头颈癌是发生在头颈部位恶性肿瘤的总称，包括鳞状细胞癌和唾液腺癌等多种亚型。

目前治疗选择有限且复发率高。传统疗法（如手术、放疗和放化疗）效果受个体差异影响显著，至于新兴靶向治疗药物，目前缺乏可靠的生物标志物来预测哪些头颈癌患者会从中获益。并且，由于基因异质性和复杂的肿瘤微环境，这类癌症的治疗预测和个性化治疗也面临挑战。

类器官是从患者的肿瘤组织中培养出的微型三维肿瘤模型，不仅能够保留患者肿瘤的遗传特征和组织学特性，还能在体外模拟肿瘤对不同治疗方案的反应。但其在头颈癌中是否能发挥辅助筛选个性化的治疗方案的作用尚不明确。本研究旨在通过建立一个大规模的头颈癌患者来源类器官库，系统评估其在治疗分级和生物标志物验证中的应用潜力，为头颈癌的精准医疗提供更为可靠的科学依据和技术支持。

2.1 类器官的构建与鉴定

2019年到2022年间，研究团队从228名头颈癌患者处收集到354个组织样本（原发肿瘤、癌旁组织和肿瘤转移灶），并成功培养出110例类器官模型。通过组织、DNA和蛋白质的多层次验证，证实类器官保留了原始肿瘤的基因和组织特征。

△ 患者头颈部肿瘤及其相邻非恶性上皮组织生成的多样化类器官生物库

2.2 类器官放疗敏感性与临床治疗效果一致性评估

研究对比了类器官对根治性放疗和辅助放疗的敏感性与患者实际临床治疗效果。结果显示，类器官在一定程度上能够预测不同放疗方案实际施用的效果。

△  患者衍生的类器官模型对不同剂量放疗方案的“预演”结果

2.3 基于类器官的联合放化疗方案筛选

研究还利用类器官库，评估了放疗辅助药物（如顺铂、卡铂和西妥昔单抗）在联合治疗方案中的效果。结果表明，顺铂和卡铂能增强放疗效果，而西妥昔单抗却起到了“保护”肿瘤细胞的作用，减弱了放疗效果。

△ 患者衍生的类器官模型中化疗和放疗的协同效应

2.4 基于类器官库的靶向治疗方案探索及潜在生物标志物的验证

研究团队进一步在31个类器官中测试了6种靶向药物，并验证了PIK3CA基因突变对治疗的影响。

此外，研究人员还评估了PRMT5抑制剂的潜在潜力，发现CDKN2A缺失的类器官对PRMT5抑制剂更敏感，提示CDKN2A缺失可能是一个有用的生物标志物。

△ 类器官用于靶向药物的筛选以及生物标志物的验证

基于大规模头颈癌类器官库，本研究展示了类器官在个体化治疗和生物标志物发现中的应用潜力。总的来说，类器官模型不仅可以用于治疗方案的筛选，为患者制定更具个性化的治疗策略，还有可能推动新治疗药物的研发。

1、基于类器官库的放射治疗效果评估

研究表明，类器官对放射治疗的敏感性与患者的临床反应具有一定程度的相关性，尤其是在辅助化疗放疗中。这提示类器官有可能用于预测患者的放疗治疗效果，为个性化医疗提供支持。

2、基于类器官库的靶向药物筛选

研究评估了多种靶向药物（包括PIK3CA、FGFR、PARP等抑制剂）在头颈部鳞状细胞癌类器官中的反应，并发现不同供体来源的类器官对这些药物的敏感性存在显著差异，证明了类器官模型在筛选潜在治疗药物方面的价值。

3、基于类器官库的生物标志物验证

研究借助CRISPR碱基编辑技术验证了PIK3CA突变，并识别出头颈部鳞状细胞癌中CDKN2A缺失与PRMT5抑制剂敏感性之间的关联，进一步突出了类器官在生物标志物识别中的潜力。

参考文献：

Millen R., et al., Patient-derived head and neck cancer organoids allow treatment stratification and serve as a tool for biomarker validation and identification. Med. 2023;4(5):290-310.e12. DOI: 10.1016/j.medj.2023.04.003. PMID: 37178682.