肿瘤为复杂和多样性疾病,在分子遗传上具有很大异质性,即使相同病理类型的癌症患者,对抗癌药物的反应迥异。近年来，随着肿瘤精准医疗技术和人工智能大数据的不断发展，精准医疗在恶性肿瘤诊治上显得尤为突出。

过去先后有上百种肿瘤药敏检测模型或方法被报道，其中比较流行的有类器官（Patient-Derived Organoids，PDO）、患者来源的肿瘤异种移植模型（Patient-Derived tumor Xenograft，PDX）等。但这些技术在检测周期、准确率、检测药物通量、检测成本等方面均有局限性，因此指导临床用药的前景并不清晰。

6月25日，北京大学工学院席建忠教授课题组联合北京基石生命科技有限公司、北大肿瘤医院、北大人民医院等团队，在国际顶级学术期刊《Science Translational Medicine》发表题为“Patient-derived tumor-like cell clusters for drug testing in cancer therapy”（《患者来源类似肿瘤的细胞球可用于癌症治疗时的药效测试》）的文章，开发出全新的原代肿瘤细胞体外培养方法（Patient-Derived Tumor-like Cell Clusters，PTC），建立了胃、肠、乳腺等癌肿的微肿瘤模型。临床实验结果表明，微肿瘤模型预测患者治疗药效的准确性高达93%以上。这标志着席建忠教授团队多年来致力于打通精准医疗“最后一公里”的持续科研攻关有了关键突破。

不同于传统的类器官等三维（3D）培养技术，微肿瘤模型在检测周期、准确性以及临床转化应用等方面，已取得重要的原理和技术上的突破进展，有望在2—3年得到大规模推广应用。

首先，研究团队发展了原代细胞自组装形成微肿瘤的新机制，并通过改良培养基和培养微环境，优化了微肿瘤培养条件。一方面，利用转录组测序、GO以及KEGG等技术，分析体外3D培养微球与体内肿瘤组织间的信号通路差异，检测各种信号通路筛选细胞因子以及小分子抑制剂，增加微球培养的成功率；另一方面，筛选了一系列培养器件的基底亲憎水等性质，开发了微型高通量培养和筛选芯片。在此基础上，研究团队对209例胃癌和结直肠癌患者的新鲜肿瘤样本进行了消化解离培养，获得的微肿瘤模型PTC的整体培养成功率达89.9%（188/209，不包含感染和坏死样本）。此外，对于PDOs不能或较难培养的瘤种或样本，如中低分化腺癌、神经内分泌瘤、粘液腺癌以及转移灶，微肿瘤模型PTC同样可以培养成功。

图：再现患者肿瘤的细胞特征

其次，微肿瘤PTC在培养时间、细胞组成等方面，具有明显的优势。无论是手术样本，还是内窥镜获得的样本，2周之内可以检测100—2000种药物。此外，微肿瘤PTC是由肿瘤干细胞、上皮细胞、成纤维细胞、巨噬细胞等多种细胞组成，能够很好地再现肿瘤组织本身的多细胞微环境与肿瘤上皮细胞的相互作用。研究团队通过免疫荧光、流式细胞分析、转录组测序等大量方法分析，表明微肿瘤PTC与肿瘤组织在分子、细胞以及组织结构等方面，具有高度的一致性。值得关注的是，研究团队采用微肿瘤PTC药敏检测模型进行了临床双盲验证。在入组并获得PTC的24位胃肠肿瘤患者和35位乳腺癌患者中，采用影像学结合Miller&Payne分级系统评估临床疗效，PTC检测结果与临床疗效的一致率达到93.6%。其中，一位56岁男性粘液腺癌（预后差，常规用药方案少）患者，在常规用药（XELOX方案）耐药后，利用微肿瘤PTC药敏检测技术，实现了跨适应症动态治疗：服用乳腺癌药物三个周期后，患者腹膜转移灶消失，腹水减少，肿瘤标志物下降，网膜结节减小，药效显著。以上结果表明，PTC模型可以准确预测肿瘤患者对药物的敏感情况，对于复杂难治、恶性程度高的肿瘤，PTC同样可以充分发挥高通量等优势，帮助患者筛选跨适应症治疗方案，寻找更多可能的治疗机会。

图：一例粘液性肠癌动态监测案例

PTC药敏检测技术是近年来肿瘤诊治方法的重要技术创新，其克服了其他药敏检测技术的局限性，并已成功应用于胃癌、肠癌、乳腺癌等患者的药物疗效预测中。该技术可在临床决策中准确、前瞻性地指导肿瘤患者的个体化治疗，不仅使患者获益，延长生命周期，而且可以节省国家宝贵的医疗资源。此外，作为一种较有前景的肿瘤研究模型，PTC平台可有力地推动肿瘤临床医学在机制探索、新药开发、临床辅助诊断等领域的研究。

北京基石生命科技有限公司由北京大学终身教授、国家杰出青年席建忠教授于2016年6月牵头成立，主要从事高通量基因测序及生物信息分析、动物疾病模型、药效评估等精准医学项目。项目针对肿瘤细胞迁移、自噬等特征，突破性的找到一批具有潜在应用价值的功能重要基因，进而积极推动它们在疾病诊断和治疗方面的应用。通过布局肿瘤基因检测、细胞药物筛选、模式动物三大技术平台，为全球医疗机构和患者提供专业的精准医疗服务。公司现已开发微肿瘤芯片、肿瘤精准医疗算法等多项核心专利技术，具有成功率高、准确性高和周期短等优势，在肿瘤机制研究、临床用药指导、新药开发等领域有着巨大的应用价值。

首发展集团注重重大科技成果“前孵化”投资的探索与实践，于2017年3月入股基石生命。根据集团“资本+服务”一体两翼模式，构建原始创新投资生态体系，为基石生命长足发展提供投资与孵化服务。将其纳入集团运营载体——中关村前孵化创新中心，为其争取多项政策支持。积极对接相关资源，联系中关村管委会到基石调研，对未来产业化提出指导意见及融资帮助；引进长兴启赋宏联投资管理合伙（有限合伙）的投资，对基石进行了增资；将项目战略合作伙伴北京大学肿瘤研究医院的临床研究平台引入创新中心，为项目发展打造从研发到应用的创新生态产业链，推进重大科技成果在京落地转化。