研究人员开发了从胶质母细胞瘤（GBM）肿瘤中提取的实验室培养的类器官，以有效模拟患者对CAR T细胞疗法的实时反应。这些类器官对治疗的反应与患者脑内真实肿瘤的反应密切匹配。具体来说，如果肿瘤来源的类器官在治疗后缩小，患者的真实肿瘤也会缩小。
在一项开创性的研究中，科学家们利用从胶质母细胞瘤（GBM）肿瘤中提取的实验室培养类器官，成功地模拟了患者对CAR T细胞疗法的实时反应。类器官对治疗的反应反映了患者脑内真实肿瘤的反应。如果类器官在治疗后缩小，患者的肿瘤也会缩小。这项研究由宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院进行，并发表在Cell Stem Cell上。
佩雷尔曼神经科学教授、该研究的共同首席作者洪俊松博士表示：“跟踪GBM患者对治疗的反应具有挑战性，因为我们不能频繁进行脑活检。而且，在MRI扫描中区分肿瘤生长和治疗引起的炎症可能很困难。这些类器官很好地复制了患者脑中的事件，我们希望它们能够帮助我们理解每位患者独特的肿瘤并迅速识别出最有效的治疗方法，为个性化医疗铺平道路。”
GBM被认为是成人中最常见和最具攻击性的脑肿瘤。通常，诊断为GBM的患者在诊断后可能仅有12到18个月的生命预期。尽管多年来进行了广泛的研究努力，但GBM的确切治疗方案仍未得到，当前的治疗方法，包括手术、放疗和化疗，仅在延长生命方面显示出有限的疗效。
CAR T细胞疗法是一种通过修改患者的T细胞来定位和消灭体内特定癌细胞的治疗方法。尽管这一治疗已获得FDA对某些血癌的批准，但在将其适应于靶向固体肿瘤（如GBM）方面存在困难。最近的研究发现，利用同时靶向与脑肿瘤相关的两种蛋白质的CAR T细胞疗法，而不仅仅是一种，可能是减少经历复发的胶质母细胞瘤患者固体肿瘤生长的可行技术。
共同首席作者、佩雷尔曼神经科学教授郭丽敏博士解释道：“GBM的治疗复杂性源于肿瘤的极其复杂，由多种癌细胞类型、免疫细胞、血管和各种组织组成。通过从单个患者肿瘤的小样本中培养类器官，而不是单一种类的癌细胞，我们能够准确复制患者的肿瘤条件及其生长的独特环境背景，这是其他GBM模型的一个重大限制。”
治疗GBM的初步方法涉及尽可能多地切除肿瘤。在这项研究中，研究人员从六名参与双靶向CAR T细胞疗法的复发性胶质母细胞瘤患者的肿瘤中生产了类器官，这些患者参与了一项I期临床试验。虽然实验室通常需要数月才能生产足够的癌细胞，但类器官可以在2-3周内开发完成，使患者能够在进行CAR T细胞疗法之前从手术中恢复。
在手术后2到4周，CAR T细胞疗法被同时施用于类器官和患者。研究人员发现，类器官的治疗反应与患者肿瘤的反应一致。当类器官表现出T细胞对癌细胞的破坏时，患者的肿瘤也通过MRI成像显示出肿瘤大小的减少，并且在脑脊液中观察到CAR阳性T细胞增加，表明治疗成功靶向。
关于GBM的CAR T细胞疗法的一个普遍关注是神经毒性，即有害物质影响神经系统，可能损害或杀死脑细胞。研究人员注意到，类器官和患者脑脊液中的免疫细胞因子水平相似，表明毒性。两者的水平在治疗结束后一周下降，表明类器官也可以可靠地模拟患者的神经毒性风险，帮助临床医生确定适当的CAR T剂量。
约翰·坦普尔顿，博士，阿布拉姆森癌症中心胶质母细胞瘤转化卓越中心的主任、神经外科约翰·坦普尔顿，博士教授评论道：“我们的研究表明，GBM类器官是理解CAR T细胞疗法对脑肿瘤影响的有效而精确的方法。我们希望不仅将这些类器官引入临床实践，以便为患者量身定制治疗，还利用它们来加深我们对如何打击这种复杂而致命癌症的理解。”
这项研究得到了美国国家卫生研究院（NIH）的支持（资助编号R35NS116843和R35NS097370），以及来自再生医学研究所和阿布拉姆森癌症中心胶质母细胞瘤转化卓越中心的协助。
