癌癥一種悲慘的現(xiàn)狀在于，所使用的治療藥物有劇毒，它們的有效性在不同患者當中有著無法預見的差異。然而，最近科學家研發(fā)出一種新型技術將改變這一現(xiàn)狀，這種技術稱為“培養(yǎng)皿腫瘤”，能夠在化療開始之前，快速評估特定抗癌物雞尾酒對患者腫瘤有何效果。

以美國范德堡大學助理教授Melissa Skala為首的一組生物醫(yī)學工程師，開發(fā)出的這種新技術，利用熒光成像來監(jiān)測從患者移除的三維腫瘤塊接觸不同抗癌藥物的反應。

最近在《Cancer Research》發(fā)表的一篇論文中，作者將該技術應用于三種主要形式的乳腺癌。他們報道稱，當暴露于一種有效藥物時，這種檢測方法可在72小時內，檢測到所有三種腫瘤代謝活性水平的顯著下降，然而耐藥性腫瘤卻沒有顯示出變化。

根據(jù)美國癌癥協(xié)會資料顯示，在美國有八分之一的婦女會在有生之年患上浸潤性乳腺癌。每年大約有40,000名女性死于乳腺癌，因此乳腺癌是第二大女性癌癥死亡原因，僅次于肺癌。

當乳腺癌被診斷時，患者接受的藥物治療，主要是根據(jù)用以鑒別腫瘤類型的活檢結果。在兩到三個月后，通過確定腫瘤是否縮小或持續(xù)增長，評估初始治療的效果。

根據(jù)一些研究，每年在超過100,000例乳腺癌當中，患者從未對標準藥物有反應，無論是最初的還是經(jīng)過多次劑量的。因此，33%到43%的患者必須換到不同的藥物組合。

Skala說：“現(xiàn)在這是一個猜謎游戲。我們希望，我們的這種檢測法，通過讓醫(yī)生在治療開始之前為每位患者制定最有效、毒性最小的化療法，從而能夠顯著提高乳腺癌患者的生存機會。”

當前，有超過100種不同的抗腫瘤藥物是可用的，但是只有10到15種是經(jīng)常使用的。

新型“培養(yǎng)皿腫瘤”方法，首先在手術切除或活檢過程中取得患者的癌組織，將其切割成小塊，然后放在一種特殊的膠原凝膠中，該凝膠將它們保持為“類器官”，保留原發(fā)腫瘤的三維結構，也包括來自腫瘤環(huán)境的支撐細胞。

培養(yǎng)腫瘤細胞的傳統(tǒng)方法，可產(chǎn)生一個單一的細胞層，表現(xiàn)得與原發(fā)腫瘤非常不同。所以癌癥研究人員開發(fā)出培養(yǎng)三維腫瘤類器官的方法，模擬原發(fā)腫瘤的行為，因此可以研究它們是如何成長的。

研究生Alex Walsh在該方法的開發(fā)過程中起到了關鍵作用，他指出：“這是首用三維培養(yǎng)方法，來預測不同藥物對患者腫瘤的有效性。”

研究人員使用一種稱為“代謝光成像（optical metabolic imaging）”的技術，來測量類器官的活動水平。測量所產(chǎn)生的熒光強度的差異，可提供一種“細胞代謝的動態(tài)讀數(shù)”，這是一種敏感的藥物反應生物標志物。他們的測試表明，在24小時內對藥物暴露有反應。

Skala說：“我們給了腫瘤一拳，看它如何反應。這種方法很便宜和快速，適用于高通量篩選，因此它可以用來同時檢測幾十種藥物或藥物組合。”

該試驗還能檢測類器官中所有個體細胞的反應。Skala指出，這很重要，因為腫瘤并不都相同，一些類型的腫瘤細胞可能對一種特定藥物有不同的反應。如果一種給定的藥物雞尾酒可殺死90%的癌細胞，但不影響其余10%，耐藥性腫瘤細胞就能接管并導致腫瘤重新長成。

Skala說：“我們的檢測法，使我們能夠找到殺死腫瘤中所有癌細胞的藥物組合。”

到目前為止，他們用治療乳腺癌常用的四種藥物和兩種實驗性藥物，在小鼠和六份人類腫瘤樣本中大范圍地檢測了這種方法。Walsh說，下一步是測試來自更多人類患者的腫瘤。如果這些試驗能夠驗證檢測結果，就如研究人員預想，他們估計，這種檢測法將在5到10年之內成為臨床可用。

在驗證了乳腺癌的檢測結果之后，他們想看看這種方法對胰腺癌的影響如何。雖然胰腺癌是很罕見的，在美國占所有癌癥的大約3%，但它的死亡率非常高，約占癌癥死亡的7%。