晚期非小细胞肺癌患者预后差很差,其中一个原因在于我们不能够在体外建立一个能够准确复制体内肿瘤的遗传学特点以及其对治疗药物的反应的生物学模型。目前我们成功建立三维患者来源的肿瘤培养系统,实验表明该模型可以成功地在体外使得原代细胞在三维状态下繁殖生存超过120天。在该研究中,我们使用外科手术切除非小细胞肺癌标本,均为Ⅰ/Ⅱ期非小细胞肺癌患者。使用该三维体外培养系统对3例患者标本均进行成功的培养。为证明体外三维模型培养出的细胞球和原代细胞一致性,对其分别进行了免疫组化染色,包括TTF1、Ki67抗体染色,结果验证两者很好的一致性。具体结果如下:1、非小细胞肺癌原代细胞球的培养和优化标本来源于Ⅰ/Ⅱ期且未接受过化疗的非小细胞肺癌患者的手术切除组织。所有样本均由病理学医生审查并确认,对样本进行诊断及评估肿瘤细胞含量。成功建立了三例PDS,并连续培养120天。这些肿瘤标本先被收集冷冻在液氮中,随后直接培养形成PDS。解冻后细胞活力为90%。在10天的培养中,PDS最大球体达到了大约500μm。所有的PDS都可以随时扩增和冻结,以创建PDS的生物库。有趣的是,本研究所用的培养基中没有含有重组R-spondinl或R-spondin1条件的培养基。然而,值得注意的是PDS的增殖率不是很高。R-spondin1的加入也许能增加PDS的增殖率,这在人的胃、小肠、结肠、胰腺和肝脏3D细胞球培养试验中已被证明。2、PDS显示出非小细胞肺癌的细胞学特征和标记肿瘤细胞具有高核胞质比值,深染核膜不规则,可见于与H&E染色的匹配患者肿瘤标本。经倒置显微镜可观察到PDS内的一些管状结构和分支形态,但需要进一步染色结构,以证实研究结果。所有PDS均进行肺肿瘤标志物TTF-1染色,显示阳性,证实为腺癌肿瘤。TTF-1在鉴别原发性肺腺癌和继发性肺腺癌中的作用在文献中已经被充分证实。3D H1299细胞系肿瘤球体的建立并对其进行TTF-1染色,结果染色阳性,这与之前报道结果一致。Ki-67染色阳性还表明PDS保留了其增殖能力。多个PDS传代后H&E和荧光染色显示经过传代后肿瘤细胞球的细胞学特征仍然保持稳定,临床标记特征随着传代持续保留下去。3、PDS可用于药物筛选为了证明PDS可作为药物筛选平台,采用CellTiter-Glo 3D Cell Viability Assay测定细胞活性,研究顺铂在PDS和H1299肿瘤球体中的细胞毒性并进行比较。细胞球在培养72h后,对其加药,顺铂试验的浓度从1-1000uM。用OriginPro software软件对50%效果水平(IC50)的抑制浓度进行了估计。结果表明,培养72小时加药顺铂后,从70.0μM和62.2μM对PDS和H1299肿瘤球体的IC50值,可以看出细胞活力的剂量依赖性下降。通常10μM时,IC50值远高于大多数2D NSCLC细胞系IC50值,除非在固有的和获得的顺铂耐药NSCLC细胞系。与传统2D单层培养系统相比,3D培养中IC50值增加的现象已被充分证明。然而,顺铂细胞毒性的差异在PDS和H1299肿瘤球体之间很难辨别。我们分析这可能与标本来源的患者均为早期、未接受化疗而未携带影响顺铂药物活性的因素有关。为了体现PDS比细胞系优越性,可能需要更多的药物筛查数据来验证。但是,可以预见PDS可能能够用来揭示PDS的IC50和患者的治疗效果之间的关系,这将是我们以后的一个研究内容。