子宫内膜类器官构建与临床转化专家共识(2025年版)

来源:中国实用妇科与产科杂志 2025.04.01
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作者:中国医师协会妇产科医师分会子宫内膜异位症专业委员会,山东省医师协会妇科微创医师分会


每个月经周期女性的子宫内膜在雌激素孕激素调节下发生周期性变化[1],不同年龄阶段、不同月经阶段子宫内膜的代谢、基因组学特征等均会存在差异性改变,不同个体间亦有很大的异质性。子宫内膜异常改变会导致各类子宫内膜疾病的发生。子宫内膜受损会导致Asherman综合征等疾病发生,内膜再生异常,引起宫腔粘连、不孕、复发性流产等临床表现[2];子宫内膜异位到子宫肌层内或子宫以外的地方则会导致子宫腺肌病和子宫内膜异位症,常表现为痛经、慢性盆腔痛、月经过多、不孕等[3];子宫内膜的异常增生和分化则会引起子宫内膜复杂性增生甚至子宫内膜癌。这些子宫内膜疾病严重影响育龄期甚至绝经期女性生活质量,了解子宫内膜疾病的发生发展机制,寻求治疗新靶点,有助于疾病的早期、个体化诊治,然而子宫内膜高度动态性、异质性的特点及伦理问题等,使得子宫内膜生理变化及相关疾病病理过程的研究面临巨大挑战。


类器官采用3D培养技术,形成的培养物包含一种或多种细胞成分,高度还原来源组织的结构和功能,在长期扩增中保持长期存活和遗传稳定性[4-5]。类器官可用于研究器官的生理或病理过程、疾病发生机制、药物筛选、新药研发,为个体化诊疗提供有利途径[6]。目前,子宫内膜类器官的构建、研发与临床转化应用正逐渐得到广泛关注,人们已成功建立正常子宫内膜、子宫内膜异位症和子宫腺肌病类器官以及子宫内膜癌类器官,研究内膜周期性变化、内膜容受性以及相关疾病病理机制等[7-8]。


尽管子宫内膜类器官在疾病发病机制研究、新药研发与药物筛选、临床个体化诊疗中表现出较大的潜力和价值,但其研究刚刚开始,尚处于早期阶段。本共识就子宫内膜类器官构建、鉴定及临床转化应用展开介绍,以推动我国子宫内膜类器官规范化建立,促进子宫内膜相关疾病的诊疗和防治。1 


1  类器官定义


类器官的概念已存在了几十年,这一术语被广泛应用,使其定义不明确。为了规范类器官的定义,促进类器官领域的进步,2020年对类器官的总体定义及其分类达成共识[9]。类器官可以从胚胎干细胞或诱导多能干细胞来源[10],也可以由患者来源的组织直接培养获得[11],在体外特定培养基中自行组织形成三维结构,模拟特定器官的组织结构和功能。组织外植体、细胞系来源的肿瘤球等3D培养物则是借助各种支架材料或无支架的培养系统,模拟细胞在体内微环境,允许细胞在三维空间生长和相互作用,但缺乏长期扩增能力[12]。不同于3D细胞培养,类器官在提供3D培养环境基础上,能够更好地模拟特定器官复杂的组织微结构,如细胞极性、细胞间连接等,并能在长期扩增中维持基因组稳定性[4]。患者来源的类器官是通过手术切除的标本、活检组织等经过解离、消化后接种在基质胶中,在特定培养环境下培养获得的培养物。


目前临床上常用的体外实验模型为2D细胞培养和动物模型。永生化细胞系来源的2D细胞培养物细胞类别单一,不能代表体内细胞的多样性,缺乏遗传异质性,同时无法模拟体内微环境复杂的相互作用,如细胞-细胞、细胞-细胞外基质的相互作用。患者组织来源的原代细胞培养虽能在一定程度上反映临床异质性,但原代细胞寿命有限且生长缓慢。此外,2D细胞培养在长期培养和扩增的过程中会丧失表型和组织相关功能,无法保持遗传学稳定性。因此,2D细胞培养可能无法准确模拟体内细胞功能、信号通路和细胞间复杂的相互作用,对生理过程、疾病的发生发展的见解亦可能存在偏见。动物模型多采用大鼠模型和小鼠模型,虽然在一定程度上可以研究疾病与微环境的作用,但存在物种差异性,动情周期与女性月经周期亦存在较大差别,无法复现人子宫内膜组织高度动态的功能变化。与2D细胞培养和动物模型相比,患者来源的类器官通过自行组织形成三维结构,能较好复现目标组织复杂的结构和功能特征,具有临床异质性,且能在长期培养中保持表型和遗传稳定[4],对于研究疾病发生机制、精准医疗提供较大的潜在价值。


2  类器官构建


目前国内子宫内膜类器官(endometrial organoids,EOs)研究尚处于起步阶段,缺乏规范化的流程,本部分将就子宫内膜类器官构建的样本来源、构建方式及流程、类器官培养基成分等内容进行阐述。


2.1    类器官构建的法律法规和医学伦理    类器官属于人类遗传学资源,为保护我国人类遗传资源、维护公众健康、社会公共利益和国家安全,同时确保生物安全,防止对人类健康和生态环境造成危害,子宫内膜类器官构建应严格遵守《中华人民共和国生物安全法》和《中华人民共和国人类遗传资源管理条例》等法律法规。在类器官样本获取、使用前,相关机构还应征得患者本人及家属的知情同意,充分告知相关信息,如构建目的、流程、潜在风险与受益等,让其在充分理解的基础上自主决定是否参与。开展类器官的临床前研究和转化应用时,需经相关单位和上级机构的伦理委员会审核批准,伦理委员会将对研究的科学性、伦理合理性等进行审查,审核通过后方可进行。此外,在类器官构建及应用过程中要始终保护患者隐私与个人信息,防止泄露,同时保障患者获得合理医疗服务的权利,不得因参与研究影响正常医疗。


推荐意见:子宫内膜类器官属于人类遗传学资源,类器官的构建、培养和使用应严格遵守相关法律法规,同时需取得患者及家属知情同意,相关单位的伦理委员会审核批准后方可进行类器官构建和临床转化相关研究。


2.2    类器官构建的样本准备    样本来源:子宫内膜类器官主要衍生自子宫内膜间质干细胞,即子宫内膜组织来源的干细胞。2017年,Boretto等[5]成功构建小鼠子宫内膜类器官,并发现小鼠发情期子宫内膜来源的类器官形成效率最高。人子宫内膜类器官主要来源于子宫切除后获得的内膜组织或行内膜活检术中获得的内膜,目前已成功构建正常子宫内膜类器官(enodmetrial organoid,EO)、肿瘤来源的子宫内膜癌类器官(ednometrial cancer organoid,ECO)以及异位子宫内膜病灶(子宫内膜异位症、子宫腺肌病)及其匹配在位内膜来源的类器官(ectopic endometrial organoid,EcEOs;eutopic endometrial organoid,EuEOs)[5,8]。除了通过手术切除子宫或刮宫等侵入性操作获得子宫内膜外,研究人员还尝试通过月经液建立子宫内膜类器官(menstrual fluid endometrial organoid,MFO)[13],发现MFO有较高的形成效率(80%~100%),并能稳定传代。且形成的MFO数量和大小与常规EO相似。除了新鲜组织来源的子宫内膜类器官外,也成功地从冷冻保存的组织中建立具有激素反应性的子宫内膜类器官[14]。


取样流程及注意事项:样本的取样过程应不影响或干扰其他临床诊疗工作和病理诊断,并做到精准取样,避免污染。针对手术标本,由主刀医生对病灶进行确认,取样所获组织块应尽可能代表病灶整体情况。若病灶体积较大,可进行多点取样,子宫内膜癌病灶取样时应避开溃烂、坏死区域,取样过程注意无菌操作,避免污染。样本体积建议为1cm3,考虑到子宫腺肌病病灶及子宫内膜异位病灶中异位腺上皮数量少的情况,子宫腺肌病病灶及子宫内膜异位病灶样本体积可酌情增大。


样本暂存及转运:为了保证样本活性,样本获取后应放至含组织保存液的离心管中置于冰上,并尽快转运至实验室进行后续操作,样本离体到组织处理的时间建议不超过6 h。组织暂存的组织保存液可用商品化的组织保存液,或含胎牛血清(FBS)和三抗的基础培养基。

推荐意见:子宫内膜类器官构建的样本主要来源于手术切除病灶或子宫后获取的组织,以及子宫内膜活检术获得的内膜组织。在类器官构建前的取样和转运过程中,应做到精准取样,避免污染,并尽快转运至实验室进行处理,这是类器官构建成功的前提。样本离体后应放于组织保存液中,并在低温条件下运输,避免细胞裂解降低样本质量,提高类器官构建成功率。


2.3    类器官培养基成分    解离出的上皮细胞用基质胶包埋,并在含有多种生长、信号转导细胞因子的特定培养基中培养,培养基核心成分为WNT-3A、RSPO-1、EGF和Noggin。根据组织来源、实验目的和条件的不同,研究人员会对培养基成分进行微调,补充B27、N2、Glutamax、Nicotinamide、N-Acetyl-L-cysteine、A83-01等成分。Turco等[4]将人子宫内膜类器官培养的基础培养基称为扩增培养基(expansion medium,ExM),在ExM基础上添加雌二醇(E2)、孕酮(P4)、环磷酸腺苷(cAMP)、人绒毛膜促性腺激素(hCG)、人胎盘催乳素(hPL)和催乳素(PRL)等成分形成分化培养基,可诱导子宫内膜类器官的分化。


WNT-3A是小鼠子宫内膜类器官构建所必需的培养基成分,对于人子宫内膜类器官构建则可有可无[5,15]。高浓度WNT培养条件下子宫内膜类器官多呈囊性,上皮标志物表达增加,更具有分化特征;而低浓度WNT培养条件下子宫内膜类器官多为实性,表现出更高的增殖能力。缺乏RSPO-1不影响类器官形成(P0)效率,然而缺乏4种核心成分(即WNT-3A、RSPO-1、EGF和Noggin)任何1种,都会显著降低子宫内膜类器官的长期扩增能力[5],培养基中其他成分的缺乏也会影响类器官的形成效率及长期扩增的能力[4,16]。降低p38i浓度并添加ITS-1、HGF和脂质可显著增加子宫内膜癌类器官的构建效率和长期扩增能力[8]。


推荐意见:子宫内膜类器官培养基成分复杂,不同研究中类器官培养基核心成分一致,而其他成分需根据研究目的和样本来源做部分调整。子宫内膜类器官培养基核心成分为WNT-3A、RSPO-1、EGF和Noggin,这些成分的缺乏会降低类器官长期扩增能力。ExM是目前研究中常用的人子宫内膜类器官培养基。在ExM的基础上进行成分微调以形成小鼠子宫内膜类器官培养基和人子宫内膜癌类器官培养基。如需诱导类器官分化,则需在ExM基础上添加雌、孕激素刺激物形成分化培养基。


2.4    类器官构建方式


2.4.1    基质胶培养法    基质胶培养是类器官培养最常用、最经典的方式,由Direhuis等创立[17]。将解离后获得的腺上皮细胞或细胞团用细胞外基质(extracellular matrix,ECM)水凝胶(如基底膜提取物BME或Matrigel基质胶)重悬,并接种在24或48孔板中,形成doom,最后加入适当体积类器官培养及淹没doom进行培养[17]。需要注意的是该培养法收获的类器官仅保留上皮成分,缺乏基质成分[18],需要通过建立类器官与成纤维细胞或免疫细胞共培养体系以研究不同类型细胞间的相互作用[18-19]。


2.4.2    气液交互培养法(air-liquid interface culture,ALI培养)    Li等[20]和Ootani等[21]首次使用气液交互培养法,在不需要补充外源性生长因子的情况下,从小肠、结肠和胃中培养出具有上皮和间充质成分的稳健类器官。这种培养方式借助transwell小室形成内外培养皿而形成,将切碎的组织碎片用基质胶重悬并接种在transwell小室(内培养皿)中,在外培养皿中添加培养基,基质胶顶部与空气接触,使细胞能够获得更多的氧气。与基质胶培养法相比,气液交互培养法在保留上皮细胞的同时,还保留了基质细胞和免疫细胞,从而准确地概括类器官培养系统中的干细胞生态位[6],进一步检查肿瘤微环境中肿瘤和免疫细胞的体外相互作用[22]。然而,研究表明ALI培养法获得的类器官中,免疫细胞和成纤维细胞基质细胞会在 1~2 个月后发生细胞凋亡[6]。


2.4.3    微流控技术    除上述2种培养方式外,还可借助微流控技术进行类器官培养。微流控是通过微米级通道网络对纳升至微升级流体进行操控的技术[23]。微流控技术通过动态补充培养基,可以实现对类器官的精准控制,并提供动态物理条件,允许类器官在保持复杂微环境的同时均匀地大量培养。通过高通量微流控平台可实现均质类器官的可重复、大批量生产,为高通量药物筛选提供便利条件[24]。


推荐意见:常用的类器官培养方法为基质胶培养法,常用基质胶为Matrigel,然而此培养方法形成的类器官仅包含上皮细胞,如需研究上皮细胞与其他细胞相互作用可通过改进培养方式或构建细胞共培养体系实现。微流控技术可实现类器官大批量、均一化生产,该技术可用于高通量药物筛选。


2.5    类器官构建流程


2.5.1    类器官构建    以目前常用的Matrigel培养法为例,子宫内膜类器官构建流程大致相同[4,25],简言之,收到的组织样本用含2%青霉素/链霉素/两性霉素B的磷酸盐缓冲剂(PBS)充分清洗后剪碎,加入适量组织消化液转移至离心管中,37℃下震荡消化。目前已有商品化的类器官组织消化液,胶原酶/分散酶Ⅱ或胶原酶/DNA酶的联合消化体系也可完成组织消化,各实验室可根据具体实验情况选择消化体系。组织消化的重点在于样本解离时机的选择,消化期间随时观察解离状态,当腺体解离、尚未分解时,终止消化,通过自然静置或瞬离离心管,使未消化的组织碎片沉降至管底;上清液通过100 µm 细胞筛和40 µm 细胞筛,反冲40 µm 细胞筛收集腺体。适量消化液同样条件继续解离未消化的组织碎片直至所有碎片解离,离心后重悬沉淀并转移到 1.5 mL微离心管中,再次离心收获沉淀;适量冰冷 Matrigel或70%Matrigel/30%DMEM/F12混合物重悬后种板,放入培养箱中静置15~30 min至Matrigel凝固后加入类器官培养基进行培养,每 2~3 d换液1次。


2.5.2    类器官传代    当出现大量类器官时,进行传代。如果 2 周后孔中有致密物质,但看不到球形,则仍应在此阶段传代。类器官传代主要通过机械解离、冷PBS或预冷的类器官回收液,将基质胶从孔板底部分类并转移至离心管中,离心并去除基质胶,可通过多次离心以尽可能去除基质胶,将最后获得的类器官沉淀用适量基质胶重悬,并按照上述步骤进行[25]。


2.5.3    类器官冻存与复苏    (1)冻存方式:建议在类器官高度增殖时进行冻存,当类器官直径较大、分化好时冻存可能影响后续复苏[17]。(2)复苏:类器官复苏流程与2D细胞培养复苏流程类似,复苏后的类器官可以恢复正常的增殖速度,长期传代扩增[26],然而冻存后的类器官复苏时可能发生形态改变,影响药敏试验等功能实验研究,因此建议复苏后至少进行1次传代再进行后续研究[17]。


2.5.4    类器官污染的处理    上皮细胞接种后的最初几天,应密切监测类器官培养物中是否存在细菌及真菌感染[17]。一旦发生感染,建议将5 mol/L NaOH(或其他合适的消毒剂)添加到受感染的孔中,静置1 h,除去该孔类器官培养物,清洗该孔,并用70%乙醇消毒并更换培养板盖,最大限度地减少感染扩散到其他孔的概率。建议定期进行检测,以确保类器官培养物不含支原体。

推荐意见:子宫内膜类器官构建的主要流程与上皮细胞类器官流程一致,其中样本解离时机的把握是提高类器官形成效率的关键点,腺体解离但尚未打开是样本解离的理想时机。在类器官长期培养过程中,应定期观察,适时传代,避免发生污染,一旦出现类器官污染,建议及时去除污染的类器官,并清洗受污染的孔,以免其他孔中的培养物被感染。


3  子宫内膜类器官鉴定


类器官构建成功后应进行鉴定,EOs的鉴定主要通过结构、表型特征和遗传特性以及对激素反应性等方面进行鉴定。通过HE染色、免疫组化/免疫荧光染色、光学成像或实时成像等基于图像的分析对类器官形成及成熟后的形态、表型特征进行观察、鉴定[27]。通过基因组学、转录组学、蛋白质组学等多组学分析及单细胞测序,对类器官的遗传特性及功能进行评估和分析[28]。此外,可对子宫内膜类器官进行雌、孕激素刺激,随后通过上述图像分析及多组学分析评估子宫内膜类器官激素反应特性。


3.1    子宫内膜类器官结构和表型特征    子宫内膜类器官为中空腺样结构,主要为上皮细胞成分。通过免疫组化、免疫荧光分析,子宫内膜类器官中上皮细胞黏附分子、E-黏连蛋白(E-cadherin)、泛细胞角蛋白(PanCK)等上皮标志物表达阳性,而间质标志物波形蛋白表达阴性;子宫内膜类器官中腺体标志物黏蛋白 1表达阳性,并呈现黏液分泌功能(PAS染色鉴定)[5,8,15]。表征上皮细胞顶端的E-cadherin在EOs朝向管腔内部一侧表达,而表征细胞基底部的层黏连蛋白在朝向管腔外部一侧表达[8]。对于子宫内膜癌类器官,低级别或癌症早期阶段来源的类器官呈腺样形态,具有明显的管腔结构;而高级别或癌症晚期来源的类器官多呈现实性状态,未见明显管腔结构。


3.2    子宫内膜类器官细胞类型及遗传特性    除了表型特征外,子宫内膜类器官在遗传学水平上也与子宫内膜相似,并能在长期扩增中保持基因组稳定性。对子宫内膜类器官的转录及遗传学分析可揭示其疾病相关的各种信息,如在信号传导、侵袭黏附及对激素反应性等方面的异同点[8]。由Lynch综合征患者子宫内膜衍生的类器官显示出与体内一致的影响错配修复基因的特定突变[8]。从不同类型子宫内膜癌构建的ECOs也保留了原发肿瘤的PTEN突变、MSI表型等,并能在长期扩增中保持稳定。小鼠子宫角原位移植人ECOs研究类器官具有在体内复刻疾病表型的能力[8]。转录组学分析发现ALI培养获得的子宫内膜类器官更能复现体内子宫内膜的形态和功能,在该培养方法下获得的子宫内膜类器官中腔上皮腺上皮的分布及基因表达模式、细胞亚群分布等与体内具有更高的一致性[29]。


3.3    子宫内膜类器官对激素反应性    成功构建的子宫内膜类器官表现出激素反应性,这在多项研究中得到证实。在激素治疗之前,子宫内膜类器官的大多数细胞是增殖性的,且全部表达雌激素受体(ER)。雌激素处理后,类器官中ER表达量增加,并出现表达孕酮受体(progesterone receptor,PGR)的细胞亚群和预纤毛化细胞群;当用雌激素刺激后的子宫内膜类器官进一步用雌激素+孕激素±环磷酸腺苷处理后,PGR和ER表达量降低,标志分泌物(PAEP,DEFB1)、腺体(SCGB2A2)和纤毛(FOXJ 1,TP73)的标志物表达增加,与体内表达情况一致[30-31]。EcEOs重现了子宫内膜异位症孕酮抵抗的特性,表现出对孕酮信号反应减弱,通过对子宫内膜异位症来源及正常子宫内膜来源类器官的表观遗传学研究,进一步发现子宫内膜异位症患者在位内膜来源的类器官表现出孕酮受体B亚型高甲基化[32]。由此可见,子宫内膜类器官为子宫内膜异位症孕酮抵抗分子机制研究提供新的研究工具。

推荐意见:对子宫内膜类器官进行鉴定是下一步应用的前提,其主要包括形态学与表型评估、遗传学鉴定等方面。鉴于子宫内膜受雌、孕激素周期性调节的生理特性,不同类型子宫内膜类器官的激素反应敏感性评估亦成为重要组成部分。形态学鉴定及表型评估构成了子宫内膜类器官鉴定的根基与核心环节。在此基础上,可依据各异的研究目的,进一步开展多组学鉴定以及激素反应性测定,为相关研究与应用提供有力依据。


4  子宫内膜类器官临床转化


患者组织来源类器官能够较好复现目标组织复杂的结构和功能,在器官水平模拟疾病的病理状态,有利于对疾病发病机制的深入研究。基于类器官在长期传代中保持基因组稳定性的特征,可构建子宫内膜类器官样本库,用于疾病发病机制研究和治疗新靶点探索,以及高通量药物筛选和个体化药敏试验。此外,在再生医学领域,类器官移植也表现出了一定的价值,如胰岛类器官移植可改善移植糖尿病小鼠体内胰岛素和胰岛淀粉样多肽的释放[33],类器官在损伤诱导的肠上皮再生中也发挥了重要作用[34],而子宫内膜类器官的原位移植也有助于受损内膜的再生、修复[35]。


4.1    构建子宫内膜类器官样本库    类器官样本库构建的重要性:与细胞系、原代细胞及动物模型不同,患者来源的类器官能够更好复现来源组织复杂的结构和功能,并能在长期传代中保持基因组稳定性。构建子宫内膜类器官样本库,不仅可以扩增罕见部位子宫内膜异位症或罕见类型子宫内膜癌研究样本量,还可用于疾病发病机制研究和诊疗新靶点的探索,以及高通量药物筛选和个体化药敏试验,推动精准医疗的进展。


类器官样本库构建流程和注意事项:子宫内膜类器官属于人类遗传学资料,类器官的构建、培养以及类器官库的建立、运行和使用,需经过相关单位的伦理委员会审核,并征得患者的知情同意方可进行。在类器官库构建和运行过程中,应注意以下几个关键点:(1)成功构建并入库的类器官,应详细记录来源患者的基本信息和临床信息。(2)类器官传代时应做好保种工作,每次传代时冻存部分类器官作为种子细胞,保证类器官保存的连续性,同时避免在长期传代中因污染等意外情况导致类器官死亡致使实验终止等情况发生。(3)制度管理与专人监管。应制定严格的监管制度保证类器官库的规范化构建和运行,配备专门的管理人员进行监管,对类器官的入库和来源患者的信息进行登记并定期维护,同时定期进行类器官的复苏和传代保种工作,保证类器官信息的安全和类器官活性。(4)类器官库的使用。应制定规范化的类器官申请流程,使用者在使用前需先提交伦理委员会审核备案,审核通过后提交类器官申请,并进行登记。使用者在进行类器官相关研究时,应注意保护患者信息,包括类器官的生物学信息。(5)资金与利益问题。类器官样本库的构建和长期运行需要耗费大量的人力、物力,这导致使用者在使用样本库中类器官时必然会产生利益分配问题,因此在类器官样本库构建、使用时应在相关法规和制度支持、多部门监管情况下,制定相关合同,保护各方合法利益。


推荐意见:类器官样本库的构建对疾病发病机制研究、高通量药物筛选和个体化药敏试验提供了便利条件,样本库的构建需经过伦理委员会审核和患者知情同意,在样本库运行和使用过程中要注意类器官的保种,制定严格的监管制度并配备专门的管理人员进行监管,合理合法合规利用类器官库,充分发挥其科学价值和社会价值。


4.2    子宫内膜类器官在子宫内膜疾病发病机制研究中的应用


4.2.1    子宫内膜异位症和子宫腺肌病    子宫内膜异位症是子宫内膜组织在子宫体以外的地方种植、生长所形成的疾病;当子宫内膜组织侵入子宫肌层组织,则称之为子宫腺肌病。目前子宫内膜异位症和子宫腺肌病发病机制尚不明确,类器官作为一种临床前模型,可用于研究子宫腺肌病及子宫内膜异位症的发病机制,目前已成功构建子宫内膜异位症及子宫腺肌病来源的类器官[8,36],组织来源的类器官能够高度重现异位内膜及在位内膜复杂的组织结构和功能,以及表观遗传学信息[8,32,37],使用气液交互方法构建的类器官进一步重现了腺上皮和间质的存在[29],有助于研究疾病进展过程中上皮细胞-间质细胞相互作用。通过对子宫腺肌病及子宫内膜异位症异位和在位组织来源类器官进行激素刺激,成功模拟不同时期内膜,可用于研究2种疾病孕激素抵抗相关机制、不孕原因等[32,36]。将成功构建的类器官与免疫细胞或配对的基质细胞共培养,则可研究细胞间相互作用在子宫腺肌病、子宫内膜异位症发生发展中的作用[18,38-39]。总而言之,类器官可作为研究子宫内膜异位症和子宫腺肌病发病机制、相关并发症强有力的临床前研究模型。


4.2.2    子宫内膜增生、癌前病变及子宫内膜癌    子宫内膜增生通常早于子宫内膜癌发生,当良性子宫内膜细胞以不受控制的方式生长,积累突变并转化为恶性细胞时,就会发生子宫内膜癌。由不同亚型增生内膜组织构建的增生性子宫内膜类器官(HYP-O)显示出衬于中央腔的复层PanCK+上皮,并成功复现原代组织的分子和亚细胞特征[8]。子宫内膜癌衍生的类器官(ECOs)亦能够重现原始肿瘤组织重要的组织学、遗传学和基因表达特征[4,8,40],并能忠实反映肿瘤内异质性的突变谱[40]。患者来源的ECOs通过皮下注射或者原位移植到免疫力低下的小鼠中,可模拟生理肿瘤微环境,这种异种移植类器官复制了子宫内膜癌组织学和生物标志物,包括激素受体表达失调、转移和侵袭的恶性行为等[8],为体内药物筛选提供了可能的平台。通过构建增生内膜、癌前病变及子宫内膜癌来源类器官,为研究子宫内膜细胞恶性转化、子宫内膜癌的转移和侵袭等恶性行为提供了有力工具。


4.2.3    Asherman综合征    Asherman综合征特征是子宫内膜基底层受损,子宫内膜再生修复困难,从而导致宫腔粘连,是不孕症的主要原因[35,41]。促使子宫内膜再生,恢复内膜正常厚度和增殖活性是改善Asherman综合征患者不孕的重要治疗策略。研究发现,将类器官原位移植到Asherman综合征大鼠模型的受损伤子宫中,可促进子宫内膜再生[35]。

推荐意见:子宫内膜类器官可为子宫内膜类疾病的机制研究提供新手段,是开发临床治疗的新方向。借助子宫内膜类器官研究内膜容受性和激素反应敏感性,为子宫腺肌病、子宫内膜异位症孕酮抵抗和不孕机制研究提供了新见解。增生内膜、癌前病变及不同阶段子宫内膜癌来源类器官的构建为子宫内膜癌起源、侵袭和复发等行为发生提供了新的研究平台,类器官与再生医学的结合为子宫内膜损伤后修复提供了治疗新策略。


4.3    子宫内膜类器官临床转化应用前景


4.3.1    子宫内膜类器官个体化诊疗的应用前景    研究表明,与使用癌细胞系进行药敏实验的常规方法相比,基于类器官的检测系统更能真实反应原发肿瘤组织对化疗药物的敏感性[42]。此外,肿瘤类器官、PDXs和患者来源原发肿瘤组织对药物敏感性反应表现一致,相比于PDXs,类器官能够实现高通量筛选[43],表明类器官是预测药物敏感性的一个极具前景的工具。Tamura等[42]借助3种子宫内膜类器官实现对常用化疗药物的高通量筛选,并通过实时监测caspase-3/7酶活性初步了解不同化疗药物抑制肿瘤生长可能的机制。Girda等[44]从15例子宫内膜癌患者的组织中构建了类器官,在部分类器官中观察到不同生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂的抑制作用。氟维司群抑制了 4 种类器官的生长,表明雌激素受体信号传导在某些 PDO 培养物中的重要性。即使肿瘤组织学类型一样,其衍生类器官也展现出对推荐药物敏感性的个体差异[45]。基于小鼠内膜癌模型构建的类器官进行高通量药物筛选,研究靶向内分泌和激素、蛋白酪氨酸激酶等不同途径的药物反应性,验证了不同基因突变内膜癌衍生类器官对药物反应的异质性[46]。这些研究展现了患者来源类器官在药敏试验和个体化治疗方面的巨大前景。


4.3.2    新药研发和新型联合疗法的临床前研究    基于类器官发病机制等的研究可用于提供可能治疗靶点的见解,并促进新型抗肿瘤药物的开发。基于患者来源的乳腺癌类器官和肿瘤特异性细胞毒性 T细胞相互作用的高通量筛选确定了3种表观遗传学抑制剂BML-210、GSK-LSD1 和 CUDC-101,具有显著的抗肿瘤作用[47]。目前已在肝癌、肺癌等多种肿瘤中利用类器官探索新型治疗靶点[48-49]。在子宫内膜癌领域,利用类器官发现ASO 靶向SNORD14E治疗子宫内膜癌[50],menin-MLL 抑制剂亦可通过调节缺氧诱导因子通路治疗子宫内膜癌[51]。

推荐意见:子宫内膜类器官在个体化诊疗、新药研发和开发新型联合疗法等临床应用方面拥有广大前景。基于子宫内膜癌类器官的高通量药物筛选为子宫内膜癌患者的个体化治疗提供了可能,靶向不同突变基因的发病机制研究为新药研发提供了便利条件。然而,目前我国子宫内膜类器官临床转化研究尚处于研究阶段,缺乏临床数据,需要大样本的实验数据进一步验证子宫内膜类器官临床转化的可行性和可靠性。


5  子宫内膜类器官局限性和展望


患者来源类器官在复现组织结构,了解疾病发病机制和精准医疗方面有独特优势,但也存在一些局限性。目前报道的大多数类器官是在Matrigel中培养[52],Matrigel成分复杂且定义不明确,因此难以识别类器官结构和功能所需的信号,甚至可能不包含正确形成类器官的所有必要成分,Matrigel批次间差异性加重了这些问题[52]。此外,研究表明,细胞微环境的硬度可以调节细胞行为和分化[53-54],Matrigel无法完全模拟细胞原有微环境的硬度,使得更好地复现目标组织结构存在困难。基于Matrigel的局限性,越来越多的研究开始使用人工合成水凝胶、脱细胞水凝胶或Matrigel与胶原混合物等方式进一步模拟ECM环境[29,52,55],增强患者来源类器官的形成及与原发组织的一致性。


此外,Matrigel培养的类器官主要成分为上皮细胞,缺乏基质细胞、免疫细胞等其他细胞成分,因此研究不同细胞间相互作用对疾病进展的影响方面存在困难。通过气液交互培养法,研发天然水凝胶或人工合成水凝胶,借助微流控技术及基于此技术器官芯片,可以进一步模拟体内细胞生长条件,研究类器官与免疫细胞、成纤维细胞等其他细胞的相互作用,深入了解疾病发展、耐药等相关机制[29,56-64]。


利益冲突声明:本共识由该领域专家组成员内部讨论整理,所有参与者不存在任何利益冲突,共识专家组成员与企业之间无任何利益关联。


参考文献


来源:中国医师协会妇产科医师分会子宫内膜异位症专业委员会,山东省医师协会妇科微创医师分会.子宫内膜类器官构建与临床转化专家共识(2025年版)[J].中国实用妇科与产科杂志,2025,41(2):212-219.