转化医学视角下头颈癌人源性肿瘤异种移植瘤模型队列的研究愿景

头颈癌位居全球第七大恶性肿瘤,现存多种治疗策略无法满足大部分患者的临床获益需求。同时,缺乏分子分型指导的头颈癌治疗策略也严重阻碍个性化疗法的发展。近年来,以临床前模型为纽带,加快临床问题与基础成果双向转化的新思路逐渐成为业界共识。PDX模型作为肿瘤基础研究和临床转化的桥梁,能够精准复制肿瘤遗传特征和肿瘤进化,在阐析肿瘤发生发展机制中显示出强大的生命力。借助PDX模型组成的治疗队列,彰显出小鼠为患者进行药物筛选和生物标志物分析的独特优势,这种理想的临床前模型能够在符合伦理范畴内最大可能的为患者寻找潜在的治疗策略。

肺癌脑转移瘤人源异种移植模型的构建及应用研究进展

肺癌脑转移瘤是中枢神经系统最为常见的继发性恶性肿瘤,目前共识的治疗方式是在安全范围内通过手术最大程度切除肿瘤组织,术后进行化学治疗以及局部或全身放射治疗,但其治疗效果仍不理想。人源异种移植瘤模型能够很好地保留患者原发肿瘤异质性、组织学特性和分子多样性,能够为研究新的治疗方法提供新思路及新的研究工具。本文就移植瘤模型的建立、模型在肺癌脑转移瘤治疗中的应用研究以及模型的应用前景和局限性进行综述。

人源肿瘤异种移植小鼠模型研究进展

建立适当的移植瘤模型对于癌症研究至关重要。迄今为止,最常用的移植瘤模型是人源肿瘤细胞系异种移植模型(cancer cell line-based xenograft,CDX),即将体外传代培养的肿瘤细胞移植到免疫缺陷小鼠体内形成移植瘤。虽然这种模型容易建立且建模周期较短,但不能充分代表临床癌症患者,因此,具有能够稳定保留肿瘤异质性的人源肿瘤异种移植模型(patient-derived tumor xenograft,PDX)在诸多应用中开始代替CDX模型。PDX模型通过将患者组织或原代细胞直接植入免疫缺陷小鼠进行成瘤,这种方式保留亲代肿瘤的组织病理学、分子特征和药物反应性,可作为临床前模型,在药物筛选、生物标志物开发和联合临床试验等方面具有显著优势。在这篇综述中,我们将详细介绍PDX模型的构建方法和应用,总结模型建立过程中及进行临床前研究中可能遇到的问题。

近红外荧光染料在胃癌人源性肿瘤组织异种移植模型研究中的应用

目的建立胃癌人源性肿瘤组织异种移植(patient-derived tumor xenograft,PDX)裸鼠模型,探讨近红外荧光(near infrared fluorescence,NIRF)染料IR-783在胃癌PDX模型活体成像研究中的应用。方法取临床胃癌新鲜手术切除标本,裸鼠肾包膜移植建立PDX模型,HE染色比较移植肿瘤组织与患者肿瘤组织形态结构的一致性。将移植肿瘤组织裸鼠皮下接种,20 d后,荷瘤小鼠腹腔注射NIRF染料IR-783(每只10 nmol/L),活体成像连续测定肿瘤部位近红外荧光强度并分析肿瘤体积与荧光强度的相关性;免疫组织化学检测移植肿瘤组织中HIF1α与OATP1B3的表达强度。结果成功建立了3个人胃癌PDX模型,移植肿瘤组织较好的保持了原发肿瘤的特征,NIRF活体成像早期检测到肾包膜部位荧光信号。PDX模型中肿瘤体积与荧光强度的相关性均在98%以上。移植肿瘤组织中HIF1α与OATP1B3表达呈强阳性。结论 NIRF染料IR-783可在PDX模型肿瘤部位特异性聚集,用于PDX模型的早期检测,这种肿瘤靶向性可能与HIF1α和OATP1B3的表达相关。

人源性肿瘤组织异种移植模型的研究进展

人源性肿瘤组织异种移植(patient-derived tumor xenografts,PDTX)是指将患者的新鲜肿瘤组织处理后移植到免疫缺陷鼠上,依靠小鼠提供的微环境进行生长,其特点和价值不同于人源性肿瘤细胞系异种移植模型。PDTX模型保持了肿瘤细胞的分化程度、形态特征、结构特点以及分子特性。这种小鼠模型肿瘤的血运特点、基质特征、坏死状况等与人本身的肿瘤特点更为接近,这为肿瘤的生物学研究、诊断标志物的寻找和药物筛选提供了一个重要的体内模型。此外,根据移植部位的不同,PDTX模型能够体现标本来源患者肿瘤的各自特点,包括对药物反应的特异性等。因此,这种模拟人肿瘤特异性的模型对肿瘤临床前期评估、治疗和预后具有重要的转化意义,特别是对于肿瘤的个体化诊断和治疗具有不可代替的价值。

快速人源肿瘤异种移植模型技术在儿童复杂难治恶性实体肿瘤中应用探讨

目的探讨快速人源肿瘤异种移植模型(S-PDTX)技术在儿童复杂难治恶性实体肿瘤组织中应用的可能性。方法首都医科大学附属北京儿童医院肿瘤外科和保定病区就诊的实体肿瘤患儿中,纳入10例化疗无效、化疗中进展或复发病例,术中切除病变组织,依据S-PDTX操作流程,对不同的化疗方案进行小鼠体内药物学检测,筛选出最优的化疗方案。结果10例患儿中,肾脏肿瘤5例,软组织肉瘤3例,肝母细胞瘤1例,神经母细胞瘤1例;其中7例为初次手术标本进行S-PDTX建模,3例为复发标本进行建模;10例患儿均建模成功,进行药敏检测,筛选出有差别的化疗方案;4例患儿已结束化疗,2例因化疗中感染死亡,4例仍在治疗中。结论S-PDTX技术以免疫缺陷小鼠作为肿瘤患儿的“替身”,对不同的化疗方案和药物进行药物敏感性检测,筛选出有差别的治疗方案,可以用于临床用药参考和治疗方案调整。

构建临床癌症研究相关的人源肿瘤异种移植模型的进展

人源肿瘤异种移植(patient-derived tumor xenograft,PDX)模型是从癌症患者手术切除肿瘤组织,随后移植到免疫缺陷小鼠体内,从而更好地保留了肿瘤的异质性。这是一种重要的转化医学研究方法,特别是在推动精准医学方面,这种方法已经崭露头角。本文从时间维度阐述了PDX模型在各个阶段的发展。作为PDX模型发展的第一阶段,人源肿瘤原位异种移植(patient-derived orthotopic xenograft,PDOX)模型将人源肿瘤组织植入小鼠体内,位置与患者的解剖位置相对应。PDOX模型具有多个优势,包括高度保真地还原原始肿瘤、增强药物敏感性以及提高移植成功率。然而,PDOX模型也存在严峻的挑战,它需要先进的手术技术和精密的成像技术,这限制了其应用。

综述:构建临床癌症研究相关的人源肿瘤异种移植模型的进展

人源肿瘤异种移植(patient-derived tumor xenograft,PDX)模型是从癌症患者手术切除肿瘤组织,随后移植到免疫缺陷小鼠体内,从而更好地保留了肿瘤的异质性。这是一种重要的转化医学研究方法,特别是在推动精准医学方面,这种方法已经崭露头角。本文从时间维度阐述了PDX模型在各个阶段的发展。作为PDX模型发展的第一阶段,人源肿瘤原位异种移植(patient-derived orthotopic xenograft,PDOX)模型将人源肿瘤组织植入小鼠体内,位置与患者的解剖位置相对应。PDOX模型具有多个优势,包括高度保真地还原原始肿瘤、增强药物敏感性以及提高移植成功率。然而,PDOX模型也存在严峻的挑战,它需要先进的手术技术和精密的成像技术,这限制了其应用。随后,人源化小鼠模型以及斑马鱼模型相继被开发应用。

人源肿瘤异种移植模型在上皮性卵巢癌研究中的应用进展

利用患者新鲜肿瘤移植而建立的人源肿瘤异种移植(patient-derived xenograft,PDX)模型可以协助筛选出有效的非一线治疗药物,同时可利用其进行新药研发、肿瘤发生及转移机制研究等。卵巢癌是妇科肿瘤中死亡率最高的一种恶性肿瘤,本文就上皮性卵巢癌PDX模型的建立、组织学病理学特点、分子特征及PDX模型在药物研究、生存预测等方面的应用进行综述。

结直肠癌人源性肿瘤组织异种移植模型(PDX)的构建及^(18)F-FDG PET/CT活体成像监测

目的构建结直肠癌人源性肿瘤组织异种移植模型(Patient-derived Xenograft,PDX),并探讨18F-FDG PET/CT成像技术用于监测结直肠癌PDX模型肿瘤生长的有效性。方法取外科手术切除的新鲜结直肠癌组织,接种到免疫缺陷小鼠皮下构建PDX模型。采用HE染色法、免疫组织化学染色法进行模型评价。选取部分构建成功的PDX模型进行PET/CT活体成像监测。结果接种结直肠癌患者新鲜肿瘤组织35例,成功构建PDX模型20例,成功率为57%;成瘤所需的中位时间为54.5天,四分位间距为47.5天。HE染色结果表明结直肠癌PDX模型可以较好地保留原发肿瘤的组织学特性。Ki67、p53在第一代PDX模型移植瘤与原发肿瘤组织中均呈强阳性表达,具有高度相似性。结直肠癌的成瘤能力与患者的性别、年龄、以及肿瘤的部位、大小、分期、分化程度等均没有相关性。PDX模型的PET/CT活体显像表明,18F-FDG PET/CT可以获得较好的显像效果。结论结直肠癌PDX模型构建成功率较高,模型可以较好地保留原发肿瘤的组织学、生物学特性。18F-FDG PET/CT成像技术可用于监测结直肠癌PDX模型肿瘤的生长情况。

类器官和人源性肿瘤组织异种移植模型在肿瘤研究中的应用

人源性类器官(patient-derived organoids,PDOs)和人源性肿瘤组织异种移植(patient-derived xenografts,PDXs)作为新型肿瘤研究模型,能够高度模拟原位组织的生理结构及特性,为患者制定合适的用药方案,实现个体化治疗,是基础科研成果快速转向临床应用的必经之路。此外,还能够利用PDOs和PDXs模型进行肿瘤克隆演化、肿瘤致病机制等方面的基础研究。本文主要综述了PDOs和PDXs模型在肿瘤临床前和基础研究中的应用情况。

人源性肿瘤组织原位异种移植模型的特征及研究策略

人源性肿瘤组织原位异种移植模型(PDOX模型)能够更好地保持原发肿瘤的基因特征,在组织学、转录组、多态性和拷贝数变异中具有高的保真度,保留了原发瘤的微血管、基质成分和相互作用,以及肿瘤转移的特点,从而更加准确地预测临床患者的疾病预后,可以筛选出最合适的个体化治疗方案,在临床转化应用研究中显示出良好的前景。但由于小鼠和人体微环境仍有差别,原位移植瘤的形态结构与原发瘤仍存在一定差别,且原位移植并不能确保肿瘤发生转移。因此,构建个体化PDOX模型就需要分析移植瘤的组织形态和相关基因的表达,建立异种移植模型的数据库,共享异种移植模型的信息与研究结果,促进PDOX模型的转化应用。本文总结了PDOX模型的主要特征,概述了其优势以及局限性,并对应用进行了展望。

人源性异种移植模型在胃肠道恶性肿瘤治疗中的应用

胃肠道恶性肿瘤是全球发病率和病死率很高的疾病,复发转移机制尚不明确。近年来,各种抗癌药物的出现使患者有所受益,但远未达到预期疗效,总体预后仍然较差。而理想的动物模型有助于肿瘤发生转移机制的研究和精准药物的开发及验效。近年来出现的人源性异种移植模型(PDX)被证明是一种保真性极高的临床前模型。多研究表明胃肠道恶性肿瘤PDX模型能够很好地保留原肿瘤的组织病理学、基因层面的生物学特点,在药物反应上也与临床有较好相关性。其在结肠癌中的应用有所进展,胃癌方面尚处于起步阶段,也存在成瘤率不一致、人源性基质丢失、容易混杂生成淋巴瘤等方面的不足。现就其临床应用及研究现状作一阐述。

人源性肿瘤异种移植模型在眼科的应用进展

人源性肿瘤异种移植模型为肿瘤发生机制的研究、肿瘤药物的筛选和癌症治疗方案的评估提供了良好的临床前试验模型。近年来,人源性肿瘤异种移植模型的建立和应用在肿瘤领域的发展不断进步,在对癌症的研究中发挥重要作用。本文主要介绍人源性肿瘤异种移植模型在眼科肿瘤领域的应用进展。

间接体内Mini人源肿瘤异种移植模型再现转移性肠癌患者的药物治疗疗效

目的通过运用肠癌标本建立一种新型的Mini人源肿瘤异种移植(Mini patient-derived xenograft,MiniPDX)模型,并探索其指导临床治疗的可行性。方法基于上海立迪生物技术股份有限公司独创的小鼠OncoVee?MiniPDX模型建立人源化肠癌MiniPDX模型,评估MiniPDX模型与其配对肠癌患者药物治疗效果的一致性。结果运用11例转移性肠癌患者肿瘤组织标本成功建立12例MiniPDX模型,其中9例MiniPDX模型来源于9例患者的肝转移灶,1例MiniPDX模型来源于1例患者的原发灶,2例MiniPDX模型来源于同一患者的肠癌原发灶和肝转移灶。体内药效学实验显示,12例小鼠MiniPDX模型中有9例模型(75%)对药物的治疗反应与患者疗效保持一致,两者具有较好的相关性(相关系数为0.57)。结论MiniPDX模型能在2周内完成药效学检测,可作为一种快速有效的间接体内模型指导临床患者个体化治疗。

头颈部恶性肿瘤研究模型的演化

恶性肿瘤发生发展的机制探索以及抗癌药物治疗疗效的评估均有赖于各种体内与体外研究模型的建立。近几十年间,随着生物医学技术的快速发展,恶性肿瘤的体内外研究模型也发生了巨大的变化。基因检测技术从单基因到多基因的进展促进了生物信息学飞速发展和恶性肿瘤概念的转变;体外细胞研究模型从单层的二维培养、原代培养向立体的三维构型发展,从而更好地重现肿瘤组织的细胞间交互作用与功能;体内动物研究模型由传统的致癌物诱导、细胞或组织形成移植瘤逐渐演变为基因编辑的动物模型或人源性肿瘤异种移植模型,从而可以针对性地研究相关基因在肿瘤发生发展中的作用;传统的临床研究也从简单的临床回顾性研究更多地向前瞻性研究转变,Ⅰ期/Ⅱ期/Ⅲ期临床研究,研究者发起的临床研究以及真实世界临床研究,这些研究为临床研究增添了活力。目前恶性肿瘤研究模型存在的主要不足包括模型的单一性、对肿瘤微环境的模拟不足、动物肿瘤模型与人类肿瘤差异性,以及缺乏对个性化医疗的考量。未来仍需要进一步研发和优化研究模型,并更有效地将不同模型整合起来,形成一个优化的整体实验模型系统。本文将系统回顾恶性肿瘤研究模型的演化并对相关模型进行阐述,为科研工作者进行恶性肿瘤的研究提供合理的研究模型。

人源肿瘤异种移植模型在精准肿瘤医学中的研究进展

癌症是由于物理、化学、病毒等致癌因子导致的原癌基因和抑癌基因突变从而引发的一系列异质性疾病的统称。尽管近年来高通量测序技术与靶向治疗取得了突破性的进展,但是临床转化研究的高失败率使得抗肿瘤药物的创新发展十分有限。人源肿瘤异种移植模型(patient-derived xenograft model,PDX模型)是指直接将病人的新鲜肿瘤组织移植到免疫缺陷小鼠上,依靠小鼠提供的环境生长的一种异种移植模型。这种模型保留了原代肿瘤的基质异质性、组织学特性、分子多样性以及微环境,为临床前药效的个性化筛选评估以及生物标志物的鉴定提供了有效的研发资源。PDX模型结合临床数据,基因组图谱以及药效数据可以增加药物特异性,应用于肿瘤患者个体化治疗,提高临床治疗成功率。本文就PDX模型研究进展进行综述,包括其在肿瘤新疗法中的应用、挑战性与局限性、以及在精准肿瘤医学中的应用前景。

肝癌人源肿瘤异种移植模型构建及初步应用

目的建立肝癌人源肿瘤异种移植(patient-derived xenografts,PDX)模型,探讨其在肝癌精准医疗中的作用。方法取临床肝癌新鲜手术切除标本,NCG小鼠皮下接种肿瘤组织建立PDX模型,HE染色比较移植肿瘤组织与患者肿瘤组织形态结构的一致性。将成功传至第三代的PDX模型制备肿瘤细胞悬液,BALB/c裸鼠皮下接种制作肝癌移植瘤模型15只,成瘤后随机分为5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)组、索拉非尼(sorafenib)组和阴性对照组,每组5只。定期监测各组荷瘤小鼠肿瘤体积和重量,根据瘤重计算抑瘤率,评估疗效。结果本研究共建成肝癌PDX模型6例,成功率为33.3%(6/18),模型较好的保持了原发肿瘤的特征。1例PDX模型中,5-FU与索拉非尼组肿瘤抑瘤率分别为63.7%和29.6%,5-FU组抑瘤率比较差异有显著性(P<0.05),索拉非尼组抑瘤率比较差异无统计学意义,与临床结果相符。结论肝癌PDX模型保持了患者肿瘤组织的组织形态,可以适用于肝癌患者的精准医疗。

基于人源化免疫重建的患者来源肿瘤组织异种移植模型的研究进展

将患者的肿瘤组织移植于免疫缺陷小鼠体内建立的肿瘤移植模型(patient-derived xenograft, PDX)较好地保留了原发瘤的生物学特性,但瘤组织基质成分会在小鼠体内传代过程中逐渐被鼠源性基质代替,缺乏免疫系统的小鼠体内环境也会改变肿瘤的微环境,原发肿瘤的异质性会逐渐丢失,从而限制了该类模型的应用;将人的造血干细胞(hematopoietic stem cells, HSCs)移植于低剂量X线全身照射或其他方法清理骨髓的重度免疫缺陷小鼠,然后再将患者的瘤组织移植于该小鼠建立的人源化肿瘤模型(humanized patient-derived xenograft, Hu-PDX),具有与人相似的免疫系统,可以更好的保留原发瘤的异质性。研究证实人的HSCs在小鼠体内可以产生各种免疫细胞,使肿瘤生长微环境与人体更相似,更好的保留了肿瘤的异质性,为肿瘤的个体化研究提供了良好的动物模型。

人源性肝母细胞瘤异种移植模型的构建

目的建立肝母细胞瘤患者人源移植(PDX)模型,获得与患者肿瘤相似的并可传代的活体替代模型。方法获取肝母细胞瘤患者的新鲜肿瘤活性组织,无菌条件下4h内低温转运,台盼蓝染色法选取活性组织并剪切约3×3×3 mm3的组织块。将原代肿瘤细胞植入BALB/c裸鼠的肩胛骨前区和后肢的背面,当肿瘤的体积达到约800~1500mm^3时,取出一代肿瘤组织,将其中部分冻存,其余组织再次植入BALB/c裸鼠皮下传代。结果所获得PDX模型肿瘤组织与患者肿瘤组织细胞形态及结构均相似。结论采用患者肝母细胞瘤组织BALB/c裸鼠肿瘤移植等方法,可建立患者来源的肝母细胞瘤PDX模型,为进一步肿瘤药物筛以及精准治疗选提供了良好的动物模型。