）作为新兴的三维培养系统，能够保留原始肿瘤的遗传和表型特征，已在结直肠癌、肺癌和乳腺癌等多种癌症中展现出药物筛选和生物标志物发现的应用潜力。
2019年，Hans Clevers团队首次成功建立OSCC类器官并进行基因特征分析，显示其在预测化疗和放疗反应方面的潜力。然而，铂类药物（如顺铂）耐药仍是OSCC治疗的主要障碍，基于类器官平台识别耐药相关分子标志物并开发靶向耐药通路的联合治疗方案，具有重要的临床转化价值。
本研究采用优化培养基体系，自65例OSCC患者新鲜标本中成功构建46例患者来源类器官（PDOs）生物库，建立率达70.77%。
通过整合全外显子测序、转录组测序及组织病理学分析，系统验证PDOs在基因组变异、基因表达谱及组织学特征方面与亲代肿瘤的高度一致性，证实其作为临床前模型的保真度。
在此基础上，利用PDOs开展多项功能性研究：其一，建立基于CellTiter-Glo发光法的药物筛选平台，评估顺铂、西妥昔单抗及多西他赛等化疗药物的敏感性；其二，通过转录组差异分析筛选耐药相关基因，结合公共数据库验证，鉴定CDCP1为顺铂耐药关键驱动因子；其三，采用慢病毒介导的基因编辑技术实现PDOs的遗传操作，验证CDCP1通过Wnt/β-catenin信号通路调控肿瘤干性及化疗抵抗的分子机制；其四，构建患者来源类器官异种移植瘤（PDOX）模型，评估纳米颗粒介导的siCDCP1递送系统联合顺铂的体内疗效（图1）。
上述研究策略充分体现了PDOs在肿瘤异质性建模、药物敏感性预测及耐药机制解析中的应用价值。
本研究成功构建包含46例OSCC患者来源类器官（PDOs）的活体生物库，建立率达70.77%，并证实其可长期传代、冻存复苏且维持稳定活力（图2）。
图2. 从口腔鳞状细胞癌患者建立活体患者衍生类器官生物样本库。
组织病理学分析显示，PDOs在形态学上呈现实体型、囊性型及混合型等异质性结构，H&E染色及免疫组化检测表明其保留亲代肿瘤的特征性角化珠形成、核异型性及分化状态，Ki67、KRT5/6和TP63等标志物表达水平与原始肿瘤呈显著正相关（R值分别为0.68、0.83和0.85）。
全外显子测序揭示PDOs保留亲代肿瘤的拷贝数变异及结构变异特征，TP53、TTN和MUC16等癌症相关基因突变谱与TCGA-HNSC队列高度一致。
转录组分析证实PDOs与配对肿瘤样本聚类紧密，并涵盖基底型、经典型及非典型型等HNSCC分子亚型。功能层面，PDOs展现出可靠的成瘤能力，皮下接种NCG小鼠后形成PDOX，其组织学及免疫表型与亲代肿瘤高度吻合。药物筛选实验显示不同PDOs对顺铂、西妥昔单抗及多西他赛呈现显著异质性反应，成功区分敏感株与耐药株。
机制研究中，通过对比耐药与敏感PDOs的转录组差异，鉴定CDCP1为顺铂耐药关键介质，其高表达与患者不良预后显著相关；遗传操作证实CDCP1敲低可恢复耐药PDOs对顺铂的敏感性，伴随DNA损伤标志物γ-H2A上调及凋亡相关蛋白BAX/Bcl-2比值改变。
最终，基于PDX模型验证pH敏感型壳聚糖/γ-聚谷氨酸纳米颗粒递送siCDCP1联合顺铂可显著抑制肿瘤生长，为临床转化提供有力证据（图3）。
图3. 患者来源的类器官异种移植重现了口腔鳞状细胞癌的组织病理特征。
本研究成功建立46例OSCC患者来源类器官活体生物库，证实其在组织病理学、基因组及转录组水平与亲代肿瘤高度一致，可作为可靠的临床前研究平台。研究鉴定CDCP1通过激活Wnt/β-catenin信号通路驱动肿瘤干性介导顺铂耐药，并开发pH敏感型纳米颗粒递送siCDCP1联合顺铂的治疗策略，在耐药PDX模型中实现肿瘤显著消退且安全性良好（图4）。
未来研究需扩大样本量以覆盖更广泛肿瘤异质性，整合肿瘤微环境组分建立共培养体系，开展CDCP1作为预测标志物及治疗靶点的临床验证，推动个体化精准治疗策略的转化应用。
1. 样本获取与处理：收集手术切除或活检所得的新鲜OSCC组织标本，于30分钟内置于含DMEM/F12、GlutaMAX、青霉素/链霉素/两性霉素B及HEPES的组织保存液中，经两位资深病理医师确认病理类型。
2. 组织消化：将样本剪碎后，加入含2 mg/mL I型胶原酶、1 mg/mL DNase I及200 U/mL透明质酸酶的消化液，37℃、800 rpm振荡孵育至组织充分解离。
3. 细胞分离与纯化：消化产物经100 μm细胞筛网过滤，收集滤液离心后，以红细胞裂解液4℃处理2分钟去除红细胞，再以冷advanced DMEM/F12培养基洗涤两次。
4. 基质胶包埋：将细胞沉淀重悬于70% Matrigel中，接种于24孔板底部，37℃孵育30分钟使基质胶凝固。
5. 培养基配制与接种：加入优化型类器官培养基，其组分为advanced DMEM/F12基础培养基，添加1.25 mM N-乙酰半胱氨酸、10 mM烟酰胺、1× B27、50 ng/mL EGF、10 ng/mL FGF-10、5 ng/mL FGF2、250 ng/mL R-spondin 1、100 ng/mL Noggin、0.5 μM A83-01、1 μM Forskolin、1 μM前列腺素E2、3 μM CHIR99021、10 μM Y-27632、100 ng/mL Wnt3a及5 μM GA-017。
6. 日常维持：每2-3天更换新鲜培养基，每10-14天以机械吹打结合TrypLE消化进行传代，按1:2至1:4比例扩增。
7. 冻存与复苏：采用专用类器官冻存液于液氮中长期保存，复苏时快速解冻后按上述步骤重新包埋培养。
原文链接
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41707653/
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