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。

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。

肿瘤患者来源的异种移植(PDX)模型

将患者新鲜肿瘤组织移植于免疫缺陷小鼠建立的患者来源异种移植(patient-derived xenograft,PDX)模型较好地保持了原发肿瘤的遗传特性和异质性,在肿瘤的个体化治疗研究中具有独特的优势。常用PDX模型的移植方法主要有皮下移植、肾包膜移植和原位移植。移植瘤的溯源方法包括组织形态学比较、肿瘤特异性标志物分析、短片段重复序列分型和测序分析。在PDX模型研究中,需要重点关注影响模型成功率的因素、人源化问题、淋巴瘤的发生和药物评价中治疗策略的选择。虽然从目前临床数据来看,基于PDX模型的个体化治疗还没有显示出实质性疗效,仍处于临床验证阶段,但PDX模型的建立和应用为肿瘤学研究,特别是肿瘤的个体化治疗提供了良好的实验平台。我们在强调PDX模型个体化的同时,要善于应用共性思维,开展基于PDX模型基因组学的肿瘤靶向药物筛选。

患者源性非小细胞肺癌异种移植模型的建立及个体化治疗策略研究

目的通过将患者非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)临床手术标本接种于BALB/c裸小鼠,建立相应的移植瘤模型,为肺癌患者个体化治疗药物的筛查和临床前疗效的评估提供理想的动物模型。方法收集患者非小细胞肺癌手术标本并将其植入裸鼠体内建立患者源性异种移植(patient-derived xenograft,PDX)模型,分析病理组织学形态,检测人表皮生长因子受体2(human epidermal growth factor receptor 2,HER2)和表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)的表达,以及潜在靶标单胺氧化酶A(monoamineoxidase A,MAOA)的表达。进一步在此患者源性NSCLC异种移植模型中评估靶向药、临床一线化疗药物顺铂的抗肿瘤功效。结果成功建立了患者源性的NSCLC异种移植瘤模型,该模型保留了源肿瘤组织病理学形态,且EGFR、MAOA呈阳性表达。使用EGFR抑制剂奥希替尼联合顺铂体现出良好的治疗效果;此外,MAOA抑制剂氯吉林也具有良好的抗肿瘤潜能,与顺铂联合治疗效果更加显著。结论建立了NSCLC异种移植模型,保留了原发肺癌的分子特征,可以作为探索肿瘤个体化治疗方案的有效工具。

乳腺癌患者来源肿瘤异种移植模型的临床应用与进展

患者来源肿瘤异种移植(PDX)模型是将患者的肿瘤组织经过一系列处理移植于免疫缺陷小鼠体内,从而更好地模拟肿瘤患者体内的微环境。PDX模型保留了原始肿瘤基因型和表型的多样性,较真实地反映了原始肿瘤的特性。将这一模型应用于靶向药物筛选、药物敏感性筛选、肿瘤的个体化疗效评估等试验中可以发挥出其独特优势。本文系统性回顾了近年来关于乳腺癌PDX模型建立及其在乳腺癌研究中的应用现况。

Mini患者来源异种移植和WES/RNA测序指导一例转移性十二指肠腺癌患者的个体化治疗

背景与目的各种癌症的治疗指南已越来越多地应用于临床实践,并已极大地改善了患者预后。然而,医生推荐的治疗方案(甚至一线治疗)并非对每位患者都是最佳的。在本研究中,我们应用mini患者来源的异种移植(mini patient-derived xenograft,mini-PDX)和二代测序技术指导了一例转移性十二指肠腺癌患者的个体化治疗。方法将切除的异位转移瘤组织植入SCID小鼠体内,来确定对各种药物的敏感性。采用DNA全外显子测序(DNA whole-exome sequencing,DNA-WES)和RNA测序分析突变谱。所得分析结果用于选择对转移性十二指肠腺癌的最佳治疗方案。结果使用mini-PDX模型进行评估只用了7 d。结果表明,对S-1+顺铂、吉西他滨+顺铂、依维莫司单药具有高敏感性。患者最初接受吉西他滨联合顺铂治疗,但由于毒性而终止治疗。随后,该患者单独使用S-1进行治疗。总无病生存期为34个月。DNA-WES和RNA测序鉴定了转移性十二指肠腺癌中KRAS突变(A146T)、TP53(C229Yfs*10)和RICTOR扩增。这些发现进一步为mini-PDX的结果提供了支持,并建议当该患者最终复发时应使用m TOR抑制剂治疗。结论联合WES/RNA测序的mini-PDX模型可以快速检测癌症患者的药物敏感性,揭示关键的基因变异。有必要进一步研究该技术用以对难治性恶性肿瘤患者进行个体化治疗。

患者来源结直肠癌异种移植模型的构建及初步应用

目的构建结直肠癌患者来源的异种移植(PDX)模型,探讨中药"消癥方"对结直肠癌PDX模型的抑瘤作用。方法收集2016年12月至2017年2月5例结直肠癌组织标本构建PDX模型,传代培养。选择1例患者来源的肿瘤构建P3代模型,将10只P3代小鼠随机分为对照组和消癥方组,每组5只。对照组小鼠给予饮用水,消癥方组给予中药汤剂,均自由饮用,持续24天。观察两组小鼠的生存状态,测量体质量、瘤体积和瘤质量,计算抑瘤率。结果 5例结直肠癌组织标本,P1代建模成功4例,P2代建模成功3例。PDX模型基本保留了患者来源肿瘤的组织学特征。10只P3代荷瘤鼠在给药过程中未出现死亡,摄食量正常,饮水(药)量正常,无明显不良反应。实验结束时,消癥方组小鼠肿瘤体积均值略小于对照组,瘤质量略大于对照组,差异均无统计学意义(P>0.05)。消癥方组的抑瘤率为-4.8%。结论结直肠癌PDX模型建模及给药技术基本成熟,但中药消癥方在实验中未显示抑瘤作用。

移植相关人群对异种肾移植的态度及影响因素

目的调查移植相关人群对于异种肾移植的态度及影响因素。方法2022年6月至2023年1月,对等待肾移植患者、肾移植术后患者、患者家属及医学生进行分层随机抽样,每个群体抽取400名,共1600名进行自制问卷调查。分析受访者的一般资料、对异种肾移植的态度及不能接受异种肾移植的原因。分析受访者对异种肾移植态度的影响因素。结果共回收有效问卷1493份,回收有效率93.31%。能接受同种异体肾移植手术的占93.10%;知晓异种肾移植的占66.78%。795名受访者表示“在异种肾移植与同种异体肾移植有着相同结果及风险时”能接受异种肾移植;698名表示“不能”或“不确定”能否接受异种肾移植(χ^(2)=16.409,P=0.001)。698名表示“不能”或“不确定”能否接受异种肾移植的受访者中,在不符合同种异体肾移植的条件下,愿意接受异种肾移植的占10.9%;如果与同种异体肾移植相比,异种肾移植有着更小的风险及更好的预后的条件下,愿意接受异种肾移植的占35.8%;如果与同种异体肾移植相比,异种肾移植等待时间更短,愿意接受异种移植的占21.2%;如果与同种异体肾移植相比,异种肾移植花费更少,愿意接受异种肾移植的占24.5%。受访者不能接受异种肾移植的主要原因为担心手术风险及担心其他未知风险。多因素分析结果显示,长期居住在城镇的受访者、能接受同种异体肾移植的受访者、知晓异种肾移植的受访者对异种肾移植态度更积极。结论不同移植相关人群对异种肾移植态度存在差别,总体态度良好。积极推进异种肾移植的研究、开展相关科普教育有利于提高公众对异种肾移植的接受度。

基于穿刺活检的复发转移性结直肠癌患者源性异种移植模型的建立

背景与目的:现行的结直肠癌患者源性异种移植(patient-derived xenografts,PDXs)模型建模样本多来源于外科手术,但复发转移性结直肠癌(metastatic colorectal cancer,m CRC)患者手术机会少,难以获取标本。该研究旨在利用穿刺活检术建立m CRC的PDXs模型。方法:入组12例结直肠癌根治术后患者,存在临床症状和(或)影像学提示术后复发和(或)转移,需行穿刺活检明确诊断、且不存在穿刺活检禁忌证者,保留用于常规病理诊断包括基因检测的组织量后,剩余的标本用于PDXs模型的建立。结果:共成功建立7例m CRC的PDXs模型,成功率为77.8%。结论:基于穿刺活检术建立m CRC的PDXs模型成功率高,可较完整的复制原始肿瘤特性,且操作安全、简便。

用于预测癌症患者临床治疗方案的小鼠mini人源肿瘤异种移植模型的建立

背景与目的患者来源的类器官(patient-derived organoids,PDOs)和异种移植物(patientderivedxenografts,PDXs)具有较强的预测抗癌药物药效的能力,是功能检测的重要模型。然而,移植失败、构建PDX模型和随后检测药效的耗时过长、体外器官培养无法进行系统性给药等限制因素严重阻碍了其在临床上的应用,无法快速地筛选正确、可行的治疗方案。本研究旨在开发一种名为'miniPDX'的改良的PDX模型,用于快速检测药效,提高其在个体化癌症治疗中的应用价值。方法我们开发了一种快速检测体内药物敏感性的方法——OncoVee?MiniPDX,用于筛选癌症临床治疗方案。本模型将患者来源的肿瘤细胞注入中空纤维胶囊内,皮下植入小鼠体内培养7 d。系统评价了细胞的活性形态和药代动力学。以PDX为对照评估miniPDX的性能(敏感性、特异性、阳性和阴性预测值)。分别采用PDX和miniPDX模型以肿瘤生长抑制率和肿瘤细胞生长抑制率为指标检测药物反应。评价miniPDX模型对临床疗效的预测能力。结果MiniPDX胶囊内肿瘤细胞的形态学和组织病理学特征与PDX模型和原发肿瘤细胞的形态学和组织病理学特征均保持一致。26例(包括14例胃癌、10例肺癌和2例胰腺癌)来自患者的PDX肿瘤移植试验的药物反应与相应的miniPDX试验的药物反应结果具有良好的相关性。MiniPDX阳性预测值为92%,阴性预测值为81%,敏感性为80%,特异性为93%。通过扩大临床肿瘤样本,miniPDX检测显示出广泛的临床应用潜力。结论我们建立了基于胶囊植入技术的miniPDX快速体内检测方法,用于评估PDX肿瘤移植物和临床肿瘤标本的药物反应。PDX模型和其对应的miniPDX药效结果具有良好的相关性,结合转化研究数据最终表明miniPDX模型是一种先进的个体化癌症治疗工具。

异种器官移植排斥反应研究进展

异种器官移植是解决供体组织器官来源短缺的可能途径之一,而跨种间排斥反应限制着异种器 官移植的临床应用。本文阐述了异种器官移植排斥反应的有关研究进展。

异种胸腺移植与艾滋病治疗

虽然高活性抗逆转录病毒疗法（highlyactiveantiretroviraltherapy，HAART）在人类免疫缺陷病毒感染（HIV-1）及艾滋病患者治疗中已取得了一定疗效，但患者长期存在的免疫缺陷，是该类疾病死亡率升高及无病生存率降低的主要原因，因而突出了免疫重建在其中的重要性，增强患者免疫重建的能力将有助于改善疾病的预后。

移植猪胰岛细胞治疗糖尿病 异种移植的中国突破

＂我终于可以吃一顿饱饭了。＂32岁的马振达（为保护患者隐私,此为化名）难掩其兴奋之情。为了吃顿饱饭,身患I型糖尿病的他已经苦苦等了6年。 而为了这一天,从1996年开始异种移植研究的中南大学湘雅三医院王维教授已等了20年。

肺癌恶性胸腔积液来源肿瘤细胞的小鼠PDX模型构建及实验验证

目的·构建肺癌患者恶性胸腔积液(malignant pleural effusion,MPE)肿瘤细胞来源的肿瘤异种移植(patientderived tumor xenograft,PDX)模型,并进行实验验证。方法·从基因表达综合数据集(Gene Expression Omnibus,GEO)下载人肺癌伴MPE单细胞转录组测序公共数据GSE131907和人肺癌实体瘤单细胞转录组测序公共数据GSE203360,对数据进行聚类、差异基因本体功能富集分析,明确应用MPE建模的可行性。同时收集肺癌患者的MPE样本,经离心、裂解红细胞等富集细胞操作后,将其植入非肥胖型糖尿病重症联合免疫缺陷(non-obese diabetic/severe combined immunodeficient,NOD/SCID)小鼠皮下,待移植瘤生长至1000 mm³时进行瘤体传代及保存。对稳定传代移植瘤进行组织病理学检测,通过苏木精-伊红染色(hematoxylin-eosin staining,H-E染色)观察细胞组织形态,免疫组织化学法(immunohistochemistry,IHC)检测肺癌标志物表达情况。结果·经单细胞数据分析发现MPE中肿瘤细胞的增殖功能更强,提示MPE中肿瘤细胞PDX建模或具备更佳成瘤效果;共收集35例肺癌MPE样本,成功构建13例PDX模型,成功率达37.14%;在组织病理学检测中,H-E染色可见移植瘤组织细胞异型性明显,IHC检测显示细胞角蛋白7(cytokeratin 7,CK7)、甲状腺转录因子1(thyroid transcription factor-1,TTF1)和天冬氨酸蛋白酶A(Napsin A)等肺癌标志物均呈阳性表达。结论·通过富集肺癌患者MPE中的肿瘤细胞,成功构建了更为简便高效、可实时动态建模的PDX模型。该模型保留了肺癌患者肿瘤细胞的恶性特征及蛋白表达特性,为肺癌伴MPE患者的基础研究和临床用药指导提供了重要的实验模型工具。

空军军医大学西京医院多基因编辑猪皮救治特重度烧伤患者获成功

2023年10月19日,空军军医大学西京医院在中国科学院窦科峰院士指导下,异种移植临床研究取得重大突破,成功将多基因编辑猪皮移植给一例特重度烧伤患者,并取得良好效果,推动异种移植研究向临床迈出重要一步。经文献检索,未见同类报道。

异种器官移植面面观

每天都有很多需要进行器官移植的患者在等待手术,其中一些人遗憾地离开了这个世界。而今天科学家正在加紧进行的异种器官移植研究无疑给这些患者带来了福音。也许过不了多久,把动物的器官移植给人将成为现实。

异种移植

早在60年代心脏移植术成功后不久,有些研究人员就已经开始了异种移植的研究。那时的研究对象以猿和猴为主,因为这两种灵长类动物与人的进化有密切关系。80年代,异种移植随着强效免疫抑制剂的面世而得以实现,但仍存在许多问题。1984年,美国加州一名婴儿在接受狒狒心脏移植后存活了20天。其后美国匹兹堡大学用狒狒的肝给成年肝病患者进行了异种移植。1996年又为艾滋病患者进行了狒狒的骨髓移植。尽管血缘相近,但灵长类动物绝非人类理想的器官捐献者,因为它们常受到不知名病毒的感染,而且繁殖周期长,更受到使用高智能动物的伦理问题的困扰。

集成创新攻关异种胰岛细胞移植难题

1型糖尿病是以胰岛素产生功能减退或完全丧失为特点的慢性代谢疾病。该疾病多发于青少年,患者易发生酮症酸中毒,甚至危及生命。1型糖尿病患者需要长期注射胰岛素来控制血糖。但是,患者即便使用胰岛素,其血糖波动也较大。其次,胰腺移植是治疗该疾病的有效手段。但胰腺移植费用昂贵、成功率较低,且胰腺来源短缺。胰岛细胞移植能重建患者胰腺功能,移植后患者可减少胰岛素使用或者完全停用胰岛素。并且,猪胰岛素的氨基酸序列与人的序列仅相差一个氨基酸。

异种移植的免疫生物学

异种移植领域最近重新评论使用动物的器官和组织进行移植可能弥补人类供体严重短缺的问题。但异种移植的免疫障碍是明显的,包括预先形成的抗体和天然免疫性,以及引发的细胞介导和体液的防御。因此异种移植排斥仍是移植成功的主要障碍。异种移植可以是协调的(concordant)或者是不协调的(discordant)。由于社会经济学和伦理学原因,不协调的异种移植是临床移植最可用的器官来源。