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同樣生物標記,藥物反應卻不同:腦瘤屏障晶片捕捉患者差異

韓國團隊以患者腫瘤細胞重建腦瘤邊緣的血管屏障;三例初步結果與臨床病程相符,但距離真正用來選藥,仍須經過前瞻性驗證。

By SURL BioNews

膠質母細胞瘤的治療難題,不只在於藥物能否殺死癌細胞,也在於藥物是否穿得過腫瘤周邊仍部分完整的血管屏障。韓國研究團隊如今把這兩層問題放進同一枚微流體晶片,嘗試在患者接受治療前,重現其腫瘤邊緣的屏障特性與藥物反應。

這項由韓國科學技術院、成均館大學、CHA盆唐醫療中心及CHA醫科大學合作的研究,6月27日刊於《Small》。晶片上層以人類腦微血管內皮細胞形成血管通道,下層則在三維基質中共同培養正常星狀膠細胞與患者來源的膠質母細胞瘤細胞;擴充模型還納入血管周細胞與小膠質細胞,以模擬腫瘤、神經膠細胞、血管及免疫環境之間的互動。

研究重點放在腫瘤浸入正常腦組織的邊緣,而非腫瘤核心。團隊觀察到,腫瘤與周邊細胞互動後,血管通透性、細胞間緊密連結、藥物外排相關基因及星狀膠細胞狀態都會改變;不同患者晶片呈現的屏障完整程度也不相同。

主要比較涵蓋三名新診斷患者。三人的腫瘤同為IDH野生型,且MGMT啟動子均有甲基化——後者通常被視為較可能對烷化劑替莫唑胺產生反應的生物標記。然而,晶片測得的替莫唑胺敏感度仍有明顯差異:患者B模型反應最強,患者C居中,患者A則較弱。使用抗血管新生抗體貝伐珠單抗時,B模型出現顯著反應,A模型沒有可偵測效果,C模型僅呈現未達統計顯著的輕微趨勢。

這些差異大致對上患者後來的臨床病程。A模型對兩種藥物反應最差,對應的患者在替莫唑胺治療下無惡化存活期最短,疾病惡化後接受貝伐珠單抗的存活期也最短;B模型反應最佳,其患者的兩段病程最長,C則介於兩者之間。另一個MGMT未甲基化模型對替莫唑胺缺乏明顯反應,也符合一般臨床趨勢。

研究同時顯示,屏障較「漏」不等於治療一定較有效。A模型雖具有較高通透性,腫瘤細胞對兩種藥物仍不敏感;B模型的屏障相對完整,藥物反應反而最強。這表示療效可能同時取決於藥物穿透、外排運輸與癌細胞本身的敏感性,單靠MGMT等腫瘤標記或影像所見,未必足以涵蓋這些差異。

不過,「能預測」目前仍是待驗證的潛力,而非已確立的臨床能力。核心比較只有三名患者,研究也是在已知臨床病程後檢視晶片結果是否相符;體外使用的固定藥物濃度與暴露時間,也不能完整重現人體的代謝、免疫反應及劑量變化。若要進入選藥流程,還需在更大、獨立且前瞻性的患者群體中,確認製作成功率、結果一致性、周轉時間,以及晶片指引是否真的能改善治療結局。

References

  1. Korea Advanced Institute of Science and Technology (via Mirage News)
  2. Sungkyunkwan University
  3. RnDcircle — Song Ih Ahn Laboratory, KAIST
  4. Biohybrid Systems Engineering Laboratory, KAIST