背景および目的：患者由来の腫瘍オルガノイドは、体外三次元培養システムで成長する小型組織であり、原発腫瘍の組織構造、細胞の異質性、遺伝子発現プロファイルを高度に保持し、臨床前薬剤感受性の予測精度が高いことが証明されている。本研究は、胃腸癌患者の腹水サンプルを利用して腫瘍オルガノイドを構築する可否を検討し、本モデルが胃腸癌腹膜転移の個別化薬物治療の指導における価値を評価することを目的とする。方法：2022年1月から2025年6月までに復旦大学付属中山病院を受診した胃腺癌および結腸腺癌患者を収集した。適格基準：① 病理学的検査により胃癌または結腸癌と診断され、腹膜転移および中等度から大量の腹水を合併している；② 年齢18～65歳；③ 一次治療を受け、腫瘍が進行している患者。除外基準：① 非腺癌タイプの腫瘍；② 予想生存期間が3ヵ月未満；③ 重度の感染症または臓器機能障害があり、化学療法および分子標的治療に耐えられない患者。本研究は復旦大学付属中山病院倫理委員会の承認を得ている（倫理番号：Y2024-296）。全ての患者はインフォームドコンセントに署名した。対象患者の腹水より脱落した腫瘍細胞を分離し、原代培養を行い腫瘍オルガノイドを構築した。本モデルを用いて一般的な化学療法薬および分子標的薬の体外薬剤感受性試験を実施し、患者の臨床的治療反応と相関解析を行った。結果：46例の患者が本研究に参加し、42例の腹水より三次元構造を有する腫瘍オルガノイドを成功裏に構築し、成功率は91.3％であった。オルガノイドは組織形態および主要タンパク質発現において原発巣または腹膜転移巣と高度に一致し、腫瘍原発の主要な体細胞変異の90％以上を保持し、KRAS、NRAS、BRAF、HER2増幅などの主要遺伝子状態の一致率はすべて95％を超えた。体外薬剤感受性試験の結果、異なる患者由来のオルガノイドで同一薬剤に対する治療反応に異質性が存在した。オルガノイド薬剤感受性試験の結果に基づく臨床治療を行った試験群の客観的奏効率は38.9％であり、対照群の25.2％を有意に上回った（P=0.015）。また、試験群患者の無増悪生存期間中央値は5.5ヵ月で、対照群の3.3ヵ月より長かった（HR=0.60、95％CI：0.36～0.90、P=0.045）。試験群と対照群の全生存期間中央値はそれぞれ9.7ヵ月および8.9ヵ月であり、有意差はなかった（P=0.099）。結論：腹水由来の腫瘍オルガノイドは患者腫瘍の生物学的特性を効果的に模倣でき、「患者の代替」として効率的な体外薬剤感受性スクリーニングに利用可能であり、胃腸癌腹膜転移という難治性疾患に対する個別化薬物治療の指針を提供し、重要な翻訳応用の展望を有する。

胃癌;結腸癌;腹膜転移;悪性腹水;腫瘍オルガノイド;薬剤感受性試験;個別化治療