膠質母細胞瘤（GBM）是成年人中最常見、最 具侵襲性的惡性腦腫瘤。GBM患者在確診后通常只能存活12-18個月。盡管經(jīng)過了幾十年的研究，但GBM尚無已知的治愈方法，而且已批準的治療方法（例如手術、放療和化療）在延長預期壽命方面效果有限。
CAR-T細胞療法通常通過對患者的T細胞進行基因工程改造，使其能夠識別特定腫瘤細胞，進而在回輸?shù)交颊唧w內(nèi)后殺傷腫瘤細胞。目前FDA已批準了6款CAR-T細胞療法用于治療幾種血液類腫瘤，但研究人員一直在努力開發(fā)能夠識別并殺傷實體瘤（例如膠質母細胞瘤）的CAR-T細胞療法。
最近，賓夕法尼亞大學的研究人員在 Nature Medicine 期刊發(fā)表的一項1期臨床研究顯示【1】，靶向兩種腦腫瘤相關蛋白（EGFR和IL13Rα2）的雙靶點CAR-T細胞療法，可能是一種有前景的策略，可減少復發(fā)性膠質母細胞瘤患者的腫瘤生長。
2024年12月9日，賓夕法尼亞大學醫(yī)學院宋洪軍教授、明囯莉教授等在 Cell Stem Cell 期刊發(fā)表了題為：Patient-derived glioblastoma organoids as real-time avatars for assessing responses to clinical CAR-T cell therapy 的研究論文。
該研究表明，患者來源的膠質母細胞瘤類器官（GBO）可作為評估臨床CAR-T細胞療法效果的實時化身（real-time avatars）。
具體來說，該研究首次使用從膠質母細胞瘤（GBM）患者的腫瘤中創(chuàng)建的在實驗室培養(yǎng)的類器官，實時準確地模擬患者對CAR-T細胞療法的應答。該類器官對治療的反應能夠反映患者大腦中實際腫瘤的反應。也就是說，如果該類器官在治療后縮小，那么患者大腦中的實際腫瘤也會縮小。
患者來源的腫瘤類器官已被用于疾病建模和臨床前研究，但很少在臨床中實時應用于幫助解讀患者對治療的反應。
該團隊近期完成的一項1期臨床試驗顯示，雙靶點CAR-T細胞療法——CART-EGFR-IL13Rα2，顯示出了對膠質母細胞瘤的治療希望。
論文共同通訊作者宋洪軍教授表示，很難測量膠質母細胞瘤（GBM）患者對治療的反應，因為我們不能定期對大腦進行活檢，而且很難在磁共振成像（MRI）上從治療相關的炎癥中鑒別腫瘤的生長。而這些類器官非常準確地反映了個體大腦中發(fā)生的情況，希望這些類器官在未來可幫助了解每個患者明顯復雜的腫瘤，并迅速確定哪種療法對患者的個性化治療最有效。
論文共同通訊作者明國莉教授表示，膠質母細胞瘤（GBM）如此難以治療的原因之一是因為這種腫瘤非常復雜，由幾種不同類型的癌細胞、免疫細胞、血管和其他組織組成，通過從膠質母細胞瘤患者獲取的實際腫瘤的小碎片（而不僅僅是一種癌細胞）中生長出來的類器官，可以反映腫瘤在患者體內(nèi)的存在方式，以及腫瘤生長的微環(huán)境，這是其它膠質母細胞瘤模型所不具備的。
膠質母細胞瘤（GBM）的一線治療是通過手術切除盡可能多的腫瘤。在這項研究中，研究團隊利用6位復發(fā)性膠質母細胞瘤患者的腫瘤組織創(chuàng)建了患者來源的膠質母細胞瘤類器官，這6位患者參與了此前的雙靶點CAR-T細胞療法的1期臨床試驗。
在實驗室里培養(yǎng)足夠的膠質母細胞瘤細胞來測試治療可能需要幾個月的時間，而類器官可以在2-3周內(nèi)生成，與此同時，患者從手術中恢復。
接下來，研究團隊同時使用雙靶點CAR-T細胞治療這些患者和類器官。結果顯示，這些類器官的治療反應與患者大腦中的腫瘤反應相關。當類器官顯示出腫瘤細胞被T細胞破壞時，通過磁共振成像（MRI）發(fā)現(xiàn)患者的的腫瘤體積也縮小了，腦脊液中的CAR-T細胞的存在也增加了，表明治療達到了目標。
使用雙靶點CAR-T細胞治療的患者來源的膠質母細胞瘤類器官。T細胞（紅色）浸潤腫瘤類器官并殺死腫瘤細胞（藍色），黃色表示死亡細胞。
CAR-T細胞療法在治療膠質母細胞瘤（GBM）的一個常見問題是神經(jīng)毒性，即毒性物質改變了神經(jīng)系統(tǒng)的活動，會破壞或殺死腦細胞。
該研究發(fā)現(xiàn)，在類器官和患者的腦脊液中，反映毒性的免疫細胞因子水平相似。兩種水平在治療結束后1周均下降，這表明這些類器官還可以準確模擬患者在治療中的神經(jīng)毒性風險，并幫助臨床醫(yī)師確定CAR-T細胞的合適劑量。
總的來說，這項研究表明，該研究開發(fā)的患者來源的膠質母細胞瘤類器官是一個強大且準確的工具，可以幫助我們理解CAR-T細胞治療腦腫瘤時到底發(fā)生了什么。這些類器官不僅可以幫助對膠質母細胞瘤患者進行個性化治療，還有助于加深我們對如何戰(zhàn)勝和摧毀膠質母細胞瘤這種復雜且致命的癌癥的理解。
論文鏈接：
1. https://www.nature.com/articles/s41591-024-02893-z
2. https://www.cell.com/cell-stem-cell/abstract/S1934-5909(24)00409-0
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