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近期，剑桥大学联合默克、阿斯利康等机构在 Cell Reports Methods 发表重磅研究。针对患者来源肿瘤模型（PDTC）药物筛选中的痛点，团队开发了一套新的“实时监测+动态分析”的高通量药物筛选流程。 2026年5月，由国际患者来源肿瘤模型研究领域的重要团队发表题为 “Real-time cell viability monitoring for high-throughput drug screening using tumor xenograft-derived cells”的文章，该文章的通讯作者 Carlos Caldas 和 Oscar M. Rueda 长期从事乳腺癌基因组学、患者来源肿瘤异种移植模型（PDTX）及药物反应研究。团队成员 Alejandra Bruna 此前曾参与建立广泛应用于乳腺癌研究的患者来源肿瘤异种移植模型（PDTX）衍生肿瘤细胞（PDTC）生物样本库和高通量药物筛选平台，为患者来源模型在药物发现中的应用奠定了重要基础。 本文亮点： 实时发光检测能够捕获PDTC中的动态药物响应过程； 连续细胞活力监测可揭示药物的早期响应、延迟响应及模型依赖性响应特征； RTG‑IC₅₀（Real‑Time Growth Inhibition Concentration 50，实时生长半数抑制浓度），该指标能够消除PDTC模型间生长速率差异对药物敏感性评价的影响； 采用CellTiter-Glo®（CTG）和RealTime-Glo™ MT（RTG）对3个乳腺癌PDTC模型进行了67种化合物的药物筛选。 PDTC药物筛选面临的挑战 患者来源肿瘤异种移植模型（PDTX）能够重现人类肿瘤复杂的分子、组织学和表型异质性，而由其建立的患者来源肿瘤细胞（PDTC）保留了原始肿瘤的关键分子特征，为开展高通量药物筛选提供了研究基础。 目前PDTC药筛主要依赖ATP终点检测方法，例如CellTiter-Glo® 3D（CTG）。这类方法虽然被广泛应用于药物筛选，但是其为裂解性方法，只能在实验结束时获得单个时间点的细胞活力数据。如果需要观察多个时间点的药物作用，则需要为每个时间点设置独立孔/板，因此无法连续追踪药物处理过程中的细胞变化。 本研究对42个乳腺癌PDTX来源PDTC模型进行分析后发现，不同模型之间存在明显不同的体外生长特征，包括活细胞数量增加、保持稳定或逐渐下降等情况。这种模型间增殖差异会影响药物反应结果的解释，使药物敏感性评价更加复杂。 实时细胞活力监测的药筛平台 为实现连续监测细胞活力变化，研究团队将 RealTime-Glo™ MT Cell Viability Assay（RTG）引入PDTC高通量药筛体系。 RealTime-Glo™ MT是一种非裂解型发光细胞活力检测方法。其检测体系由可透膜底物（MT Cell Viability Substrate）和热稳定NanoLuc®萤光素酶组成。在具有代谢活性的细胞中，底物经细胞内氧化还原酶催化后转化为NanoLuc® Luciferase底物，并在培养基中与NanoLuc® Luciferase反应产生发光信号。由于细胞无需被裂解，因此可以对同一样本进行长时程的连续检测。 图. PDTC高通量药物筛选流程。 PDTX通过将患者肿瘤组织移植至NSG小鼠体内建立，并经STR鉴定、IHC及基因组学分析验证。随后将PDTX组织解离获得PDTC并进行体外培养。利用Echo Liquid Handler 550进行药物加样后，采用RealTime-Glo™ MT（RTG）连续监测7天细胞活力，或于处理第7天采用CellTiter-Glo® 3D（CTG）进行终点检测。 研究团队建立了涵盖42个乳腺癌PDTX模型的平台，包括19个TNBC模型、18个ER+/HER2-模型和5个HER2+模型，并完成STR鉴定、免疫组织化学和分子特征验证。随后利用 43 个 PDTC 模型和 67 种抗肿瘤化合物开展高通量药物筛选，RealTime-Glo™ MT（RTG）与 CellTiter-Glo® 3D（CTG）并行检测，共获得 1117 组药物‑模型组合数据。 在正式药筛前，研究首先比较RealTime-Glo™ MT（RTG）与CellTiter-Glo® 3D（CTG）结果的一致性。结果显示，两种方法获得的生长率结果具有较好相关性（ρ≈0.72），Day 7获得的AUC和IC50结果同样呈较高相关性（分别为ρ≈0.89和ρ≈0.79）。 图.CellTiter-Glo® 3D（CTG）与RealTime-Glo™ MT（RTG）细胞活力检测结果的相关性 （A） 将STG282 PDTC（左）或HCC1937细胞（右）接种于黑色384孔板中，在培养至相应时间后，对同一孔中的细胞分别采用CellTiter-Glo® 3D（CTG）和RealTime-Glo™ MT（RTG）检测其发光信号强度，并以此评估细胞活力。Day 0表示接种后第1天，用于与PDTC药物处理实验的时间设定保持一致。 （B） 将STG282（左）或STG316（右）PDTC接种于黑色384孔板中，在培养至相应时间后，分别从不同检测孔中采用CellTiter-Glo® 3D（CTG）和RealTime-Glo™ MT（RTG）测定细胞活力，并以二维箱线图形式展示结果。横向误差线和纵向误差线分别表示各时间点RealTime-Glo™ MT（RTG）和CellTiter-Glo® 3D（CTG）发光信号对数值在重复孔之间的变异情况。Day 0表示接种后第1天，用于与PDTC药物处理实验的时间设定保持一致。 （C） 对51个样本（包括28种不同PDTX模型来源细胞和3种细胞系）培养7天后，分别采用CellTiter-Glo® 3D（CTG）和RealTime-Glo™ MT（RTG）检测并计算生长速率（Growth Rate，GR）。两种检测方法获得的GR结果具有良好相关性，Pearson相关系数为0.72。 连续监测额外获得了哪些信息？ 在获得连续时间序列数据后，研究进一步分析了PDTC对药物处理的响应过程。针对27个PDTC模型和9种药物的连续监测结果显示，不同药物呈现出不同的响应动力学模式。 根据AUC（累积生长抑制）随时间变化的特征，可分为三类： Late‑response（延迟响应）：AUC 抑制平台在第 4 天或之后才出现； Early‑response（早期响应）：AUC 抑制在前 2 天就达到平台； Model‑dependent response（模型依赖型响应）：同一种药物，在不同 PDTC 模型上呈现完全不一样的动力学响应。 文章将这些模式统称为药物响应动力学特征（pharmacodynamic heterogeneity）。很多延迟起效药物，在 7 天单点终点检测容易被误判无效，而连续监测可以识别这类潜在有效药物。 利用连续数据评价药物敏感性 基于连续获得的活力数据，研究开发了新的药敏分析指标 RTG‑IC₅₀（Real‑Time Growth Inhibition Concentration 50，实时生长半数抑制浓度）。 与传统 IC₅₀基于单个时间点的剂量反应曲线不同，RTG‑IC₅₀首先利用连续检测数据，计算各个药物浓度下细胞活力时间曲线的 AUC，再换算为相对于 DMSO 对照组的生长抑制百分比；随后通过Isotonic Regression（单调回归，无需预设 S 型剂量‑效应模型，对药筛噪声数据鲁棒性更强）构建剂量‑抑制关系，确定达到 50% 最大抑制对应的药物浓度。 文章将 RTG‑IC₅₀定义为一种基于时间积分数据的药物敏感性指标，用于整合整个实验周期内获得的药物响应信息。 图.RealTime-Glo™ MT（RTG）体外药物筛选中的新型分析指标（RTG-IC50） （A） 采用RealTime-Glo™ MT（RTG）细胞活力检测方法表征AB040-X1 PDTC的细胞生长动态。实验接种密度为25,000个细胞/孔。PDTC分别接受不同浓度的表柔比星（epirubicin）处理，每个浓度设置3个重复孔。图中不同颜色的曲线表示AB040-X1细胞在不同表柔比星浓度下随时间变化的生长动力学，黑色曲线为对照组（DMSO处理）的细胞生长曲线。每个生长曲线旁对应的图表显示了该药物浓度下的曲线下面积（AUC），用于反映细胞在整个实验期间的累计生长情况。 （B） 基于（A）中的数据计算实时生长抑制半数浓度（Real-Time Growth Inhibition Concentration 50，RTG-IC50）。图中红色垂直线表示计算得到的RTG-IC50值，灰色阴影区域表示用于估算RTG-IC50的单调回归（Isotonic Regression）模型所对应的置信区间。 总结 本研究建立并验证了一套基于RealTime-Glo™ MT Cell Viability Assay（RTG）的PDTC高通量药物筛选平台。研究结果表明，RTG获得的细胞生长率、AUC和IC50结果与传统终点法CellTiter-Glo® 3D（CTG）具有良好一致性，同时能够连续监测同一样本在药物处理过程中的活力变化。 基于实时检测获得的时间序列数据，研究进一步观察到不同药物在PDTC模型中存在早期响应、延迟响应及模型依赖性响应等不同药效动力学特征，并建立了RTG-IC50指标用于整合动态药物反应信息。 RealTime-Glo™ MT （RTG）的非裂解、连续监测特点能够在同一样本中持续追踪细胞活力变化，不仅降低了终点检测固有的实验变异，还能够捕获传统终点法难以体现的药效动力学特征。随着患者来源模型在药物研发中的应用不断扩大，实时检测结合RTG-IC50等分析方法，为解析药物响应过程、开展患者来源肿瘤细胞（PDTC）筛选以及拓展至患者来源类器官（PDO）等更复杂模型提供了新的研究思路。 原文链接：Real-time luminescence enables continuous drug–response analysis in adherent and suspension cell lines - PMC 产品订购信息 产品 规格 目录号 RealTime-Glo™ MT Cell Viability Assay 10 μl（100 次） G9711 10 × 10 μl（1,000 次） G9712 100 μl （1,000 次） G9713  如需要了解更多产品信息、技术或获取免费试用装，请扫描二维码与我们联系。 >关于Promega公司< 普洛麦格公司（Promega Corporation）是为生命科学行业提供创新解决方案和技术支持的领先者。公司拥有超过4,000种产品的产品组合，服务于细胞生物学、DNA、RNA及蛋白质分析、药物研发、人类身份鉴定、分子诊断等生命科学领域。过去47年间，这些工具与技术的应用范围持续扩展，目前被全球科研机构、法医部门、制药企业、临床诊断实验室，以及兽医、农业和环境检测领域的专业人员使用。普洛麦格总部位于美国威斯康星州麦迪逊市，在16个国家设有分支机构，并通过50余家全球经销商提供服务。更多信息请访问：www.promega.com。