新型藥物的研發(fā)是腫瘤轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究的重要組成部分，臨床前動(dòng)物模型的建立與應(yīng)用是新型藥物研發(fā)和鑒定的關(guān)鍵與核心。人源腫瘤組織來(lái)源移植瘤模型（PDX模型）由于能夠相對(duì)準(zhǔn)確地反映原始腫瘤異質(zhì)性及遺傳信息多樣性，從而可更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)新型藥物的臨床療效。PDX模型多通過(guò)外科手術(shù)、活檢或過(guò)濾惡性胸腹水等方法獲取部分原發(fā)或轉(zhuǎn)移腫瘤組織，進(jìn)一步處理后移植到免疫缺陷小鼠成瘤，處死取瘤，逐漸傳代移植。接種裸鼠品系、腫瘤移植方式及移植部位均可對(duì)PDX模型的穩(wěn)定性造成影響。大量研究表明，PDX腫瘤模型無(wú)論在病理組織結(jié)構(gòu)、基因譜表達(dá)水平還是基因拷貝數(shù)突變等方面，均與原移植腫瘤保持較高一致性。PDX模型可穩(wěn)定且準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)藥物的有效性、篩選化療藥物敏感或耐藥標(biāo)記物以及對(duì)經(jīng)典腫瘤化療方案提供了優(yōu)化方法。但PDX模型仍存在以手術(shù)切除為主要來(lái)源、構(gòu)建時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、構(gòu)建成功率不穩(wěn)定和不能用于篩選免疫相關(guān)類藥物等局限性。本文就PDX模型構(gòu)建模式、模型特色、在腫瘤轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用與發(fā)展予以系統(tǒng)闡述。

　　轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)是旨在進(jìn)一步加強(qiáng)基礎(chǔ)研究與臨床研究緊密聯(lián)系，促進(jìn)基礎(chǔ)研究成果能夠更好更快地服務(wù)于臨床醫(yī)療實(shí)踐的研究領(lǐng)域[1]?；熕幬锏难邪l(fā)是腫瘤轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究的重要組成部分，而建立與應(yīng)用臨床前動(dòng)物模型則是研發(fā)新型化療藥物的關(guān)鍵與核心。近40年來(lái)，傳統(tǒng)人源腫瘤細(xì)胞移植瘤模型在藥物研發(fā)過(guò)程中已獲廣泛應(yīng)用，然而經(jīng)此模型鑒定篩選的藥物僅約1/3在二期臨床試驗(yàn)中驗(yàn)證有效[2]。而絕大部分鑒定篩選的新型藥物在三期臨床試驗(yàn)中均以失敗告終，其原因在于，常用作優(yōu)化篩選藥物或鑒定藥物靶向療效的動(dòng)物模型，對(duì)臨床藥物療效預(yù)測(cè)能力較差[2,3]。人源腫瘤細(xì)胞系經(jīng)長(zhǎng)期體外培養(yǎng)后，其腫瘤細(xì)胞生物學(xué)行為及基因譜表達(dá)水平、腫瘤異質(zhì)性都與原始腫瘤組織存在較大的差異，不能準(zhǔn)確地反映原始腫瘤異質(zhì)性和腫瘤微環(huán)境等特點(diǎn)，從而使臨床藥物干預(yù)結(jié)果差強(qiáng)人意。因此，傳統(tǒng)的人源腫瘤細(xì)胞模型并不適宜作為可靠的工具或平臺(tái)，用于研發(fā)或篩選優(yōu)化臨床新型化療藥物、以及對(duì)腫瘤患者進(jìn)行個(gè)體化治療等。

　　人源腫瘤組織來(lái)源移植瘤模型（patient-derivedtumorxenograftmodel，PDX模型）逐漸成為藥物研發(fā)過(guò)程中的臨床前藥物篩選首選工具[4,5,6]。由于PDX模型能夠保留原始腫瘤組織絕大部分生物學(xué)特性及重要的遺傳信息，較高程度地表達(dá)原始腫瘤復(fù)雜的腫瘤異質(zhì)性與腫瘤分子多樣性，因而在臨床腫瘤轉(zhuǎn)化研究中具有更大優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，許多不同類型腫瘤的PDX模型逐漸被構(gòu)建用于腫瘤轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究。隨著PDX模型的建立與發(fā)展，越來(lái)越多的臨床化療方案得到特異性優(yōu)化，幫助臨床發(fā)現(xiàn)腫瘤化療敏感或耐藥生物分子標(biāo)志物，以逐步實(shí)現(xiàn)腫瘤的個(gè)體化治療。本文將就PDX模型在腫瘤轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀作一綜述。

　　一、PDX模型構(gòu)建模式及影響因素

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　　PDX模型構(gòu)建常規(guī)流程包括：（1）采用外科手術(shù)、活檢或過(guò)濾惡性胸腹水等方法，獲取部分原發(fā)或轉(zhuǎn)移腫瘤組織，將剩余腫瘤組織分別置于液氮及福爾巴林溶液中，待用分析；（2）將獲取的腫瘤組織行去除壞死組織等預(yù)處理后，切成若干1~3mm3小塊，或?qū)⒔M織制備成單細(xì)胞懸液；（3）將處理好的腫瘤組織移植到免疫缺陷小鼠中，不同類型腫瘤組織移植位置要求不同，通常將腫瘤組織移植于小鼠背部皮下；（4）飼養(yǎng)荷瘤小鼠4~6月，待移植瘤體積增長(zhǎng)至1~2cm3，將本代移植瘤小鼠標(biāo)記為F0，并處死取瘤。（5）重復(fù)上述步驟，將F0代腫瘤移植于其他免疫缺陷小鼠體內(nèi)，構(gòu)建F1代移植瘤小鼠，逐漸傳代移植；（6）以此為模型，進(jìn)行相關(guān)藥物篩選鑒定等腫瘤轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究[7,8]。

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　　1．接種裸鼠品系：

　　在此方面，構(gòu)建PDX模型比傳統(tǒng)移植瘤模型更具有挑戰(zhàn)性。通常免疫缺陷程度越嚴(yán)重的小鼠品系，移植瘤成活率越高。由于嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷（severecombinedimmunedeficiency，SCID）小鼠存在著先天性免疫系統(tǒng)缺失，因而比普通裸鼠更具嚴(yán)重的免疫缺陷，使得移植于SCID小鼠的腫瘤組織更容易增殖成活[9,10]。然而，SCID小鼠品系并非適用于所有PDX模型。有研究發(fā)現(xiàn)，選擇SCID小鼠為宿主的胃癌PDX模型常常伴隨淋巴瘤的產(chǎn)生，但在普通BALB/c裸鼠中并未觀察到該現(xiàn)象[11]。這可能由于一方面，胃癌患者腫瘤組織隱匿的EB病毒在無(wú)免疫監(jiān)視或聯(lián)合免疫缺陷小鼠體內(nèi)逐漸被激活擴(kuò)增，促使B淋巴細(xì)胞惡性增殖引起淋巴瘤[11,12]；另一方面，與其他類型腫瘤相比，胃癌通常伴有幽門螺旋桿菌感染，處在高度炎性環(huán)境中，故更容易導(dǎo)致炎性細(xì)胞惡性增殖[11,13]。這提示，SCID小鼠可能不適宜作為胃癌PDX模型接種對(duì)象[11]。另外，宿主裸鼠特性對(duì)構(gòu)建PDX模型成功率也起到關(guān)鍵作用[14]。

　　2．腫瘤組織移植方式及移植部位：

　　可以采取原位或異位移植腫瘤組織[10,15]。（1）異位移植腫瘤模型：常用方法為將腫瘤組織種植于小鼠背部皮下，此種方法操作簡(jiǎn)單、對(duì)腫瘤形成的位置與體積觀測(cè)方便直觀。腎包膜下移植也是異位移植經(jīng)常選用的方式，不僅能顯著提高成瘤率，還可縮短成瘤時(shí)間[16]。（2）原位移植：因移植部位與原始腫瘤所處微環(huán)境相似，原位移植被認(rèn)為更具有移植優(yōu)勢(shì)。但是此種移植方式對(duì)操作技巧、經(jīng)費(fèi)支出和觀測(cè)腫瘤手段均有更高的要求[8]。原位移植能夠更好地模擬人類腫瘤微環(huán)境，故也能更好地反映人類腫瘤病理組織結(jié)構(gòu)以及基因表達(dá)譜[5,17,18]。研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)腸癌組織移植于裸鼠不同解剖位置，其對(duì)化療藥物的敏感性存在較明顯的差異[19]。另外，原位移植的PDX腫瘤模型較之異位移植腫瘤模型更容易發(fā)生腫瘤轉(zhuǎn)移，這可能與各腫瘤組織固有的生物學(xué)特性，或者是不同移植部位對(duì)于腫瘤轉(zhuǎn)移敏感性不同所致[20,21]。

　　二、PDX模型特性

　　大量研究表明，PDX腫瘤模型無(wú)論在病理組織結(jié)構(gòu)、基因譜表達(dá)水平還是基因拷貝數(shù)突變等方面，均與原移植腫瘤保持較高一致性[20,22,23,24]。在生物學(xué)水平，PDX模型可以保留患者腫瘤組織的主要生物學(xué)特征，包括腫瘤組織結(jié)構(gòu)以及微觀構(gòu)造（腺體形成、黏蛋白的分泌以及囊泡的形成）；在基因表達(dá)譜水平，PDX模型可以保留原始腫瘤組織大部分的遺傳信息、關(guān)鍵的腫瘤相關(guān)基因和涉及腫瘤進(jìn)展的相關(guān)信號(hào)通路[25]。研究顯示，運(yùn)用全基因組測(cè)序技術(shù)檢測(cè)患者原位腫瘤、淋巴結(jié)及PDX腫瘤模型發(fā)現(xiàn)，PDX模型具有相對(duì)穩(wěn)定的基因組，DNA結(jié)構(gòu)未發(fā)生顯著改變，只存在一些少量PDX特有的單個(gè)核酸堿基突變，這主要是由于腫瘤組織適應(yīng)小鼠體內(nèi)環(huán)境所做出的適應(yīng)性變化[26]。另外，微小分子RNA（miRNA）在PDX腫瘤模型和原始腫瘤模型中僅有約17%變化，在不同傳代荷瘤小鼠間miRNA變化也沒有顯著改變[27]。而且，PDX模型建立后，小鼠與小鼠之間傳代腫瘤移植并不影響腫瘤的生物學(xué)特性。有研究顯示，運(yùn)用藥物檢測(cè)同源不同傳代小鼠PDX模型對(duì)藥物反應(yīng)程度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同傳代小鼠表現(xiàn)相似穩(wěn)定的藥物反應(yīng)率[28,29]。但值得注意的是，PDX腫瘤模型與原始腫瘤仍存在一些基因表達(dá)差異[30]。研究發(fā)現(xiàn)，分化程度越低的腫瘤越容易發(fā)生基因突變；為避免這種突變引起的差異變化，需要將原始腫瘤組織移植于多個(gè)裸鼠體內(nèi)，從而使得原始腫瘤異質(zhì)性保存及延續(xù)[31]。另外，隨著移植腫瘤傳代次數(shù)增多，移植腫瘤中人類細(xì)胞外基質(zhì)腫瘤微環(huán)境逐漸被小鼠細(xì)胞外基質(zhì)所替代，不同傳代小鼠間也可能存在不同基因表達(dá)差異的改變。因此，通常只在傳代次數(shù)較少的PDX腫瘤模型中進(jìn)行較大數(shù)量的研究，以確保PDX模型可以保存及延續(xù)原始腫瘤完整的遺傳信息[29]。

　　為比較PDX模型與原始腫瘤基因信息的一致性，還可以通過(guò)比較總體腫瘤PDX模型與總體腫瘤患者在常規(guī)致癌基因突變方面的差異來(lái)判斷[28,29,32]。研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)腸癌與胰腺癌PDX模型中TP53及RAS的突變頻率，可以近似反映患者樣本突變頻率[29,32]。