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膠質(zhì)母細胞瘤（GBM）是人類神經(jīng)系統(tǒng)中最常見的原發(fā)惡性腫瘤，約占原發(fā)性腦腫瘤的15%。GBM也是人類最惡性的腫瘤之一，由于其侵襲能力和轉(zhuǎn)移能力很強，患者通常預后較差，中位生存期15個月，五年內(nèi)生存率僅5%，十年內(nèi)生存率為不足2.6%。針對不同患者個體化藥物治療，需要合適的臨床前GBM模型用于藥物篩選。有研究表明，患者來源的膠質(zhì)母細胞瘤類器官（PD-GBO）能夠保留體內(nèi)GBM的關鍵特征，可進行候選藥物的功能分析，有望成為臨床前發(fā)現(xiàn)腫瘤潛在個體有效治療方案的方法。

構建不同患者來源的膠質(zhì)母細胞瘤類器官，驗證PD-GBO與患者體內(nèi)GBM的一致性，用PD-GBO對FDA批準的41種藥物進行藥篩，對原代腫瘤組織進行轉(zhuǎn)錄組分析用以分析個體藥物反應和通路特征之間的相關性。結果表明，PD-GBO是一個有潛力的藥物篩選平臺，同時也證明在大致能夠滿足臨床需求的時間內(nèi)，PD-GBO平臺可用于臨床前識別針對特定形態(tài)膠質(zhì)母細胞瘤特征的新藥。

1. PD-GBO在培養(yǎng)中保持增值活力，且保留體內(nèi)膠質(zhì)母細胞瘤已知表達的特定標記；

2. PD-GBO具有膠質(zhì)母細胞瘤形態(tài)學特征——包括GFAP和嵌套標記腫瘤微管（TM）的存在（評估藥物反應的模型中非常重要）；

3.PD-GBO中TM標記的存在與定位與體內(nèi)表達完全重疊；

4.PD-GBO中鈣信號的變化與腫瘤微管的功能相關。

1.在用構建的PD-GBO對41種FDA批準的藥物進行篩選之前，首先用AIVIA Software 9.8.1（DRVISION Technologies）實現(xiàn)深度學習切分，來量化PD-GBO表型藥物篩選所需的形態(tài)學特征；

2. 膠質(zhì)母細胞瘤樣本培養(yǎng)成腫瘤球后再將單細胞懸液在板上打印成PD-GBO，在24h后進行6天藥物測試，可在手術后14-19天報告藥物篩查結果；

3. 針對不同患者的PD-GBO藥物反應，為不同的患者篩選出個體化治療有效的候選藥物，（MA01-依維莫司、克唑替尼、foretinib和達沙替尼；MA02-克唑替尼；MA03-阿法替尼和RXDX-101；MA04-無）。

1.對原代腫瘤組織進行RNA測序，研究不同的KEGG通路的富集是否可以預測 PD-GBO對41種藥物的反應，尋找藥物反應與個體特定KEGG通路富集的相關性；

2.個體間通路的差異，也反映了個體間的腫瘤異質(zhì)性；

3.不同的藥物反應與KEGG通路富集呈現(xiàn)出不同的聚類關系，不同的藥物反應也可能與不同的通路相關，ERBB通路信號與藥物伊維莫司、達沙替尼和阿法替尼治療的反應呈負相關。相對的，MAPK通路信號與藥物克唑替尼、達沙替尼和阿法替尼治療的反應呈正相關。

一個合適的膠質(zhì)母細胞瘤模型能夠可靠地再現(xiàn)患者實際的腫瘤異質(zhì)性、細胞間通訊以及膠質(zhì)瘤細胞與腫瘤微環(huán)境（TME）的相互作用。PD-GBO在分子、結構和功能層面保留了患者腫瘤基因組結構、基因表達譜和細胞多樣性特征，且能夠作為藥篩平臺在初始培養(yǎng)的2周內(nèi)揭示潛在的個體化治療方案，更及時的輔助臨床治療。

雖然PD-GBO已成為了如今臨床和科研的可靠模型，但其也存在一定的缺陷，無法還原體內(nèi)膠質(zhì)母細胞瘤的所有微環(huán)境，比如血管和浸潤免疫細胞，PD-GBO沒有考慮血腦屏障——這是腦癌化療的主要障礙之一和治療失敗的常見原因。伴隨技術發(fā)展，PD-GBO將不斷變得更加完善，從而更好地服務患者。

精科醫(yī)學作為國內(nèi)類器官技術轉(zhuǎn)化先行者，我們在類器官培養(yǎng)上積累了豐富的經(jīng)驗，涵蓋了乳腺癌、肺癌、胃腸癌、肝癌、膀胱癌、前列腺癌、腎癌、甲狀腺癌、卵巢癌、宮頸癌、骨肉瘤以及腦腫瘤等多種實體腫瘤。其中基于活檢組織的微量建模培養(yǎng)成功率極高，同時可以實現(xiàn)穿刺標本的“一樣兩檢”（類器官藥敏＋NGS）。精科擁有自主研發(fā)的類器官培養(yǎng)技術，能夠有效地延長樣本保護期，擴大地域覆蓋面。此外我們還和多家醫(yī)院和科研機構開展科研與臨床合作。目前我們已經(jīng)在類器官建模方法、類器官鑒定、藥物敏感性檢測方法、類器官共培養(yǎng)等多個重要技術上實現(xiàn)突破，并已建立相關的實驗室標準。