胶质母细胞瘤是最为侵袭性的最为常见的脑癌形式。由患者自身的胶质母细胞瘤培育而成的实验室大脑类器官可能为如何最好地治疗它提供了答案。在一项新的研究中，来自美国宾夕法尼亚大学的研究人员发现胶质母细胞瘤类器官可能可以作为有效的模型来快速地测试个性化治疗策略。相关研究结果于2019年10月26日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“Genomic Relationships, Novel Loci, and Pleiotropic Mechanisms across Eight Psychiatric Disorders”。

图片来自Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2019.11.036。

多形性胶质母细胞瘤（GBM）仍然是所有脑癌中最难研究和治疗的，这主要是由于这种肿瘤的异质性。事实证明，外科手术、放疗和化疗等治疗方法以及更新的个性化细胞疗法可减缓肿瘤生长并使得患者在一段时间内保持无病状态，但是，治愈仍然是很难的。

论文共同通讯作者、宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院神经科学教授Hongjun Song博士说，“尽管我们在胶质母细胞瘤研究方面取得了长足进步，但是临床前和临床挑战仍然存在着，这使得我们无法接近更有效的治疗方法。其中的一种障碍是重现这种肿瘤的能力，这样不仅可以更好地理解它的复杂特征，而且还可以确定术后哪些疗法可以更及时地对抗它。”

其他的论文共同通讯作者为宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院神经科学教授Guo-li Ming博士和宾夕法尼亚大学艾布拉姆森癌症中心GBM转化中心主任、神经外科教授Donald O'Rourke博士。

比如，实验室培养的大脑类器官由人多能性干细胞或患者组织培育而成，其大小不大于豌豆，可以重现重要的遗传组成、脑细胞类型的异质性和结构。这种模型使得人们能够重现患者患病大脑的关键特征，以帮助更清晰地描绘出所患的癌症，并允许探索出最好的方法来攻击它。

使得类器官在胶质母细胞瘤中如此吸引人的原因是维持细胞类型和遗传异质性的时机和能力。尽管现有的体外模型增加了科学家们对癌症背后生物学机制的理解，但它们仍具有局限性。与其他模型需要更多时间来显示基因表达和其他更能代表肿瘤的组织学特征不同的是，这些研究人员开发出的脑瘤类器官更快地生长。这很重要，这是因为当前的治疗方案通常在外科手术后一个月开始，因此尽早制定治疗路线图会更加有利。

在这项新研究中，这些研究人员从52名患者中取出了新鲜的肿瘤样本，以便在实验室中“培养出”相应的肿瘤类器官。在两周内，产生胶质母细胞瘤类器官的总成功率为91.4％，其中66.7％的肿瘤显示出IDH1突变，75％的复发性肿瘤显示出IDH1突变。这些胶质母细胞瘤类器官也可以在生物库中存储，以便用于以后的分析。

这些研究人员还在12名患者中进行了遗传、组织学和分子分析，以便确定这些新的胶质母细胞瘤类器官在很大程度上保留了患者原发性肿瘤的特征。他们将8例胶质母细胞瘤类器官样本成功地移植到成年小鼠的大脑中，它们的大脑显示出癌细胞的快速侵袭性浸润，并且在三个月后维持关键的突变基因表达。重要的是，在小鼠模型中观察到了胶质母细胞瘤的一种主要特征---肿瘤细胞浸润到周围的大脑组织中。