肿瘤类器官+免疫细胞共培养：如何构建更真实的肿瘤免疫微环境？

图1 患者来源的类器官-T细胞共培养模型及应用。^[1]

为了研究肿瘤类器官模型中肿瘤，免疫相互作用， Dijkstra等建立了一种基于肿瘤类器官培养的多功能平台用于扩增和表征患者来源的肿瘤反应性T细胞，发现50%的CRC类器官可激活同一患者PBMC中的CD8⁺T细胞，NSCLC类器官也得到了类似结果：激活的CD8⁺T细胞可有效杀伤肿瘤类器官，且不影响正常组织类器官的存活，而共培养产生的CD4⁺T细胞对肿瘤类器官及正常组织类器官均有杀伤作用。该研究证实，自体肿瘤类器官与PBMC共培养可用于富集错配修复缺陷的CRC和NSCLC患者外周血中的肿瘤反应性T细胞，且这些T细胞可用于评估匹配肿瘤类器官的杀伤效率。Zhou等通过建立和优化患者来源的胆管癌类器官与PBMC和纯化T细胞的体外3D共培养模型，以研究这些细胞对类器官细胞死亡的生长抑制和诱导作用。此外，该研究还探讨T细胞诱导的细胞死亡机制以及患者对免疫细胞毒性的敏感性差异。

Meng等描述了一种从胰腺癌患者外周血中扩增肿瘤靶向T细胞的平台。该平台通过将PIBMC与自体肿瘤类器官共培养从胰腺癌患者循环中识别和扩增肿瘤靶向细胞毒性T细胞，结果显示使用类器官预处理的T细胞发生了克隆扩增，不仅能表达组织驻留记忆T细胞标志物，还可有效杀伤自体肿瘤类器官，表明肿瘤类器官与PBMC共培养具有产生肿瘤反应性T细胞的潜力，从而实现了个性化免疫治疗的可能。

Zhou等首次建立了胆管癌（cholangiocarcinoma，CCA）类器官和来自健康供体的免疫细胞共培养的模型，这种新型的3D共培养系统可维持CCA类器官的形态和生长，免疫细胞的生存和功能，类器官和免疫细胞之间的相互作用以及CCA类器官中可量化的患者特异性细胞毒性作用。该模型的共培养体系同样可以作为ICI疗效的预测工具，并筛选对个体患者最有效的ICI药物。Xiang等在胃癌类器官和健康供者来源的PBMC共培养的体系中筛选潜在的靶向耗竭性T细胞的药物以增加肿瘤对免疫检查点抑制剂（ICIs）的反应，为抑制免疫逃避提供一个新思路。Shan等提出了声学虚拟三维支架（AV-Scaf）技术，这一创新方法通过旋涡聚焦声场的设计显著加速了细胞组装体的细胞间相互作用，为三维肿瘤类器官的培养提供了一种全新的途径。在与T细胞共培养的黑色素瘤类器官实验中，AV- Scaf技术的应用取得了令人瞩目的成果。研究显示，共培养系统显著提升了T细胞的活化水平，其中颗粒酶B的表达从2.82%激增至17.5%，y-干扰素的表达也从1.36%显著上升至16%。这些数据强有力地证明了AV-Scaf技术在促进免疫细胞活化和肿瘤免疫相互作用方面的潜力。

       当肿瘤类器官与成功扩增的细胞毒性T淋巴细胞（cytotoxic T lymphocyte，CTL）共培养2周后，可观察到肿瘤杀伤，但同一患者的健康类器官并未观察到此现象，表明肿瘤类器官能够呈现肿瘤相关抗原或新抗原以诱发有效的抗肿瘤T细胞反应。Chakrabarti等采用含树突状细胞（dendriticcell，DC）和CTL的胃癌或健康类器官构建了自体小鼠三联共培养模型。在抗PD-L1抗体存在的情况下，脉冲的DC和CTL与胃癌类器官或健康类器官共培养，发现免疫细胞迁移到类器官上，且经抗PD-L1处理的肿瘤类器官与脉冲的DC和CTL共培养时会出现明显的细胞凋亡，表明利用肿瘤类器官与患者来源的自体免疫细胞构建的三联培养可作为预测个体患者免疫治疗的临床模型。实现精准预测以靶向PD-1/PD-L1为主的ICIs的有效性是迈向个体免疫化治疗的第一步^[3]。