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行業(yè)動態(tài)
PDX模型和類器官在腫瘤研究領域的文獻越來越多，PDX，PDO，PDXO，PDOX，看著都差不多，有點傻傻的分不清。今天就給大家來捋一捋！
PDX模型
患者來源的腫瘤異體移植（Patient Derived Xenografts, PDX）模型是將來源于腫瘤患者的組織塊或原代細胞植入免疫缺陷動物體內(nèi)形成的移植瘤模型。PDX模型由于保存了來源患者腫瘤的異質性和微環(huán)境，其藥效學結果與臨床治療結果一致性高達90%，是腫瘤新藥研發(fā)、個體化治療方案篩選和機制研究的有力工具。
PDO模型
類器官（Organoid）是一種由多種類型細胞通過自組織方式制備，能夠模擬原生器官結構和功能的體外三維“微器官模型”?；颊邅碓吹哪[瘤類器官 (Patient-Derived Organoids, PDOs) 是指將患者活檢、穿刺或手術切除的腫瘤組織在體外三維培養(yǎng)數(shù)周得到的類器官。腫瘤類器官在高度保持源腫瘤的異質性和患者之間的異質性的同時，類器官個體間形態(tài)、尺度保持基本均一，為腫瘤發(fā)病機理研究、藥物篩選、個性化精準醫(yī)療、再生醫(yī)學等領域提供了快速、優(yōu)良的技術平臺。
PDX和PDO的不足
雖然PDX模型藥效結果與臨床一致性高達90%，但是模型構建成功率低（不到50%）、周期長（平均3-4個月成瘤）、費用高（500-700美元/只）等原因，臨床患者可及率低，也不利于抗癌藥物的大規(guī)模初篩。PDO是腫瘤體外模型，其實驗結果與體內(nèi)實驗結果還存在著一定的差異，有些藥物（比如體內(nèi)代謝的前體藥物）不太適合用體外模型篩查。為了彌補PDX和PDO的不足，更好開展研究，學術界發(fā)展出來兩條同一患者來源的體內(nèi)外配對腫瘤模型技術路線。
配對路線一：PDX/PDXO
PDX來源的類器官（PDX-derived organoid, PDXO) 是用前期構建成功的PDX模型腫瘤組織構建類器官，PDXO是來自于體內(nèi)PDX的體外模型。這種技術路線是先構建PDX模型，再構建PDXO，形成同一患者來源的體內(nèi)外配對腫瘤模型[1]。
配對路線二：PDO/PDOX
腫瘤類器官來源的PDX模型（Patient-derived organoids-based xenograft，PDOX）是指將腫瘤類器官（PDO）細胞移植到免疫缺陷小鼠體內(nèi)建立起來的PDX模型。這種技術路線是先構建PDO模型，再構建PDOX，形成同一患者來源的體內(nèi)外配對腫瘤模型。
兩種路線優(yōu)劣勢的對比
PDX/PDXO路線：PDX模型構建需要的動物房軟硬件條件比高、前期投入費用大、周期長，但是PDX能較好的保種腫瘤的異質性和微環(huán)境，能更好的重現(xiàn)來源患者腫瘤的生理學特征。利用PDX模型組織構建的腫瘤類器官理論上來說和臨床腫瘤樣本構建的類器官差異不大。這條路線適合硬件條件比較好、經(jīng)費充足、對模型保真性要求比較高的單位。
PDO/PDOX路線：PDO模型構建的硬件入門門檻比較低，幾乎在所有的醫(yī)學生物學實驗室都能完成。前期投入費用較小、周期短，可以構建大量PDO進行前期實驗，然后挑選重點的PDO進行PDOX構建，或者委托第三方代為構建。因為類器官的構建需要將腫瘤組織消化成細胞，破壞了腫瘤組織原有的三維結構和微環(huán)境，細胞在基質膠等水凝膠內(nèi)自組裝后的三維結構和原來的三維結構還是會有一定的差異，因此用PDO構建的PDX模型理論上來說在保真性上不如患者腫瘤組織構建的PDX模型。這條路線適合經(jīng)費較少、動物房軟硬件條件一般，對模型保真性要求沒那么高的單位。
參考文獻：
[1] Cai EY, Garcia J, Liu Y, Vakar-Lopez F, Arora S, Nguyen HM, Lakely B, Brown L, Wong A, Montgomery B, Lee JK, Corey E, Wright JL, Hsieh AC, Lam HM. A bladder cancer patient-derived xenograft displays aggressive growth dynamics in vivo and in organoid culture. Sci Rep. 2021 Feb 25;11(1):4609. doi: 10.1038/s41598-021-83662-7. PMID: 33633154; PMCID: PMC7907272.
[2] Jacob F, Salinas RD, Zhang DY, Nguyen PTT, Schnoll JG, Wong SZH, Thokala R, Sheikh S, Saxena D, Prokop S, Liu DA, Qian X, Petrov D, Lucas T, Chen HI, Dorsey JF, Christian KM, Binder ZA, Nasrallah M, Brem S, O'Rourke DM, Ming GL, Song H. A Patient-Derived Glioblastoma Organoid Model and Biobank Recapitulates Inter- and Intra-tumoral Heterogeneity. Cell. 2020 Jan 9;180(1):188-204.e22. doi: 10.1016/j.cell.2019.11.036. Epub 2019 Dec 26. PMID: 31883794; PMCID: PMC7556703.
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