尹振宇 ，劉乾，李曉梅，齊文博，劉樂，白玉萍，馬延齡，陳昊

0 引言

腫瘤是嚴(yán)重影響人類健康的一類疾病。據(jù)統(tǒng)計，2018年有1810萬例腫瘤新發(fā)病例和960萬例腫瘤死亡病例[1]。隨著人口數(shù)量及年齡的增長和生活方式的改變，腫瘤的發(fā)病和死亡人數(shù)預(yù)計會進(jìn)一步增長[2]。因此醫(yī)學(xué)研究者亟需對腫瘤的治療方式進(jìn)行更深入的研究。由于倫理和道德原因，在人體內(nèi)進(jìn)行的腫瘤學(xué)研究僅限于分析和觀察性研究，而以治療為重點的臨床試驗在人體內(nèi)進(jìn)行是受限的，因此臨床前小鼠腫瘤模型作為不可或缺的中間實驗?zāi)Ｐ腕w系，承擔(dān)起將體外研究與人體研究有效結(jié)合起來的任務(wù)[3]。

傳統(tǒng)的腫瘤異種移植模型是指細(xì)胞系來源的腫瘤異種移植（cell line-derived tumor xenografts,CDTX）模型，是將體外培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞系注射到免疫缺陷小鼠體內(nèi)而形成的一種動物模型。單一腫瘤細(xì)胞株經(jīng)過體外反復(fù)傳代，適應(yīng)了外界培養(yǎng)環(huán)境[4]，此外，由于缺乏腫瘤相關(guān)基質(zhì)和血供等原因，體外細(xì)胞系的微環(huán)境與原發(fā)性腫瘤完全不同。不能預(yù)測由細(xì)胞系產(chǎn)生的遺傳變異和腫瘤異質(zhì)性，不能準(zhǔn)確判斷藥物在臨床試驗中的作用，從動物荷瘤模型到臨床腫瘤患者的試驗進(jìn)行轉(zhuǎn)化的平均成功率低于8%[5]，原因可能是該模型無法忠實地反映在人類中的致癌過程。體外培養(yǎng)的高度間變性癌細(xì)胞代表了高度晚期癌癥的極端衍生物，與原發(fā)性腫瘤基質(zhì)無關(guān)，而原發(fā)性腫瘤基質(zhì)被認(rèn)為是腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵因素[6]，且人類和小鼠之間關(guān)鍵的基因、分子、免疫和細(xì)胞差異阻礙了該模型成為癌癥個體化治療的有效手段[7-8]。

為了克服這些局限性，醫(yī)學(xué)研究者們迫切需要更加精準(zhǔn)、有效預(yù)測評估藥物療效的方法，而PDTX模型可以部分解決上述問題。

1 PDTX模型的特點

1.1 PDTX模型與原代腫瘤相似

PDTX模型最重要的優(yōu)點是與原代腫瘤相似，目前研究人員已經(jīng)建成了胃癌、結(jié)直腸癌、肝細(xì)胞癌、胰腺癌、小細(xì)胞肺癌、非小細(xì)胞肺癌、乳腺癌、卵巢癌、子宮肉瘤、前列腺癌、腎細(xì)胞癌、黑色素瘤等多種腫瘤的PDTX模型[9-10]，并且從組織病理學(xué)、基因?qū)W等多角度分析，證實移植瘤保持了原發(fā)腫瘤的病理學(xué)、組織學(xué)等特性，還原了腫瘤細(xì)胞的基質(zhì)和干細(xì)胞特性，反映了患者“體內(nèi)原發(fā)性”腫瘤的遺傳多樣性。全基因組基因表達(dá)分析研究表明，PDTX在原發(fā)性腫瘤中維持了大部分關(guān)鍵基因和全局通路的活性。Fichtne等[11]研究表明在非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）PDTX模型中，全基因組基因表達(dá)譜分層聚類顯示，17個原發(fā)腫瘤中有9個直接與移植的PDTX模型相同，相關(guān)系數(shù)在0.78～0.95之間。重要的是，17對原發(fā)性和PDTX腫瘤中有10對的相關(guān)系數(shù)大于0.90，表明原發(fā)性腫瘤與相應(yīng)的PDTX模型之間具有高度的相似性。

1.2 PDTX模型能夠提供充足的腫瘤樣本

PDTX模型較好地彌補了某些腫瘤研究中樣本量不足的問題。PDTX模型的建立取材于新鮮的腫瘤組織，較少的樣本量即可成功建立PDTX模型，并且第一代模型建成后即可用于下一代模型，迅速放大了樣本量，這給難以獲取腫瘤組織的腫瘤如胰腺腺泡細(xì)胞癌、小細(xì)胞肺癌、腸癌肝轉(zhuǎn)移等提供了新的并且有說服力的研究手段。

1.3 小部分PDTX模型與原代腫瘤產(chǎn)生較大差異

PDTX模型與原代腫瘤保持高度的一致性，是轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的一次重大突破，然而人鼠畢竟有區(qū)別，并且腫瘤的形成是從一個腫瘤細(xì)胞開始逐漸發(fā)展而來，涉及了眾多病因引起多種病理改變，是一個極其復(fù)雜的過程。研究中發(fā)現(xiàn)少部分PDTX模型與原發(fā)腫瘤產(chǎn)生了組織病理學(xué)差異。Zhu等[10]用NOD/SCID小鼠建立的63例胃癌的PDTX模型中，原發(fā)性腫瘤與異種移植瘤的分化符合率為90.5%（57/63），異種移植瘤不同傳代（P1、P2、P3）的分化符合率為98.4%（62/63）。3例原發(fā)性腫瘤中分化而異種移植物低分化，1例原發(fā)性腫瘤與P2分化差的患者由P2轉(zhuǎn)變?yōu)榱馨土觥hijiwa等[12]在8例PDTX模型（占全部PDTX模型的7%）中，觀察到由大的單一非上皮細(xì)胞組成的可移植性異種腫瘤，其形態(tài)與原腫瘤不同，導(dǎo)致差異的原因需要進(jìn)一步探索。Merk等[13]在一組25例原發(fā)性非轉(zhuǎn)移性肺癌患者的PDTX最初幾代模型中觀察到較少的異質(zhì)性，認(rèn)為是由于用小鼠基質(zhì)組織替換了人類輔助細(xì)胞所致。Gu等[14]在與患者腫瘤相關(guān)的異種移植下調(diào)的基因中，觀察到豐富的編碼細(xì)胞外基質(zhì)成分、細(xì)胞黏附分子和免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)因子的基因，認(rèn)為異種移植物中的基因表達(dá)差異是由于人類基質(zhì)成分的丟失和小鼠基質(zhì)細(xì)胞的浸潤。PDTX模型組織中與細(xì)胞周期和DNA復(fù)制相關(guān)的基因表達(dá)上調(diào)，可能是致瘤細(xì)胞群的富集。

2 PDTX模型的制備

2.1 取材

建立PDTX模型需獲取新鮮的腫瘤組織并及時移植入免疫缺陷小鼠，其方式有手術(shù)標(biāo)本取材和活檢取材。然而，在很多情況下，研究人員難以獲取手術(shù)標(biāo)本，特別是分期較晚、失去手術(shù)機會的患者，如晚期胃癌患者，獲取腫瘤樣本的主要方法是胃鏡活檢取材，活檢取材的少量腫瘤組織即可用做建立PDTX模型。

手術(shù)標(biāo)本取材的方法：首先將青霉素:鏈霉素按1:100加入培養(yǎng)基199（或RPMI 1640）中，制備培養(yǎng)基工作液[5]。然后將腫瘤轉(zhuǎn)移到足量的含有培養(yǎng)基199（或RPMI 1640）和青霉素/鏈霉素的無菌培養(yǎng)皿中。最后把腫瘤切成5 mm×5 mm×5 mm大小的組織塊。應(yīng)注意使組織塊盡可能均勻，確保所有不能用于移植的壞死組織都被切除。壞死組織在不同的腫瘤類型中有不同的狀態(tài)，但通常表現(xiàn)為大腫瘤中心的暗色液化物[15]?；顧z標(biāo)本取材的方法：從患者的腫瘤組織中取新鮮活檢的組織塊四個，均為2 mm×2 mm×2 mm[10]，應(yīng)確?；顧z取得的腫瘤組織可以用于移植。然后將其保存于上述配制好的培養(yǎng)液中。將取得的手術(shù)和活檢標(biāo)本置于4℃的環(huán)境中等待下一步的移植。標(biāo)本應(yīng)在離體后2小時內(nèi)進(jìn)行移植[16]。一部分組織用于移植，另一部分組織樣本立即快速冷凍并保存在-80℃下進(jìn)行遺傳、基因組和蛋白質(zhì)分析。

2.2 選擇小鼠

裸鼠于1962年出現(xiàn)，無毛，無胸腺，缺乏成熟T細(xì)胞，B細(xì)胞和NK細(xì)胞功能正常。1980年缺乏巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞及補體活性的NOD小鼠出現(xiàn)，但人的腫瘤細(xì)胞無法移植到NOD小鼠體內(nèi)[17]。1983年SCID小鼠的出現(xiàn)為人腫瘤細(xì)胞的植入提供了條件。該小鼠因其Prkdc基因功能缺失突變，使得體內(nèi)T細(xì)胞、B細(xì)胞表面受體失活[18]。1995年NOD/SCID小鼠誕生，因其DC、T、B、NK、巨噬細(xì)胞及補體功能缺失，人細(xì)胞及組織的移植成功率較前增高，這在小鼠模型史上具有里程碑式的意義[19-20]。隨后，1996年出現(xiàn)了第1只IL-2Rγ突變小鼠，特異性抑制了NK、T、B細(xì)胞活性，同時降低了淋巴瘤的轉(zhuǎn)化率[20-21]。2002年日本選育的NOG小鼠及2005年Jackson實驗室選育的NSG小鼠[22-24]，其胸腺淋巴瘤轉(zhuǎn)化率低，無淋巴細(xì)胞殘留，具有固有免疫及適應(yīng)性免疫的雙重免疫缺陷，且具有較長的壽命及較高的移植成功率。2015年我國自主研發(fā)了NCG小鼠，與NOG、NSG小鼠具有相似的特性，且NCG小鼠具有更高的產(chǎn)子率等優(yōu)勢。目前，NOG、NSG及NCG小鼠成瘤率較高。

2.3 移植

取到離體手術(shù)或內(nèi)鏡活檢的胃癌組織標(biāo)本后，需在2 h內(nèi)將胃癌組織種植到免疫缺陷小鼠體內(nèi)。具體步驟如下：

2.3.1 皮下移植 部分腫瘤手術(shù)標(biāo)本組織塊切成2 mm×2 mm×3 mm薄片，活檢組織塊切成2 mm×2 mm×2 mm薄片，用上述培養(yǎng)液洗滌3次。在異氟醚麻醉下，從5～6周齡雌性免疫缺陷小鼠背部下方或腹股溝兩側(cè)各做一個小切口和皮下袋，在每個切口內(nèi)放置一個腫瘤塊[15]；將一滴1:100青霉素:鏈霉素溶液滴入手術(shù)切口中。移植完成后縫合肌層和皮膚。通過游標(biāo)卡尺測量腫瘤長度（a）和寬度（b），每周至少監(jiān)測兩次已建立的異種移植腫瘤的生長。腫瘤體積計算為（a×b2）/2。

2.3.2 腎筋膜下移植 將一部分手術(shù)標(biāo)本和活檢組織塊切成1 mm×3 mm×3 mm的薄片。在無菌條件下，沿著已麻醉的NOD/SCID小鼠背部皮膚中線切開約2 cm的切口。用食指和拇指對腎臟的一側(cè)施壓，將腎臟從體腔中滑出。外周腎靠在體壁上，用5#細(xì)鑷子輕輕地將腎包膜從腎實質(zhì)上夾起，用細(xì)彈簧剪刀在腎包膜處切開2～4 mm的切口。然后通過鈍性剝離在腎臟和腎包膜之間形成一個口袋（注意不要損傷腎實質(zhì)，以免出血）。移植物用鈍端鉗轉(zhuǎn)移到腎表面。用一把細(xì)鑷子提起腎包膜的切緣，用拋光玻璃吸管將移植物插入包膜下的口袋。在腎包膜下可以放置兩到三個移植物，而對小鼠沒有明顯的不良影響。移植手術(shù)完成后，輕輕地將腎臟放回體腔，縫合體壁和皮膚[16]。我們團隊嘗試腹部入路的方法，見圖1，切開小鼠腹部皮膚和肌肉，暴露一側(cè)腎臟，用顯微鑷子仔細(xì)分離小鼠腎筋膜，形成一個口袋，將切片的腫瘤組織放入其中，將腎臟恢復(fù)到原來的位置，縫合肌肉和皮膚。

圖1 腫瘤組織筋膜下移植：腹部入路將腫瘤組織移植到腎筋膜下Figure 1 Renal capsule transplantation of tumor tissue:opening the abdomen and implanting the tumor tissue into renal capsule

2.3.3 原位移植 Hiroshima等[25]首次建立了軟組織肉瘤的原位移植模型。腫瘤組織是從一個腹膜后軟組織肉瘤患者的活檢中獲得的，切片（3 mm3）移植至裸鼠左腎后腹膜。通過皮膚和肌肉在裸鼠左側(cè)腰椎區(qū)域做一個6～10 mm的小切口。裸鼠左腎后腹膜后脂肪，與患者體內(nèi)原腫瘤生長的位置相對應(yīng)，通過這個切口分離出間隙。將腫瘤薄片植入該間隙，使用8-0尼龍外科縫線縫合。完成后，切口用6-0尼龍外科縫線封閉。同樣大小的腫瘤塊也用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)移植到裸鼠皮下。田樹紅等[26]采用包埋法進(jìn)行胃癌原位移植，操作步驟如下：用1 ml一次性無菌注射器往動物胃漿膜層輕輕注入0.1 ml 0.9%（g/ml）氯化鈉注射液，使?jié){膜層形成一個小皮丘，然后用小鑷子輕輕捏住皮丘一側(cè)邊緣，用眼科剪剪一個約3 mm長的小口，再用小鑷子將腫瘤塊送入皮丘內(nèi)即可。這樣腫瘤組織不會與其他組織粘連，對胃的損傷也較小。最后逐層縫合好腹腔，安爾碘消毒創(chuàng)口，小心飼養(yǎng)。

2.3.4 肌內(nèi)移植 Read等[27]采用基質(zhì)凝膠包被的腫瘤組織切片，分別在免疫功能低下的小鼠側(cè)腹皮下或背部肌肉內(nèi)進(jìn)行移植。新鮮和冷凍保存的活檢腫瘤組織均成功地建立了食管和肛管癌的PDTX模型，見圖2。與皮下植入相比，肌內(nèi)移植的植入率更高，肌內(nèi)移植和皮下移植的手術(shù)組織標(biāo)本成瘤率分別為95%和25%，活檢組織成瘤率分別為48%和7%。此外，肌內(nèi)腫瘤比皮下PDTX腫瘤生長更快。腫瘤分化狀態(tài)、蛋白表達(dá)、突變譜和對化療的反應(yīng)與原發(fā)腫瘤一致。

圖2 腫瘤組織的肌內(nèi)移植：將腫瘤組織植入小鼠背部肌肉Figure 2 Intramuscular transplantation of tumor tissue:implanting tumor tissue into the dorsal muscles of mice

2.4 活體動物內(nèi)光學(xué)成像技術(shù)在胃癌小鼠模型中的應(yīng)用

活體成像技術(shù)是指用非侵入性手段對活體狀態(tài)下的生物進(jìn)行組織、細(xì)胞和分子水平的定性和定量研究；目前，動物活體成像技術(shù)主要分為光學(xué)成像（optical imaging）、核素成像（PETSPECT）、核磁共振成像（MRI）、計算機斷層掃描（CT）成像和超聲（ultrasound）成像五大類。其中活體動物內(nèi)光學(xué)成像[28-29]主要包括生物發(fā)光（bi-oluminescence,BLI）和熒光（fluorescence）兩種技術(shù)。這兩種光學(xué)成像技術(shù)主要用于細(xì)胞系腫瘤異種移植模型中腫瘤是否移植成功和大小的檢測。而對于PDTX模型中判斷是否移植成功和大小的檢測，目前用MRI來判斷。與人體相似，移植成功的腫瘤組織在MRI平掃中表現(xiàn)為明顯的異常信號影，通過檢測腫瘤的大小，從而判斷是否可傳代。我們團隊獲得手術(shù)胃癌標(biāo)本后對NOD/SCID小鼠行腎筋膜下移植術(shù)，8天后MRI可見腎筋膜下腫瘤組織生長，見圖3，表明移植成功。術(shù)后16天MRI示腎筋膜下腫瘤較前增大，見圖4。

圖4 術(shù)后16天MRI增強結(jié)果：右腎筋膜下腫瘤較前增大（箭頭處為腫瘤組織）Figure 4 An 16-day postoperative MRI enhancement:the right renal subfascial tumor was larger than before (arrow:tumor tissue)

2.5 腫瘤組織傳代

當(dāng)腫瘤生長到大小約為750 mm3時可以進(jìn)行傳代移植[10]。荷瘤小鼠用乙醚麻醉，頸椎脫臼處死。小鼠冰水浴2 min，然后置于75%乙醇中 2 min，在無菌環(huán)境中進(jìn)行解剖。在無菌條件下切碎腫瘤，組織塊大小3 mm×3 mm×3 mm[9]。然后移植到免疫缺陷小鼠體內(nèi)，如上所述。移植后腫瘤傳代不超過10次。

2.6 低溫保存與復(fù)蘇

早期傳代的大量樣品應(yīng)保存在組織庫中，在液氮中冷凍保存并用于進(jìn)一步實驗。將新鮮制備的異種移植瘤組織的一半浸入萊博維茨-L-15培養(yǎng)基中，添加10%胎牛血清和10%二甲基亞砜（DMSO）。在-80℃下過夜后，將冷凍瓶轉(zhuǎn)移到液氮中。

再次移植到裸鼠體內(nèi)時，腫瘤組織在37℃下迅速解凍，用含上述補充物青霉素:鏈霉素為1:100的RPMI 1640培養(yǎng)基清洗，并如上文所述進(jìn)行皮下移植。Zhang等[30]用非小細(xì)胞肺癌的冷凍活檢組織植入到SCID小鼠中，實現(xiàn)了與新鮮腫瘤組織相近的成功率（32%）。Anderson等[31]則進(jìn)一步證明，利用冷凍保存后的小細(xì)胞肺癌活檢組織建立的PDTX模型與原發(fā)腫瘤具有高度一致的組織學(xué)特征。

3 PDTX模型成功建立的關(guān)鍵因素

腫瘤離體時間和種植時間是影響成功率的最重要因素，腫瘤應(yīng)在離體后2 h內(nèi)進(jìn)行移植。Chijiwa等[12]認(rèn)為術(shù)后2天或2天以上移植到NOG小鼠體內(nèi)的腫瘤的成瘤率（61%）高于手術(shù)當(dāng)天或術(shù)后第2天移植的腫瘤成瘤率（51%），但差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

移植的部位及原發(fā)腫瘤的類型也是影響成瘤率的重要因素，見表1～2。惡性程度高、分化程度低的腫瘤移植成功率較高。Okada等[39]認(rèn)為，腎筋膜下和原位移植的成瘤率高于皮下移植。Chijiwa研究[12]表明呼吸系統(tǒng)腫瘤（67%）、胃腸道腫瘤（58%）和泌尿系腫瘤（57%）的成瘤率較高。轉(zhuǎn)移性腫瘤比原發(fā)性腫瘤成瘤率高，分別為65%和27%，化療前獲取的腫瘤組織成功率優(yōu)于化療后。Zhu等[10]的研究表明，化療前活檢組織的移植率（52.1%）高于化療后活檢組織的移植率（21.9%）。

4 PDTX模型的臨床應(yīng)用

4.1 用于指導(dǎo)臨床個體化治療

腫瘤的臨床治療過程中，存在患者的個體化差異，但治療方案往往是常規(guī)的[17]，造成了治療時間和費用上的浪費。PDTX模型臨床前實驗取得的結(jié)果往往與臨床實際高度吻合，有助于尋找適合患者的個體化治療方案。美國霍普金斯大學(xué)的一項研究[40]成功建立了14例晚期難治性腫瘤的PDTX模型，用涉及63種藥物的232種方案進(jìn)行測試，其中12例患者通過PDTX模型找到了有效的治療方案，1例在接受治療前死亡，另外11例患者無論是在耐藥性還是敏感度方面，通過PDTX模型推測的預(yù)期與真實臨床結(jié)果之間顯著一致。Villarroel等[41]報道了1例老年男性胰腺癌患者，手術(shù)后2月，在開始輔助治療之前，發(fā)現(xiàn)有經(jīng)活檢證實的鎖骨上淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，CA19-9為10132 u/ml?；颊呓邮軉嗡幖魉麨I治療，但4月后出現(xiàn)明顯的疾病進(jìn)展，CA19-9為98405 u/ml。在此期間取患者腫瘤組織建立PDTX模型，根據(jù)PDTX模型對絲裂霉素C的反應(yīng)，患者接受絲裂霉素C治療后，CT掃描結(jié)果示腫瘤轉(zhuǎn)移性病灶減小，CA19-9水平正?；Ｓ捎诋惙N移植物對順鉑也表現(xiàn)出敏感，于是患者接受了3周期的順鉑治療。在最后一次隨訪中，即手術(shù)切除3年后，患者CA19-9為39 u/ml，無其他臨床癥狀。這是采用PDTX模型成功獲得腫瘤個體化治療方案的典型案例。對于個體化化療，需要臨床相關(guān)的NSCLC模型來快速預(yù)測最有效的治療方案。Dong等[36]建立了NSCLC的第一代腎筋膜下異種移植，以確定對常規(guī)化療方案的反應(yīng)，并選擇對個別患者最有效的治療方案。結(jié)果表明在保留原癌主要生物學(xué)特性的基礎(chǔ)上，建立了所有NSCLC的異種移植模型（成瘤率為90%）。整個藥物評估過程耗時8周。方案A、B和C（A：順鉑+長春瑞濱，方案B：順鉑+多西紫杉醇，方案C：順鉑+吉西他濱）的有效率分別為28%、42%和44%。從而得出結(jié)論，PDTX模型適用于快速評估（6～8周）患者癌癥的化療敏感度和選擇最有效的治療方案，有望應(yīng)用于非小細(xì)胞肺癌患者的個體化治療。

表1 不同的移植部位PDTX建模特征比較Table 1 Characteristics of PDTX models among different transplant sites

表2 多種腫瘤類型在不同移植部位和不同小鼠品系中PDTX移植成功率Table 2 Success rate of PDTX for various types of cancers grafted on different sites and mice strains

4.2 用于藥效評估和生物標(biāo)志物的研究

評價藥物的抗癌活性時，以動物體內(nèi)實驗結(jié)果為主，同時參考體外實驗結(jié)果。傳統(tǒng)的動物體內(nèi)實驗是將相應(yīng)的細(xì)胞系移植到小鼠體內(nèi)建立模型，由于細(xì)胞系無法與原發(fā)腫瘤保持一致性，因此所得出的劑量范圍、藥物療效將與患者有較大出入。PDTX模型則避免了這一缺陷，使得藥物抗癌活性的評價更具有可靠性。PDTX模型對體內(nèi)抗腫瘤耐藥活性實驗和抗腫瘤轉(zhuǎn)移藥物實驗也同樣具有重要的作用。Bertotti等[42]成功建立了85例轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌PDTX模型，研究發(fā)現(xiàn)HER2擴增在抗西妥昔單抗、KRAS/NRAS/BRAF/PIK3CA野生型病例中特異性存在。并且HER2和EGFR抑制劑（西妥昔單抗）聯(lián)合使用具有顯著的抗腫瘤作用，這意味著對昔妥西單抗耐藥的轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者及K-Ras野生型伴隨HER2擴增且臨床治療無效的患者或可通過HER2抑制劑與EGFR抑制劑聯(lián)合使用獲益。Kim等[43]評價了新中藥配方BP10A的抗腫瘤作用及其對抗癌藥物奧沙利鉑和伊立替康（CPT-11）在結(jié)腸癌異種移植模型中的作用。在所有PDTX模型中，口服BP10A可使腫瘤生長延遲34%～70%。同樣，腹腔注射奧沙利鉑或CPT-11也分別抑制腫瘤生長31.8%～60.5%或24.3%～50.4%。此外，BP10A與奧沙利鉑或CPT-11聯(lián)合治療可顯著提高各抗癌藥物的抗腫瘤活性，延緩腫瘤生長，抗腫瘤活性可分別提高47.1%～74.6%和74.4%～82.9%。從抗腫瘤活性來看，BP10A與抗癌藥物聯(lián)合治療及BP10A、奧沙利鉑、CPT-11聯(lián)合治療均能降低腫瘤細(xì)胞增殖標(biāo)志物Ki-67和血管生成標(biāo)志物CD31的表達(dá)，顯著增加腫瘤細(xì)胞凋亡標(biāo)志物TUNEL染色。因此BP10A對結(jié)腸癌有較強的抑制作用，且與抗癌藥物具有協(xié)同作用，提示BP10A可作為治療結(jié)腸癌的理想藥物。Ho等[44]通過研究慢性乙型肝炎病毒（HBV）引起的肝細(xì)胞癌（HCCs）中雷帕霉素（mTOR）信號級聯(lián)靶點的突變情況，探討mTOR過度激活在肝癌發(fā)生中的突變依賴機制。他們發(fā)現(xiàn)并證實了多個mTOR組分在HBV相關(guān)HCC中反復(fù)突變，并且在HCC樣本中檢測到TSC1和TSC2基因的頻繁突變。在肝癌細(xì)胞系和PDTX模型中也觀察到TSC1和TSC2基因的突變中斷。在雷帕霉素作用下，TSC突變細(xì)胞的集落形成能力下降。結(jié)果提示了HBV相關(guān)HCC中的突變依賴性mTOR過度激活和頻繁的TSC1/2突變的重要性。Bulle等[45]在吉西他濱誘導(dǎo)人胰腺導(dǎo)管腺癌異種移植瘤上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化的研究中，建立了兩種行為不同的PDTX模型（低分化腫瘤PAC010，中分化腫瘤PAC006）來研究吉西他濱或吖啶（HIF抑制劑）單藥對兩種PDTX腫瘤模型的療效作用。基因和蛋白質(zhì)分析顯示，在PAC010模型中，間充質(zhì)標(biāo)志物（如VIM、SNAI2）表達(dá)較高。吉西他濱治療導(dǎo)致兩種模型腫瘤體積縮小和增殖減少。吉西他濱治療顯著增強了支持轉(zhuǎn)移行為和生存途徑間充質(zhì)標(biāo)志物的表達(dá)，特別是在非侵襲性PAC006模型中。在兩種模型中，吖啶對腫瘤生長幾乎沒有影響。

PDTX模型在預(yù)測生物標(biāo)志物中也起到了重要作用。目前研究發(fā)現(xiàn)，PLK1對細(xì)胞分裂和維持基因組的穩(wěn)定性有重要作用，包括有絲分裂、紡錘體組裝和DNA損傷反應(yīng)。Dang等[46]通過分析建立的胃癌PDTX模型，發(fā)現(xiàn)BI6727（一種PLK1抑制劑）抑制PLK1活性后，與對照組相比，胃癌PDTX模型中腫瘤體積和重量明顯下降。發(fā)現(xiàn)PLK1對胃癌細(xì)胞的存活有顯著影響，它可能成為一個判斷預(yù)后或預(yù)防性的胃癌生物標(biāo)志物，也可能成為胃癌潛在的治療靶點。circRNAs是一類新的非編碼RNA，近年來已被證實能調(diào)節(jié)腫瘤的發(fā)生和侵襲性。然而，circRNAs在結(jié)直腸癌（CRC）轉(zhuǎn)移中的作用尚不清楚。Yang等[47]首先通過qPCR分析評估了circPTK2（hsacirc 0005273）在大腸癌新鮮組織和相應(yīng)鄰近組織中的表達(dá)，建立了一個PDTX模型來評估shRNA特異性靶向circPTK2對腫瘤轉(zhuǎn)移的影響，在PDTX模型中，尾靜脈注射特異性靶向circPTK2的shRNA可以抑制腫瘤轉(zhuǎn)移。表明circPTK2在大腸癌生長和轉(zhuǎn)移中起著重要作用，可能是大腸癌轉(zhuǎn)移的潛在治療靶點，也有望成為早期診斷轉(zhuǎn)移的生物標(biāo)志物。

4.3 用于腫瘤微環(huán)境的研究

在臨床實踐過程中，不同患者對于腫瘤免疫治療的效果差異較大。越來越多的證據(jù)表明，由于腫瘤微環(huán)境的異質(zhì)性造成了不同個體的抗腫瘤免疫應(yīng)答反應(yīng)不盡相同[48]。由此可見，腫瘤微環(huán)境對于腫瘤免疫藥物的評價非常重要。PDTX模型可模擬人體內(nèi)腫瘤微環(huán)境，目前，通過在高度免疫缺陷小鼠體內(nèi)移植來源于人的骨髓、外周血或胚胎組織的造血干細(xì)胞，使小鼠體內(nèi)表達(dá)人類的免疫系統(tǒng)，可獲得重建人免疫系統(tǒng)（human immune system,HIS）小鼠模型[49]，用于臨床前的藥效和毒理實驗，為免疫毒性的評價提供更多信息。已有研究報道，將體外擴增的人造血干細(xì)胞或人干細(xì)胞祖細(xì)胞，經(jīng)骨髓腔注射至經(jīng)過輻照（如60Coγ射線）后的NSG小鼠體內(nèi)，可建立重建HIS的小鼠模型，之后再將頭部及頸部腫瘤患者的腫瘤組織經(jīng)手術(shù)切除后，皮下移植至構(gòu)建的重建HIS的小鼠側(cè)面體表，以研究人干細(xì)胞祖細(xì)胞與移植的人源腫瘤之間的相互作用[50]。Gunnarsdóttir等[51]描述了如何將黑色素瘤細(xì)胞的單細(xì)胞懸液注射到免疫缺陷的NOD-scid IL2R（NSG）小鼠中。另外，他們將腫瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞聯(lián)合注射，使用Winn試驗研究癌癥免疫治療的可能性。Sun等[52]在研究無創(chuàng)液態(tài)飲食法向小鼠深部代謝網(wǎng)絡(luò)示蹤模型中輸送穩(wěn)定同位素時，發(fā)現(xiàn)肝臟通過血液向PDTX供應(yīng)葡萄糖來源的Gln，以促進(jìn)Glu和谷胱甘肽的合成。將PDTX與體外腫瘤培養(yǎng)物進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)不同的葡萄糖代謝可以反映不同的腫瘤微環(huán)境。

5 展望

盡管人源化腫瘤動物模型的建立已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，研究者仍面臨著很多問題需要解決：（1）模型的保真性仍有缺陷。鑒于腫瘤微環(huán)境在腫瘤生物學(xué)的許多方面起著重要作用，PDTX腫瘤基質(zhì)成分從最初的人類轉(zhuǎn)變到荷瘤小鼠，使PDTX腫瘤基質(zhì)成分發(fā)生改變，這可能是這些模型的一個相關(guān)缺陷。這一局限性在以微環(huán)境為靶點的特異性抗癌藥物（如貝伐單抗）的藥效評估中表現(xiàn)得尤為明顯。（2）人體免疫微環(huán)境的缺失。因建模小鼠均無成熟的免疫系統(tǒng)，PDTX模型不能用于免疫抑制劑、免疫調(diào)節(jié)劑的療效評估。為了克服人體免疫微環(huán)境缺失的問題，可通過重建人的免疫系統(tǒng)來彌補人體免疫微環(huán)境的缺失。目前人體免疫微環(huán)境的重建也有待完善。如何構(gòu)建與原代腫瘤相似度更高的模型動物，是需要不斷努力解決的問題。（3）平均成瘤時間較長，不利于提供晚期患者精準(zhǔn)的治療方案。對于腫瘤發(fā)展迅速、生存期短的患者而言，有些未能獲得藥敏結(jié)果就已經(jīng)死亡。（4）深部器官成瘤判斷手段困難。目前判斷深部器官PDTX成瘤的方法有待完善。有望借助MRI、CT、PET-CT等手段來判斷，但難以適應(yīng)大量PDTX模型成瘤情況的判斷。