癌症护理在过去50年中发生了巨大变化。筛查、手术、靶向治疗、免疫疗法和精准医学已经改善了许多曾经难以治疗的疾病的前景。
胶质母细胞瘤（一种侵袭性脑癌）是一个显著的例外。
"当我80年代在哈佛担任医学肿瘤学研究员时，胶质母细胞瘤患者的中位生存期约为12至13个月，"纽约长老会医院脑瘤中心创始主任霍华德·费恩博士说。"四十年后，这一数字仅增加到15个月。"
这种停滞并非因为缺乏努力。研究已经投入了数亿美元——但近年来加入标准治疗的唯一药物替莫唑胺（Temozolomide），仅能将中位生存期延长六周。过去25年中进行了超过2000项胶质母细胞瘤临床试验，但有希望的临床前研究在患者身上测试时最终都失败了。
费恩表示，缺乏进展指向了一个更深层次的问题：太多的潜在治疗方法在与医生在人体中看到的疾病不相似的实验室模型上进行了测试。
为了找到更有希望帮助患者的疗法，研究人员首先需要一个更准确的疾病复制品。在纽约长老会医院，这项工作的核心是一种名为GLICO的胶质瘤脑类器官——这是一个患者特异性平台，旨在模拟胶质母细胞瘤在大脑内部生长、侵入和抵抗治疗的方式。
旧模型的局限性
胶质母细胞瘤难以治疗的部分原因在于它不会整齐地局限在一处。当扫描显示可见肿瘤时，微观细胞通常已经移动到周围脑组织中。外科医生可以切除主要肿瘤，但留下的分散肿瘤沉积物可能再次引发疾病。
这在身体的几乎任何部位都很难处理——但在大脑中，错误的余地非常小。治疗必须避开负责语言、运动、记忆和个性的区域，而血脑屏障（血液和大脑之间的保护性过滤器）阻止了许多药物到达肿瘤。
这种疾病还有一种不寻常的生存策略，费恩将其描述为穿过功能脑组织的肿瘤细胞"互联网"。胶质母细胞瘤细胞与正常神经元和被称为神经胶质的脑支持细胞形成突触和电连接，创建帮助它们抵抗化疗、放疗和其他压力源的网络。
这正是旧实验室系统难以重现的。在培养皿中生长的肿瘤细胞，或在小鼠大脑中作为紧凑肿块生长的肿瘤细胞，其行为与嵌入人类神经组织中的细胞不同。一种能杀死孤立肿瘤细胞的疗法只能告诉研究人员这么多；重要的是，当这些细胞编织成帮助胶质母细胞瘤存活的类脑网络时，该疗法是否有效。
创造更真实的环境
GLICO将患者肿瘤中的胶质瘤干细胞与脑类器官结合起来，脑类器官是模拟发育中人脑某些方面的实验室培养结构。当两者结合时，肿瘤细胞附着在类器官上并侵入。被周围类脑组织吸引，它们与正常脑细胞形成内在的网络连接，部分解释了肿瘤的侵袭性和对治疗的抵抗力。
费恩的团队在这个更真实的环境中工作，可以观察胶质母细胞瘤肿瘤细胞如何扩散、通信和形成抵抗治疗的途径，而不是观察它们在人工环境中表现。费恩说，结果是更准确的建模，不仅可以提高找到最终在临床试验中使患者受益的药物和治疗策略的临床前几率，还可以节省"负面临床试验的费用、时间和精力"，最重要的是，保护患者免受"根本没有机会奏效"的研究。
该模型还为研究人员指出了对抗疾病的新方法。因为胶质母细胞瘤细胞使用突触和电信号与大脑通信，为癫痫、精神疾病或心脏病开发的药物可能变得相关。费恩说，破坏突触和电连接可能使肿瘤细胞对标准治疗更加敏感，从而打开"新的治疗靶点，最终带来新的药物类别。"
前进的道路
GLICO团队的下一个目标是将药物筛选结果转化为预测治疗反应的更广泛系统。费恩说，计划是对患者来源的肿瘤样本测试数千种药物和药物组合，然后将这些结果与基因组、分子、成像和临床数据结合起来。人工智能可以帮助识别这些信息中的模式，指向比旧方法更精确地适应未来患者肿瘤生物学的疗法。
临床研究仍需确认GLICO是否能比当前方法更准确地选择治疗方法。然而，更清晰的模型会生成更优质的数据——而更优质的数据可以支持为这种长期以来为患者提供有意义选择的疾病提供更个性化的决策。
对费恩来说，这种可能性现在比他职业生涯的大部分时间感觉更近了。"多年来，我不知道胶质母细胞瘤的未来在哪里，"他说。"现在，我可以看到一条更具体的前进道路，并将我的科学研究集中在有可能对患者产生影响的事情上。这就是推动我的动力。"
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