摘要
背景：在目前的肿瘤精准治疗时代，揭示并利用肿瘤的分子特征对制定最佳治疗策略是必须的。建立肿瘤患者疗效或预后预测分子标志物在肿瘤治疗中越来越具有价值。在世界范围内，结直肠癌发病率位居所有肿瘤中的第四位，癌症死亡率则位居所有肿瘤中的第二位。五氟尿嘧啶（5-fluorouracil，5-Fu）是结直肠癌综合治疗措施中的核心组成部分。为接受了以5-Fu为基础的化学治疗的结直肠癌患者建立预后预测分子标志物可为制定治疗计划提供重要帮助。患者来源肿瘤类器官（Patient-derivedtumororganoids，PDTOs）已被证明可在各个层面代表所来源肿瘤。另外，已有证据表明PDTOs可以预测临床疗效，提示PDTOs是肿瘤精准治疗领域潜在的非常好的工具。 目的：本研究致力于利用结直肠癌类器官（colorectalcancerorganoids，CRCOs）对5-Fu的药物敏感性数据，建立一个由多个基因组成的基因谱构成的分子标志物，能够准确预测接受了以5-Fu为基础的化学治疗的结直肠癌患者的预后，为临床结直肠癌患者的风险分层提供新的方法。 材料与方法：建立小鼠正常小肠和大肠类器官培养体系基础上，继续建立人CRCOs培养体系，并进一步建立人结直肠癌手术样本类器官生物样本库。接着，测试CRCOs对5-Fu的敏感性。随后利用转录组测序技术明确与CRCOs5-Fu耐药相关的差异表达基因。最后，在TCGA-CRC队列中，利用生物信息学分析方法构建预测基因谱和药物相关评分模型，并进一步在GEO结直肠癌队列中和各亚组中验证所开发的模型。 结果：我们相继成功建立了小鼠正常小肠和大肠类器官培养体系和人结直肠癌手术样本类器官培养体系，最终成功建立了包含41例CRCOs的生物样本库。建库成功率为82%（41/50）。药物敏感性测试结果显示CRCOs对5-Fu的药物敏感性具有极大的差异，这种异质性与临床患者疗效的巨大差异保持一致。41例CRCOs中，14例（34.1%）对5-Fu敏感，27例（65.9%）对5-Fu耐受。转录组测序技术挖掘出了CRCOs5-Fu耐药相关差异表达基因。随后，生物信息学方法分析结果表明大部分5-Fu耐药相关基因在本研究得到验证，部分已证实相关信号通路也在本研究中被发现。利用上述耐药相关差异表达基因和结直肠癌预后相关基因的交集基因，包含有5个基因的分子标志物预测模型被成功建立。模型评分公式为：DRS（耐药相关评分）=GEL(geneexpressionlevel)(CACNA1D)ⅹ-0.0563+GEL(CIITA)ⅹ-0.0356+GEL(PFN2)ⅹ0.0332+GEL(SEZ6L2)ⅹ0.0378+GEL(WDR78)ⅹ-0.0386。多因素生存分析显示，在TCGA-CRC队列中DRS是结直肠癌患者OS的独立预后因素（P＜0.001）。进一步在GEO队列中的验证结果表明，我们基于CRCOs5-Fu耐药相关基因的5个基因预后预测模型能够很好地预测结直肠癌患者的生存。同时，我们的模型在各亚组中也表现良好。 结论：基于肿瘤类器官技术发现的5-Fu耐药基因相关预后预测模型能够准确预测接受了以5-Fu为基础的化学治疗的结直肠癌患者预后。
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